Устройство для вихретоковой дефектоскопии Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

няет направление счета, а выходной код практически постоянен. При появлении дефекта тактовые импульсы на.- капливаются, после чего появляется сигнал управления дефектоотметчика 14. Одновременно начинает накапли- ваться код последовательного приближения в блоке 8 выделения разности

сглаженных отсчетов. В это время схе- ную характеристику дефекта. 1 ил.

Изобретение относится к средствам вихретокового неразрушаюя(его контроля проводящих материалов и изделий из них и может- быть использовано для контроля поверхностных трещин в углеграфитовых композитах в режиме, автоматического сканирования поверхности изделия.

Целью изобретения является увеличение производительности контроля в автоматическом режиме за счет вьщеления импульсных характеристик дефекта

На чертеже представлена структурная схема Устройства для вихретоковрй дефектоскопии.

Устройство для вихретоковой дефектоскопии содержит последовательно соединент1е генератор 1 гармонического напряжения, резонансную систему 2 с вихретоковым преобразователем, схему 3 амплитудного преобразования сигнала и аналого-цифровой преобразователь 4, состоящий из компаратора 5; первый вход которого подключен к выходу схемы 3 амплитудного преобразования сигнала,,реверсивного счетчика 6, управляющий вход которого соедине с выходом компаратора 5, и цифроанал гового преобразователя 7, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 6, а выход - к второму входу .компаратора 5. Устройство содержи соединенные последовательно блок 8 выделения разности сглаженных отсчетов, информационный вход которого со единен с выходом реверсивного счетчика 6, и регистр 9. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные конъюнктор 10, селектор 11, триггер 12 режима, формирователь 13 кода, дефектоотмётчик 14 и схему

1308885

ма 15 формирования сигнала запрета блокирует передачу до окончания режима накопления. Для фиксации импуль- . сных характеристик используется блок 16 вьщеления импульсной характеристики дефекта, позволяющий запоминать в регистраторе 18 только разности сглаженных отсчетов, т.е. импульс5

0

5 0

0

5

0

15 формирования сигналов запрета/ первый ;вход которой объединен с входом дефектоотметчика 14 и третьим входом реверсивного счетчика 6 и подключен к прямому выходу триггера 12 режима, второй вход объединен с вторым входом конъюнктора 10 и подключен к инверсному выходу триггера 12 режима, третий вход схемы 15 формирования сигналов запрета объединен с входом сброса триггера 12 режима и подключен к управляющему выходу формирователя«13 кода, выход данных которого соединен с входом реверсивного счетчика 6, а выход схемы 15 формирования сигналов запрета подключен к тактовому.входу регистра 9, Управляющие входы селектора 11 и формирователя 13 кода объединены и подключены к выходу компаратора 5. Устройство также содержит блок 16 вьщеления импульсной характеристики дефекта, первый рход которого подключен к регистру 9, а второй вход - к выходу реверсивного счетчика.6, блок 17 управления, первый выход которого соединен с четвертым входом схемы 15 формирования сигналов запрета, первым входом конъюнктора 10 и тактовыми входами формирователя 13 кода и реверсивного счетчика 6, второй выход блок 17.управления подключен к второму входу блока 8 вьщеления разности сглаженных отсчетов, а третий выход блока 17 управления подключен к пятому входу схемы 15 формирования сигналов запрета, регистратор 18, подключенный к выходу блока 16 вьщеления импульсной характеристики дефекта,третий вход которого подключен к формирователю 13 кода.

Схема 15 формирования сигналов запрета содержит последовательно соединенные конъюнктор 19, счетчик 20, триггер 21, дизъюнктор 22 и второй конъюнктор 23. Входы конъюнктора 19 являются вторым и третьим входами схемы 15 формирования сигналов запрета. Установочный вход триггера 21 является первым входом схемы 15 формирования сигналов запрета. Второй

вход дизъюнктора 22 является третьи входом схемы 15 формирования сигналов .запрета. Второй вход конъюнктор 23 является пятым входом схемы 15 формирования сигналов запрета, а выход конъюнктора 23 является выходом этой схемы.

Блок 16 выделения импульсной характеристики дефекта содержит соединенные последовательно регистр 24, компаратор 25 и формирователь 26 импульсов, схему 27 совпадения, элемент 28 задержки,триггер 29 и конъюнктор 30. Информационный вход регистра 24 является вторым входом блока 16 вьщеления импульсной характеристики дефекта. С информационным входом регистра 24 объединен первый вход компаратора 25. Первый вход схемы 27 совпадения является первым входом блока 16 выделения импульсно характеристики дефекта. Выход компаратора 25 соединен с вторым входо схемы 27 совпадения. Выход формирователя 26 импульсов соединен со сче ным входом триггера 29, а также с установочным входом регистра 24. Певый вход конъюнктора 30, объединен- ньм с входом элемента 28 задержки, является третьим входом блока 16 вы деления импульсной характеристики дефекта. Второй вход конъюнктора 30 подключен к инверсному выходу триггра 29, установочный вход которого с единенс выходом элемента 28 задержк Выход конъюнктора 30 подключен к управляющему входу регистра 24. Вых схемы 27 совпадения является выходо блока 16 выделения импульсной характеристики дефекта.

