Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исползовано для контроля качества электрпроводящих объектов.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля, достигается путем автоматического регулирования опорных напряжений квадратурных каналов при плавном изменении рабочей частоты устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Вихретоковое устройство содержит последовательно соединенные перестраиваемый генератор 1 гармонического тока, фазовращатель 2, усилитель 3 мощности, вихретокрвый преобразователь 4, компенсатор 5, усилитель 6, синхронные детекторы 7 и 8, подключенные сигнальными входами к выходу усилителя 6, осциллографический индикатор 9 и регистратор 10, подключенные первым и вторым входам к выходам синхронных детекторов 7 и 8 соответственно и измеритель- 11 частоты.

Перестраиваемый генератор 1 гармонического тока состоит из последовательно соединенных цифроаналого- вого преобразователя 12, интегратора 13, инвертора 14, Цифроаналогово го преобразователя 15 и интегратора 16, последовательно соединенных ко

кой реверсивного счетчика 19 на за- 30 данный режим изменения частоты генератора 1 командный блок 17 подключает тактовый генератор 18 к счетному входу реверсивного счетчика 19, на выходе которого образуется п-размандного блока 17, генератора 18 тактовых импульсов и реверсивного счет- рядный убывающий двоичный код, посту- чика 19, логических элементов И 20, пающий на управляющие входы цифро- ИЛИ 21 и ИЛИ-НЕ 22 соответственно, аналоговых преобразователей 12 и 15. триггера 23, включенного между управ- При этом постоянные интегрирования ляющим входом счетчика 19 и выходом интеграторов 13 и 16 изменяются за логического элемента ИЛИ 21, соединен- |0 счет плавного изменения выходных на- ного своими входами соответственно с пряжений цифро-аналоговых преобразо- вторым выходом командного блока 17, выходами логических элементов 20 и 22, выходы каждого из разрядов реверсивного счетчика 19 соединены с вхо- 45 F до F, дами логических элементов 20 и 22 и с управляющими входами цифроаналого- вых преобразователей 12 и 15, выходы интеграторов 13 и 16 являются опорным и основным выходами перестраивае-50 ia,ix напряжений интеграторов 13 и 16 мого генератора 1 гармонического то- на 90° и включением инвертора 14 между выходом первого интегратора 13 и последовательно включенными цифроана- логовым преобразователем 15 и интег- 55 ратором 16. При достижении максимальной частоты генератора, что соответствует максимальному коду на выходе реверсивного счетчика 19, на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 22 формивателей 12 и 15 в соответствии с поступающим кодом, что приводит к плавному изменению частоты г енератора от .л,. на cooTBeTCTBVKHiiHX квадMQivC .сС

ратурных (сдвинутых на 90) выходах

e-bixt 8ых2 причем условие генерации по фазе (баланс фаз) обеспечивается за счет фазового сдвига выходка и подключены к опорным входам синхронных детекторов 7 и 8 соответственно, а выход второго интегратора подключен к входам цифроаналогового преобразователя 12 и измерителя 11 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения контроля в широком диапазоне частот и использования устройств амплитудно-фазового анализа сигнала по квадратурным составляющим необходимо наличие выходн1э1х квадратурных напряжений на выходе генератора 1 в заданном диапазоне рабочих частот. В момент включения устройства реверсивный п-разрядный счетчик 19 и триггер 23 устанавливаются в исходное состояние, при котором на опорном выходе с интегратора 13 U и основном выходе с интегратора

, выха п

генератора 1 обеспечивается

ВЫХ 1

заданное значение исходной частоты. Установка требуемой частоты генератора 1 осуществляется по сигналу командного блока 17. При подаче сигнала реверсивный п-разрядный счетчик 19 через логический элемент ИЛИ 21 устанавливает триггер 23 в состояние, обеспечивающее прямой или обратный режим счета реверсивного п-разрядно- го счетчика 19.

Рассматривают случай изменения частоты выходного сигнала от F до соответствующий обратному режиму счета. Одновременно с установкой реверсивного счетчика 19 на за- данный режим изменения частоты генератора 1 командный блок 17 подключает тактовый генератор 18 к счетному входу реверсивного счетчика 19, на выходе которого образуется п-разрядный убывающий двоичный код, посту- пающий на управляющие входы цифро- аналоговых преобразователей 12 и 15. При этом постоянные интегрирования интеграторов 13 и 16 изменяются за счет плавного изменения выходных на- пряжений цифро-аналоговых преобразо- F до F, ia,ix напряжений интеграторов 13 и 16 на 90° и включением инвертора 14 между выходом первого интегратора 13 и последовательно включенными цифроана- оговым преобразователем 15 и интег- ратором 16. При достижении максимальной частоты генератора, что соответствует максимальному коду на выходе реверсивного счетчика 19, на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 22 формирядный убывающий двоичный код, посту- пающий на управляющие входы цифро- аналоговых преобразователей 12 и 15. При этом постоянные интегрирования интеграторов 13 и 16 изменяются за счет плавного изменения выходных на- пряжений цифро-аналоговых преобразо- F до F, ia,ix напряжений интеграторов 13 и 16 на 90° и включением инвертора 14 между выходом первого интегратора 13 и последовательно включенными цифроана- логовым преобразователем 15 и интег- ратором 16. При достижении максимальной частоты генератора, что соответствует максимальному коду на выходе реверсивного счетчика 19, на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 22 формивателей 12 и 15 в соответствии с поступающим кодом, что приводит к плавному изменению частоты г енератора от .л,. на cooTBeTCTBVKHiiHX квадMQivC .сС

