Устройство для вихретокового контроля Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

и

8ЫХ

и

где и.. , и

ю

и

co

10

JO

и

Bbix 1г

и„.со

15

и,

1 1308886

Изобретение относится к области еразрушающего контроля металличеких изделий вихретоковым методом может найти применение в машинотроении и других областях техники ля целевой дефектоскопии.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет устранения влияния на результаты контроля, изменений частоты задающего генератоа.

На чертеже представлена блок-схема устройства для вихретоковоро контроля .

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, вихре- оковый преобразователь 3, предварительный усилитель 4, преобразователь

5частоты, избирательный усилитель

6и индикатор 7, последовательно соединенные первый квадратурный фазовращатель 8, балансный модулятор 9

и сумматор 10, выход которого соединен с вторым входом преобразователя 5 частоты, и тгоследовательно соединенные второй квадратурный фазовращатель 11 и второй балансный модулятор 12, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, а выход - с вторым входом сумматора

10. Входы квадратурных фазовращателей 8 и 11 соединены соответственно

с выходами задающего и опорного генераторов 1 и 13, второй вход баланс-35 вуют составляющие НОГ.О модулятора 9 соединен с выходом опорного генератора 13.

Устройство работает следующим образом.

Если выходное го . генератора 1

а выходное напряж ратора 13 равно

COg и q)p

где 0 ,

частота и начальн пряжения, то в сп пряжения первого тора 9 присутствую

20

25

и

9

-30

где и g - выхо вого обра

Соответственно го балансного моду

бых1г Bbixi вых

40

%)

и.

si

Напряжение задающего генератора 1 поступает через усилитель 2 мощности на обмотки возбуждения ви хрето- кового преобразователя 3. Усиленное предварительньм усилителем 4 выходное напряжение вихретокового преобразователя 3 поступает на вход преобразователя 5 частоты. Управляющее напряжение, поступающее на второй вход преобразователя 5 частоты, формируется в канале, включающем опорный генератор 13, квадратурные фазовращатели 8 и 11, балансные модуляторы 9 и 12 и сумматор 10. Квадратурные фазовращатели 8 и 11 служат для формирования фазового сдвига Т/2 на частотах задающего 1 и опорного 13 генераторов.

Если выходное напряжение задающего . генератора 1

и

ю

cos

(, t + Ч .о ),

где и.. , и

и

10

- амплитуда, частота и начальная фаза,

а выходное напряжение опорного генератора 13 равно

и„.соз

(Wot

tfo),

и,

COg и q)p - амплитуда.

где 0 ,

частота и начальная фаза этого напряжения, то в спектре выходного напряжения первого балансного модулятора 9 присутствуют составляющие

20

и

9

25

вуют составляющие

где и g - выходное напряжение первого квадратурного преобразователя 8.

Соответственно, в спектре второго балансного модулятора 12присутствуют составляющие

бых1г Bbixi вых п

и

%)

и.

cos( со, t + sin( +.СР(,) I -sin Г(СО, -WQ)t +

Ч .о-Ч о + sin

(СО,

45

Wo )t + q to+q o

Выходные напряжения балансных модуляторов 9 и 13 поступают на входы сумматора 10, на выходе которого при этом формируется управляющее напряжение

еыхю вых9

+ и

еых 12

55

UloU,sin (, )t +(f,+Cf,,

поступающее на второй вход преобразователя 5 частоты.

31308886

Если усиленное предварительным усилителем 4 выходное напряжение вих- ретокового преобразователя 3 равно

и

5ЫХ 4

и, cos(C3,t + (f, ),

то в выходном напряжении преобразователя 5 частоты будут присутствовать составляющие

и

ВЫХ 5

и

U,oUo X

ствительности устройства и точность контроля.

При изменении частоты задаю1це1 о генератора квадратурный фазовращатель 8 должен сохранять постоянство фазового сдвига (Г/2 во всем диапазоне частот задающего генератора 1, что достигается использованием широкополосных квадратурных фазовращате 0 лей. Если С) , нижняя граница частотного диапазона задающего генератора, то при СОо Мйн S честве избирательного усилителя для вьщеления составляющей с частотойсОд

5 как следует из (1), может быть использован, например, фильтр нижних частот с частотой среза

«,мии ср.фнч 7

20 для которого коэффициент передачи постоянен в полосе пропускания, и, следовательно, уход частоты опорного генератора ДЫд не будет влиять на результаты измерений. Формула изобретения Устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, вихретоковый пре- образователь, предварительный усилитель, преобразователь частоты, изби- дикаторного устройства. При таком рательный усилитель и индикатор, а формировании управляющего напряжения также опорный генератор, о т л и ч а- для преобразователя 5 частоты, когда ю щ е е с я тем, что, с целью повы- промежуточная частота преобразования 35 шения точности контроля, оно снабже, COS(CO, t + Ср, ) X sin(a),-bCOo)t +q ,,+ Q o

и ),t -ср, +

+ q) sin 1 (2(0, + C0,)t+

1)

.0

M , + q lo + QC

Избирательным усилителем 6 с коэффициентом передачи k(a)) , настроенным на частоту опорного генератора tOg , из спектра напряжения Уцухs выделя- 25 ется составляющая этой частоты, т.е.

и

и,„и,

ВЫХ 6

k(Q) и,- sin (Qpt - Cf, +

+ 4,0 % ) , которая затем поступает на вход инопределяется частотой опорного генератора оЗо которая может быть произвольной и остается постоянной при изменении сО , относительный уход

но последовательно соединенными квадратурным фазовращателем, вход которого соединен с выходом задающего генератора, балансным модулятором, вто- 0 рой вход которого соединен с выходом опорного генератора, и сумматором, выход которого соединен с вторым входом преобразователя частоты, и последовательно соединенными вторым квад- ратурным фазовращателем, вход кото° рого соединен с выходом опорного т.е. остается постоянным во всем ди- генератора, вторым балансным модуля- апазоне частот выходного напряжения тором, второй вход которого соединен задающего генератора 1, следователь- с выходом задающего генератора, а

промежуточной частоты осо определяется только относительным изменением частоты опорного генератора

Sco,

on 0 и не зависит от соотношения

п

- 50

но, остаются постоянными порог чув

рого соединен с выходом опорного генератора, вторым балансным модуля тором, второй вход которого соедине с выходом задающего генератора, а

50

вь1ход - с вторым входом сумматора.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для -дефектоскопии металлических изделий. Цель изобретения повышение точности контроля за счет устранения влияния на результаты контроля изменений частоты задающего генератора. Для этого устройство снабжено двумя квадратурными фазовращателями 8, 11, двумя балансными модуляторами 9, 12 и сумматором 10, выходное напряжение которого поступает на второй вход преобразователя 5 частоты и умножается в нем на выходное напряжение вихретокового преобразователя 3, усиленное предварительным усилителем 4. Из выходного напряжения преобразователя 5 частоты избирательный усилитель 6 выделяет напряжение с частотой опорного генератора 13. В результате этого выходное напряжение избирательного усилителя 6, поступающее на индикатор 7, не. зависит от изменений частоты задающего генератора 1. 1 ил. с ю (Л : эо 00 эо S5