Устройство работает следующим образом.

При автоматическом сканировании бездефектной поверхности материала (не показано) скорость изменения выходного напряжения схемы 3 амплитудного преобразования сигнала не преГО

f5

20

25

30

35 40 5 ского

I

вышает быстродействия аналого-цифрового преобразователя 4. При этом на прямом выходе триггера 12 режима - логический О, на инвесрном выходе - логическая 1. Тактовые импульсы с выхода блока 17 управления через конъюнктор 10 проходят на счетный вход селектора 11. Выходное напряжение компаратора 5, поступающее на управляющий вход селектора 11, изменяет направление счета (суммирование или вычитание тактовых импульсов) в зависимости от того, превышает напряжение на первом входе компаратора 5 компенсирующее напряжение на втором входе или наоборот. Если быстродействия аналого-цифрового преобразователя 4 хватает и отслеживание его входного напряжения идет с точностью ±1 младшего разряда,то выходной уровень компаратора 5 на каждом такте изменяется (на каждом такте компаратор 5 меняет свое состояние на противоположное) . При этом на каждом такте меняется направление счета селектора 11 и его выходной код практически сохраняет свое значение.

Если напряжение на первом входе компаратора 5 изменяется с такой скоростью, что компенсирующее напряжение на втором входе его не догоняет (дефект в зоне контроля), то выходной уровень компаратора 5 сохраняется неизменным. При этом селектор 11 производит накопление тактовых импульсов в одном направлении. При накоплении определенного числа импульсов (например 16) на выходе селектора 11 появляется импульс (селектор как бы вьщеляет шестнадцатый импульс), который устанавливает триггер 12 режима в единичное состояние, Селектор 11 при этом возвращается в исходное состояние. Появление логиче 0 на инверсном выходе триггер й 12 режима закрывает конъюнктор 10 для тактовых импульсов.

0

5

Логическая 1 с прямого выхода триггера 12 режима устанавливает формирователь 13 кода в рабочее состоя- .ние и он начинает формировать код последовательного приближения. Код последовательного приближения поступает на вход установки разрядов реверсивного счетчика 6, а так как при установочном входе реверсивного счетчика 6 присутствует логическая 1, то этот код передается на

вход цифроаналогового преобразователя 7. Одновременно с этим с выхода трип ера 12 режима логическая 1 по ступает на дефектоотметчик 14, который отмечает место расположения дефекта. 1

В следящем режиме блок 8 вьщеле- ния разности сглаженных отсчетов накапливает результаты измерений на ка:ждом такте тактовых импульсов и формирует код последовательного приближения. При этом триггер 12 режима находится в единичном состоянии. Логическая 1, поступающая на установочный S-вход триггера 21, устанавливает его в единичное состояние, при этом на инверсном- выходе триггера 21 - логический О. После окончания формирования кода последовательного приближения на управляющем выходе формирователя 13 кода формируется импульс, который поступает на третий вход схемы 15 формирования сигналов запрета, т.е. на вход дизъюнктора 22. Длительность -этого импульса равна периоду тактовых импульсов, поэтому соответствующий управляющий импульс проходит через конъюнктор 23 на управляющий вход регистра 9 и соответствующее этому моменту значение разности поступает на выход регистра 9. Так как блок 8 вьщеления разности сглаженных отсчетов работает с задержкой, то после отсчета с помощью кода последовательного приближения необходимо пропустить N тактов.

Это осуществляется с помощью схемы 15 формирования сигналов запрета. На входы 2 и 4 схемы, т.е. на входы конъюнктора 19, поступает соответственно уровень с инверсно1 о выхода триггера 12 режима и тактовые импульсы. Когда цифровые отсчеты вновь начинают поступать, триггера 12 режима переходит в нулевое состояние, на ег инверсном выходе появляется логическая единица и тактовые импульсы начинают поступать на счетчик 20. На выходе - счетчика 20 выделяется N-и импульс, который поступает на синхронизирующий вход триггера 21. А так как при этом на прямом выход триггера 12 режима - логический О, то в момент I поступления синхроимпульса триггер 21 переходит в нулевое состояние и логическая Т с его .инверсного выхода поступает через дизъюнктора 22 н вход конъюнктора 23. При этом соот