ратурных (сдвинутых на 90) выходах

e-bixt 8ых2 причем условие генерации по фазе (баланс фаз) обеспечивается за счет фазового сдвига выход3I

руется импульс, который через логический элемент ИЛИ 21 переключает триггер 23, что приводит к переключению реверсивного счетчика 19 на обратный режим счета и в соответствии с нарастающим кодом приводит к плавному изменению частоты генератора I

от Рмакс Д°

При достижении частоты на выходе реверсивного счетчика 19 устанавливается максимальное значение двоичного п-разрядного кода, при этом на выходе логического элемента И 20 формируется импульс, который через логический элемент ИЛИ 21 переключает триггер 23. Выходной сигнал триггера 23 изменяет направление счета реверсивного счетчика 19 и на управляющие входы цифроаналоговых преобразователей 12 и 15 поступает нарастающий код, который приводит к плавному изменению частоты от Г до f, контроль частоты генератора осуществляется измерителем 11 частоты. Частота генератора 1 в устройстве может меняться как в прямом, так и в обратном направлениях относительно первоначально установленной, а нужное направление изменения задается командным блоком 17,

Установивщиеся выходные квадратурные составляющие напряжения Ug,, и и генератора 1 заданной частоты

рЫХ 2

подаются в качестве опорных напряжений на синхронные детекторы 7 и 8. Одновременно одна из квадратурных составляющих, например подэ ется через фазовращатель 2 на усили- |Тель 3 мощности и вихретоковый преобразователь 4-, сигнал с выхода которого поступает через компенсатор 5 на вход усилителя 6, Компенсатор 5 производит компенсацию началь- ного сигнала вихретокового преобразователя при установке его на образцовый участок контролируемого изделия. При установке вихретокового преобразователя в процессе сканирования на контролируемый участок, на выходе усилителя 6 образуется сигнал, который поступает на входы синхронных детекторов 7 и 8. Синхронные детекторы производят расщепление исходного полезного сигнала с выхода усилителя 6 на квадратурные составляющие, которые поступают на

ВНИИПИ Заказ 881/45

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

986314

осциллографический индикатор 9, осуществляющий представление информации на комплексной плоскости, а также на регистратор 10, производящий ана- с ЛИЗ и регистрацию компонент сигнала.

Формула изобретения

Вихретоковое устройство дпя неfO разрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные перестраиваемый генератор гармонического тока, фазовращатель, усилитель мощности, вихретоковый преобразователь,

15 компенсатор и усилитель, первый и второй синхронные детекторы, подключенные сигнальными входами к выходу усилителя, осциллографический индикатор и регистратор, подключенные

0 первым и вторым входами к выходам первого и второго синхронных детекторов соответственно, и измеритель частоты, отличающееся тем, что, с целью повьшекия достовер5 ности контроля, перестраиваемый генератор выполнен в виде последовательно соединенных первого цифроана- логового преобразователя, первого интегратора, инвертора, второго

0 цифроаналогового преобразователя и второго интегратора, последовательно соединенных командного блока, генератора тактовых импульсов и реверсивного счетчика, логических элеменс тов или. И, ШШ-НЕ, триггера, включенного между управляющим входом счетчика и выходом логического элемента ИЛИ, соединенного своими входами соответственно с вторым выходом

0 командного блока и выходами логических элементов И и ИЛИ-НЕ, выходы каждого из разрядов реверсивиого счетчика соединены с входами логических элементов И,ИЛИ-НЕ и с управ5 ляющими входами первого и второго цифроаиалоговых преобразователей, выходы первого и второго интеграторов являются опорным и основным выходами перестраиваемого генератора

0 гармонического тока и подключены к опорным входам первого и второго синхронных детекторов соответственно, а выход второго интегратора подключен к входам первого цифроаналого5 вого преобразователя и измерителя частоты.

Тираж 777

Подписное

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества электропроводящих объектов. Повъте- ние достоверности контроля достигается путем автоматического регулирования опорных напряжений квадратурных каналов при плавном изменении рабочей частоты устройства. Режим работы устройства задается установкой реверсивного счетчика 19, определяющего постоянные интегрирования интеграторов 13 и 16. Выходы последних являются квадратурными каналами, подключенными к опорным входам синхронных детекторов 7 и В. 1 ил. (О (Л ю со 00 О5 СО