Многоэлементный вихретоковый преобразователь для контроля внутренней поверхности труб Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к вихрето- ковой дефектоскопии и может быть использовано для неразрушающего контроля объектов сложной формы, в частности дпя контроля внутренней поверхности труб.

Цель изобретения - повьппение точности контроля, что достигается за счет повьшения помехоустойчивости устройства.

На фиг.1 изображено устройство для контроля внутренней поверхности трубы, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.,1; на фиг.З - структурная блок-схема устройства.

Устройство содержит матрицу 1 чувствительных элементов 2, источник 3 возбуждающего напряжения, высокочастотньш генератор 4, подключенную к нему обмотку возбуждения, выполненную в виде катзшки 5 индуктивности соленоидного типа, коак- сиально схватывающую катушку 5 диэлектрическую втулку 6, на внешней поверхности которой закреплена матрица 1 чувствительных элементов. 2, каждый элемент 2 матрицы 1 выполнен в виде пьезоэлектрической подложки 7 и закрепленной на ней диэлектрической пленки 8 с размещенным на ней электродинамическим преобразователем 9, все электродинамические преобразователи 9 йоединень последовательно и включены в измерительную цепь, а рабочие грани пьезоэлектрических подложек 7 соединены через коммутатор 10 с источником 3 возбуждающего напряжения,

В блок-схему устройства входят последовательно соединенные усилитель 1, демодулятор 12 детектор

13,аналого-цифровой преобразователь

14,а также микропроцессор 15, оперативно запоминающий блок 16, цифро- аналоговый блок 17, сумматор 18 и регистратор 19, Устройство размещают в контролируемом объекте - трубе 20.

В предлагаемом устройстве частота источника 3 возбуждающего напряжения намного частоты высокочастотного генератора 4. Источник 3 возбуждающего напряжения подключен к рабочим граням пьезоэлектрических подложек 7 через коммутатор 10, а высокочастотный генератор 4 соединен с катзтпкой 5 индуктивности.

Устройство работает следующим образом.

Устройство протягивается (например, посредством телескопической штанги) внутри контролируемой трубы 20. На катушку 5 индуктивности подается питание от высокочастотного

генератора 4 и она иницирует появление в стенке контролируемой Ti:iy6bi 20 продольное переменное магнитное поле, которое в свою очередь возбуждает вихревые токи в ней. На рабочие грани пьезоэлектрических подложек 7 подается питание от источника 3 возбуждающего напряжения через ком- мутатор 10, который управляется

микропроцессором 15, Напряжение, поступающее с выхода последовательно соединенных электродинамических преобразователей 9, поступает на вход резонансного усилителя 11, настроенного на частоту источника 3 возбуждающего напряжения, которое воздействует на рабочие грани пьезоэлектрических подложек 7. Выходной сигнал с усилителя 1 демодулируется в демодулятояе 12, а затем поступает на вход детектора 13, после чего преобразуется в цифровую форму аналого- цифровым преобразователем 14. Микропроцессор 15 последовательно подключает источник 3 возбуждаюпдего напряжения к пьезоэлектрическим подложкам 7 и записывает информацию, получаемую на выходе аналого-цифрового преобразователя 14 в оперативно запоминающий блок 16 в режиме Настройка. В режиме Работа микропроцессор 15 также управляет возбуждением подложек 7 и одновременно выводит коды, полученные в режиме Настройка из

оперативно запоминающего блока 16 на вход цифро-аналогового преобразователя 17. В сумматоре 18 производится сравнение текущих значений выходного напряжения с напряжениями,

полученными в режиме Настройка (на образцовом участке трубы 20). Результаты сравнения выводятся на регистратор 19.

Таким образом, в предлагаемом

устройстве катушка 5 индуктивности возбуждает вихревые токи в KOHri-po- лируемой трубке, при этом в пьезоэлектрических подложках 7 возбуждаются принудительно механические колебания, за счет чего осуществхгяет- ся сканирование поверхности трубы 20 в циркулярном направлении. Сканирование в осевом направлении ос.уществляется механическим перемещением преобразователя.

В предлагаемом устройстве исключена необходимость в коммутации измерительных цепей, обеспечивается модуляция выходного сигнала частотой возбуждения механических колебаний, что способствует повьппению помехоустойчивости, а следовательно, и точности контроля.

Формула изобретения

Многоэлементный вихретоковый пре- образователь для контроля внутренней поверхности труб, содержащий матрицу чувствительных элементов, отличающийся тем, что, с

целью повьппения точности контроля, 20 ком возбуждающего напряжения.

он снабжен источником возбуждающего напряжения, высокочастотным генератором, подключенной к нему обмоткой возбуждения, выполненной в виде катушки индуктивности соленоидного типа, и коаксиально охватывающей ее диэлектрической втулкой, на внешней поверхности которой закреплена матрица чувствительных элементов, каждый элемент матрицы выполнен в виде пьезоэлектрической подложки и закрепленной на ней- диэлектрической плёнки с размещенными на ней электродинамическим преобразователем, все электродинамические преобразователи соединены последовательно и включены в измерительную цепь, а рабочие грани пьезоэлектрических подложек соединены через коммутатор с источни

Изобретение относится к вихре- токовой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение точности контроля, что достигается за счет повышения помехоустойчивости устройства. Данное устройство возбуждает вихревые токи в трубе 20 посредством катушки 5 индуктивности,а посредством пьезоэлектрических подложек 7 возбуждаются механические колебания в электродинамических преобразователях 9. Генерируемая величина ЭДС в последних характеризует контролируемый участок трубы 20. Подавая последовательно на пьезоэлектрические подложки 7 возбуждающее напряже- ние от источника осуществляют сканирование поверхности трубы 20 в циркулярном направлении. Сканирование в осевом направлении осуществляют механическим перемещением преобразователя . 3 ил. (Л / //-I 5 89 7 1.2 6 20 Фиг.

А -А

Фиг. 2