5

0

5

ветствующий управляющий импульс поступает через конъюнктор 23 на управляющий вход регистра 9, перемещая разность сглаженных отсчетов на еЬо выход. Для фиксации импульсных характеристик используется блок 16 вьщеления импульсной характеристики дефекта. При работе триггер 29 находится в нулевом состоянии, на его инвертирующем выходе - логическая 1, но так как на другом входе конъюнктора 30 импульсов нет, то информация на выход регистра 24 не передается. При этом на выходе этого регистра установлено наибольшее значение кода. На выходе компаратора 25 при этом - уровень логического О и информация через схему 27 совпадения на регистратор 18 не проходит. При наличии дефекта в зоне контроля происходит резкое изменение выходного напряжения схемы 3 амплитудного преобразования сигнала. Триггер 12 режима переходит в единичное состояние и начинает формирование уравновешивающего кода последовательного приближения. При окончании формирования кода на управляющем выходе формирователя 13 кода появляется импульс, который поступает на вход 3 блока 16 выделения импульсной характеристики дефекта. А так как на выходе триггера 29 в этот момент -логическая 1, то этот импульс проходит на управляющий вход

5 регистра 24, передавая на его выход разность сглаженных отсчетов, соответствующую моменту появления первого отсчета последовательного приближения, т.е. первого крутого уча стка модуляционной характеристики дефекта, имеющей колоколообразный вид.

В зависимости от того, насколько крутыми являются следующие участки

с модуляционной характеристики, с выхода реверсивного счетчика поступают отсчеты, сформированные либо с помощью следящего аналого-цифрового преобразователя 4, либо с использованием

кода последовательного приближения, но в любом случае на восходящем участке модуляционной характеристики по величине они превышают значение первого отсчета, записанного в регистре

г 24. В atioM . случае на выходе компаратора 25 - логическая 1 и информация через схему 27 совпадения проиходит на регистрацию. Этот же процесс продолжается и на нисходящей ветви моду0

ляционной характеристики до тех пор, пока текущие значения кода не станут меньше первого отсчета последовательного приближения. Как только текущее значение станет меньше этого отсчета, компаратор 25 перебрасывается в . О, по отрицательному перепаду формирователем 26 импульсов формируется импульс, который переводит триггер 29 в нулевое состояние (триггер установлен в единичное состояние задержанным импульсом с управляющего выхода формирователя 13 кода) и од- н овременно устанавливает максимальное значение кода на выходе регистра 24, Таким образом, на регистратор 18 передаются значения разности сглаженных отсчетов, описывающие только импульсную характеристику дефекта, а не процесс контроля бездефектных участков материала.

Формула изобретения

Устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее последовательно соединенные генератор гармонического напряжения.5 резонансную систему с вихретоковым преобразователем, схему амплитудного преобразования сигнала и аналого-цифровой преобразователь, состоящий из соединенных последовательно компаратора, первый вход которого является входом аналого-цифрового преобразователя, реверсивного счетчика и цифроанапогового преобразователя j выход которого подключен к второму входу компаратора, соединенные последовательно блок управления, выход которого подключен к управляю- - щему входу реверсивного счетчика, блок вьщеления разности сглаженных

Редактор Л,Гратилло Заказ 1790/34

Составитель Ю.Глазков

Техред Л.Олейник Корректор Н.Король

Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государствён ного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная,4

5

отсчетов, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, и регистра, а также регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения производительности контроля в автоматическом режиме, оно снабжено блоком вьщеления импульсной характеристики дефекта, первый вход которого подключен к penicTpy,

0 второй вход соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к регистратору, схемой формирования сигналов запрета, управляющий вход котолэой подключен к блоку управления, а выход соединен с тактовым входом регистра, соединенными последовательно конъюнктором, селектором, триггером режима, прямой выход которого подключен к первому входу схемы формирования-сигналов запрета, а инверсный выход соединен с вторыми входами конъюнктора и схемы формирования сигналов запрета, и формирователем кода, выход которого подключен к входу данных реверсивного счетчика, управляющий выход соединен с входом сброса триггера режима и третьими входами схемы формирования сигналов запрета и блока вьщеления импульсной

0 характеристики дефекта, счетньш вход формирователя кода объединен с первым входом конъюнктора и чГетвертым входом схемы формирования сигналов запрета и подключен к выходу блока

5 управления, вход управления формирователя кода объединен с входом управления селектора и соединен с выходом компаратора, и дефектоотметчиком, вход которого объединен с третьим

О входом реверсивного счетчика и подключен к прямому выходу триггера режима.

0

5

Изобретение относится к средствам вихретокового контроля проводящих материалов и изделий и может быть использовано для контроля поверхностных трещин в режиме автоматического сканирования поверхности изделия. Целью изобретения является увеличение производительности контроля за счет вьщеления импульсных характеристик объекта. Сигнал с первичного преобразователя поступает на аналого-цифровой преобразователь 4 следящего типа. Если скорость изменения информационного сигнала не превышает его быстродействия, то напряжение с компаратора 5 поступает на селектор 11 и в каждом такте ме