Вихре-токовый дефектоскоп Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 

со со

Изобретение относится к вихретоко- вой дефектоскопии металлов и может быть использовано для обнаружения локальных дефектов в прутках и трубах,

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет уменьшения неравномерности чувствительности при радиальньтх смещениях контролируемого изделия.

На фиг.1 представлена структурная схема дефектоскопа; на фиг.2 - схема взаимного расположения обмоток ВТП.

Дефектоскоп содержит генератор 1, блок 2 преобразователей, состоящий из обмотки 3 возбуждения, соединенной с генератором 1, и четьфех накладных преобразователей 4-7, выполненных в виде вытянутых прямоугольных петель, короткие стороны которых совмещены, а длинные лежат на окружностях, расположенных аксиально-сим 1етрично относительно обмотки 3 возбуждения, четыре схемы 8-11 амплитудно-фазовой обработки сигнала (САФОС), первые входы которых подключены к соответствующим преобразователям 4-7, а вторые - к генератору 1, решающий блок 12, четьфе входа которого подключены к соответствующим выходам схем 8-11, и формирователь 13 сигнала радиального смещения контролируемого изделия 14. Формирователь 13 состоит из второго генератора 15, четырех резисторов 16-19, каждый из которых включен между выходом генератором 15 и потенциальным входом соответствующего преобразователя 4-7, при этом образуются два измерительных моста, двух избирательных усилителей 20 и 21, включен- ных в диагонали мостов, и двух амплитудно-фазовых детекторов 22 и 23, первые входы которых подключены к выходам усилителей 20 и 21, вторые - к генератору 15, а выходы соединены с пятым и шестым входами решающего блока 12.

Вихретоковый дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор 1 запитывает обмотку 3 возбуждения блока 2 вихретоковых преобразователей (ВТП) 4-7. Сигнал с каждого преобразователя 4-7 поступает на вход соответствующей САФОС 8-11, на выходах формируются соответственно сигналы А, В, С и D (фиг.1). Фазы опорных напряжений схем 8-11 выбраны из условия отстройки от радиальных смещений контролируемого изделия 14.

5 0 Q ,

п

5

Сигнал от точечного дефекта появляется только в том преобразователе, в зоне которого он расположен. Форма импульсов от дефекта на выходе каждой САФОС 8-11 аналогична сигналу от проходного дифференциального ВТП с обычными измерительными обмотками. Суммарный сигнал четьфех САФОС 8-11 идентичен сигналу проходного дифференциального ВТП при его амплитудно- фазовой обработке.

Генератор 15, частота которого вы- ше частоты генератора 1, запитывает два измерительных моста, состоящие из элементов 4, 6, 16, 17 и 5, 7, 18, 19. Сигналы о радиальных смещениях контролируемого изделия выделяются за счет включения противолежащих преобразователей 4 и 6 в один мост, а преобразователей 5 и 7 - в другой. Напряжение разбаланса мостов, вызванное смещением изделия 14, поступает на вход избирательных усилителей 20 и 21, настроенных на частоту генератора 15, и далее на вход амплитудно- фазовых детекторов 22 и 23, у которых фаза опорных напряжений совпадает с фазой сигнала, вызванного радиальными смещениями. В отсутствие изделия 14 и при его центральном положении (ось изделия 14 совпадает с осью обмотки 3 возбуждения), если мосты сбалансированы, напряжение на выводе усилителей 20 и 21 близко к нулю. При смещении изделия 14 в сторону преобразователя 4 на выходе детектора 22 появляется напряжение положительной полярности, а при смещении к преобразователю 6 - отрицательной.

Амплитуда сигналов от точечных дефектов на выходе САФОС 8-11 зависит от расстояния между преобразователями 4-7 и дефектным участком контролируемого изделия 14. Выходные напряжения амплитудно-фазовых детекторов 22 и 23 и и Uf, смещаются в область положительных значений введением в схемы 22 и 23 напряжения смещения или расстройкой мостов, изменением резисторов 16, 17 и 18, 19. Величина смещения определяется из условия равенства отношений максимальной и минимальной амплитуд сигналов А или С и сигналов от дефектов при смещениях контролируемого изделия 14, т.е.

A jajic. y jJlPiE.

АМИМUu мииС,у|ИИ

Jij /и

3

При таком преобразовании напряжений и, и Uu произведения A-U и С LL в меньшей степени зависят от радиальных смещений. Величина сигналов В и D от дефектов меняется обратно пропорционально величинам сигналов А и С соответственно.

В решающем блоке 12 выходные сигналы Л, В, С, D САФОС5-11 умножаются на Ьоответствующие коэффициенты, характеризующие положение контролируемого изделия 14 относительно каждого преобразователя 4-7, и затем суммируются. Выходной сигнал Е блока 12 равен

13

Е А-и,

В

i; -

где К - постоянный коэффициент, служащий для выравнивания величин слагаемых.

Блок 12 может быть реализован, например, из четырех аналоговых схем умножения-деления и су матора.

Формула изобретения

Вихретоковый дефектоскоп, содержащий первый генератор, подключенную к нему круговую обмотку возбуждения, последовательно соединенные схему амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорный вход которой подключен к выходу первого генератора, и решающий блок, равномерно распределенные по окружности четыре накладных преобразователя, оси которых перпендикуляр

1397821

ны оси обмотки возбуждения, и формирователь сигнапа радиального смещения, к входам которого подключен. соответствующие накладные преобразона

что, с целью повышения достоверрюсп контроля, он снабжен идентичными первой тремя схемами амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорные входы ко- тор)1х подключены к выходу первого генератора, а выходы - к соответствующим входам решающего блока, преобразователи выполнены в виде вытянугь х прямоугольных петель, короткие стороны которых совмещены, а длиннь е лежат на окружностях, расположен 1ых аксиально-симметрично относительно обмотки возбуждения, и подключень к сигнальным входам соответствующих схем амплитудно-фазовой обработки сигнала, формирователь сигнала радиального смещения выполнен в виде второго генератора, четырех резисторов, образующих с попарно противоположно расположенными накладными преобразователями два измерительных моста, подключенных к генератору, и двух идентичных каналов, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные избирательный усилитепь, подключенный к измерительной диагонали соответствующего моста, и амплитудно-фазовый детектор, второрт вход которого подключен к выходу второго генератора, а выход - к соответствующему входу решающего блока.

Фиг.1

Изобретение относится к вихре- токовой дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения дефектов в прутках и трубах. Цель изобретения заключается в повышении достоверности контроля за счет выравнивания чувствительности при радиальных смещениях контролируемого изделия. Сигналы в четырех накладньпс преобразователяи преобразуются соответствующими схемами амплитудно-фазовой обработки сигналов и поступают на входы решающего блока. Два дополнительных канала, каждый из которых состоит из измерительного моста, запитываемого вторым генератором, избирательного усилителя и амплитудно-фазового детектора, формируют сигналы о наличии смещения контролируемого изделия относительно оси обмотки возбуждения. Полученные сигналы также поступают на дополнительные входы решающего блока, реализующего функцию + КВ/и, + Uj C + + IC D/Un Е, где А, В, С, D - выходные сигналы схем амплитудно-фазовой обработки сигналов; Е - выходной сигнал решающего блока; U, и U. - выходные напряжения амплитудно-фазовых детекторов; К - постоянный коэффициент. 2 ил. С (Л

ВНИИПИ Заказ 2600/43 Тираж 847

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

Фиг. 2

Подписное