Вихретоковый дефектоскоп Советский патент 1990 года по МПК G01N27/90 

(46) 30.08.90. Бюп. Р 32 (

(21)4077 89/25-28

(22)11.06.86: (72) А. II. Алексеев и А. Е. Саймаиия

(53)620.179.14(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 744314, кл. G 01 N27/90, 1978,

Авторское свидетельство СССР 794468, кл. О 01 № 27/90, 1979.

(54)ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ,

(57)Изобретение относится к нераару шающему контролю и может быть испапь- зовапо для дефектоскопии электропро- водящих изделийi Повьше1те достоверности контроля достигается.за счет подавления перекосов BHJtpeTotcoBotxj преобразователя на результаты дефектоскопии. В процессе контроля выполняется автоматическая рёгулировк а яэг

мерительного автогенератора 2 с включенным в его колебательный контур вихретоковым преобразователем 1. Регулировка обесЛечивается блоком 5 измерения зазора и блоком 6 измерения перекоса. Информация о перекосе поступает с 2п вспомогательных вихре- гоковых преобразователей 3; Информативным параметром о состоянии конт- . ролируемого объекта служит длитёль- ность переходного процесс в измерительном автогенераторе 2. Блок 8 обработки сигналов преобразует длительность установления высокочастотных колебаний в двоичный код, сравнивает его с пороговым и вьщает информацию на индикатор 9. Временное разделение работы автогенераторов обеспечивает распределитель 7 3 з.п. ф-лы, 12 мл.

I .

Л

у г

,11

1

Изобретение относится к неразрушающему Контролю и может быть использо вано для дефектоскопии электропроводящих изделий,

. Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем подавления влияния перекосов вихретокового преобразователя на результат контрол

На фиг, 1 дана структурная схема вихретокового дефектоскопа; на фиг, 2 - блок вихретоковых преобразователей; на фиг, 3 - принципиальная электрическая схема блока управляемых вспомогательных автогенераторов вспомогательными вихретокойым преобразователями; на фиг, 4 - принципиальная электрическая схема измерительного автогенератора; на фиг, 5 - структурная схема блока измерения зазора; на фиг, 6 - структурная схе ма блока измерения перекоса; на фиг, 7 - структурная схема блока обработки сигналов; на фиг, 8 - вольт- амперные характеристики лямбда-тетро да; на фиг, 9 - график зависимости частоты вспомогательного автогенератора от зазора; на фиг, 10 - график зависимости напряжения на первом затворе лямбда-тетрода измерительного

I

автогенератора от зазора (.при уело-

ВИЙ неизменности выходного сигнала блока обработки сигналов)| на фиг, 11 - график зависимости напряже ния на втором затворе лямбда-тетрода измерительного автогенератора от за зора и перекоса (при условии поддержания неизменным сигнала блока обработки сигналов); на фиг. 12 - взаимное расположение преобразователей и

объектов контроля,,

Блок 6 измерения перекоса (фиг, б) состоит из 2 п счетчиков 28-31, п

схем 32 и 33 вычисления абсолютного де значения разности, схемы 34 выделения максимального значения, дешифратора 35, m постоянных запоминающих устройств 36-38, схе№-1 ИЛИ 39, цифроаналогового преобразователя 40,

Блок 8 обработки сигналов (фиг, 7) состоит из преобразователя 41 длительность - код, схемы 42 сравнения, формирователя 43 кода.

Дефектоскоп работает следующим обВихретоковый дефектоскоп состой из измерительного вихретокового преобразователя 1, управляемого измери- . тельного автогенератора 2, вспомога- тельных вихретоковых преобразователей 3, управляемых вспомогательных автогенераторов 4, блока 5 измерения зазора, блока 6 измерения перекоса, распределителя 7, блока 8 обработки сигналов и индикатора 9, Измерительный вихретоковыЙ преобразователь I включен в колебательный контур управ

50

ляемоГо измерительного автогенератора 2, выход которого подключен к блоку 55 8 ббработки сигналов. Выход последнего подключен к индикатору 9, 2 п вспомогательных накладных вихретокоo

c 0 5 л

0

вого преобразователя 3 включены в колебательные контуры 2 п вспомогательных автогенераторов А, Выходы последних параллельно подключены к входам блока 5 измерения зазора и блока 6 измерения перекоса. Выход блока 5 связан с первым управляющим входом управляемого измерительного автогенератора 2, Выход блока 6 измерения перекоса подключен к второму управляющему входу измерительного автогенератора. Выходы распределителя 7 соединены с управляющими входами вспомогательных автогенераторов 4, с входами блока измерения зазора, блока измерения перекоса и блока обработки сигналов. Вспомогательные вих-. ретоковые преобразователи 3 жестко укреплены в одной плоскости с измерительным вихретоковым преобразователем 1 и размещены равномерно вокруг него на одинаковом расстоянии от его оси.

Управляемые вспомогательные автогенераторы 4 состоят (см, фиг, 3) из лямбда-диодов 10-15 и конденсаторов 16-18, В колебательные контуры вспомогательных автогенераторов 4 включены вспомогательные преобразователи 3;

т 7 т 5 о 2гг

,)

Управляемый измерительный автогенератор 2 состоит (см. фиг. 4) из переменного резистора 19, лямбда-тетрода 20 и 2 конденсатора 22.

Блок 5 измерения зазора (фиг-, 5) состоит из схемь ИЛИ 23, делителя 24 на два, счетчика 25, преобразователя 26 кода, цифроаналогового преобразователя 27,

50

разом.

Распределитель 7 поочередно крат- ковременнр включает 2 п вспомогательных автог еиераторов 4, сигналы от которых попадают в счетчик 25 (фиг. 5)

и в 2 n счетчиков 28-3 (фиг. 6). Следует отметить, что на вход схемы ИЛИ 23 сигналы поступают от вспомога- тельньтх вихретоковых преобразователей 3 и З , которые расположены с про- тивоположных сторон от измерительного вихретокового преобразователя 1, В счетчике 25 после деления на два в делителе 2А хранится информация, характеризующая зазор hj между измерительные вихретоковым преобразователем I и объектом контроля, являющаяся средним значением зазоров h, и h« (фиг. 12). После трансформации двоич- ного в преобразователе 26 кода (в соответствии .с зависимостью, показанной на фиг. 0) новое двоичное число преобразуется в цифроанапого- вом преобразователе 27 в аналоговый

сигнал Uj, , который управляет работой автогенератора 2. Сброс счетчика 25 осуществляется по команде распределителя 7, по его же сигналам циф- роаналоговый преобразователь 27 формирует импульсы, периодически включающие и выключающие автогенератор 2, Амплитуда зтих импульсов зависит от зазора, за счет чего происходит компенсация его измерения.

Сигналы от каждого вспомогательного автогенератора U ц f храняся в счетчиках 28-31 блока 6 измерения перекоса, где f; - частота колебаний; Z - время работы автогенератора 4 при поступлении разрешающего сигнала от распределителя 7 ( Г s и 10 мкс). Число счетчиков 28-31 равно 2 п. При этом на счетчики 28 и 29 подаются сигналы от вспомогательных вихретоковых преобразователей 3 и 3, а на счетчики 30 и 31 от лреоб- разователей 3 и 3 , т.е. от расположенных друг напротив друга. После .обработки поступившей информации на выходе n схем 32 и 33 вычисления а6солютного значения разности имеются сигналы, пропорциональные перекос.ам в соответствующих радиальных направ- леииях. Схема 34 выделения максимального значения сопоставляет n значений перекосов, выбирает наибольшее значение и подает данный сигнал на параллельно включенные входы m постоянных запоминающих устройств 36- 38, В каждый момент времени работает лишь одно из этих устройств, выбор которого осуществляется дешифратором 35 в зависимости от величины зазора.

U02081

0

s

0

поданного на вход дешифратора 35 в виде кода Ny. С выхода соответству- :. ющего постоянного запоминающего устройства сигнал проходит через схему ИЛИ 39 и поступает на вход цифроана- логового преобразователя 40, который формирует напряжение , компенсирующее влияние перекоса. Постоянные запоминающие устройства 36-38 программируются в соответствии с зависимостями, показанными на фиг, II. При этом каждое из этих устройств описывает одну ветвь, изображенную на графике. Выбор каждой ветви осу щесТвляется по команде блока 5 из- . мерекия зазора, поступающей на дешифратор 35. Очевидно, что для снижения погрешности компенсации перекоса число ветвей га следует увеличивать. Выбор числа m осуществляется исходя из диапазона изменения перекоса и допустимой погрешности компенсации мешающего фактора. Программирование 5 постоянных запоминающих устройств 36- 38- и построение преобразователя 26 кода осуществляются в соответствии с экспериментально полученньпчи зависимостями.

Формула изобретения

с вторым входом блока измерения neper Q гательными вихретоковыми преобразова- коса, 2 п- -А-ый выход распределителя соединен с вторым входом блока обработки сигналов, второй выход блока измерения зазора соединен с третьим входом.блока измерения перекоса, а ig вспокюгатсльные вихретоковые преобразователи равномерно размещены на одинаковом расстоянии от оси измерительного вихретокового преобразовате - ля и устанойлены в одной с ним плос- 20 кости,

2, Дефектбскоп по п, 1, о т Л И - чающийся тем, что блок измерения зазора выполнен в виде последе- 25 вательно соединенных двухвходовой схемы ИЛИ, делителя частоты ма двй, счетчика, преобразйвателй кода и циф роаналогового преобразойателя, причем входы схемы ИЛИ подклю 1ень к. вь1ходам 30 двух вспомогательных автогенераторов . 8Спокй гательные вихретоковые преобра- зовйтели которых размещены с диамет- . рально противоноложных сторон Of измерительного вихретоковбгд гфёобра- зователй« выход цифроаналогового преобразователя под1а1ючен к перйому управляющему ВХОДУ измерительного ййто- генератора, выход счетчика соединен с rperbfiM входом блока иэмерейия перекоса, а вход установки нуля счетчй- кй и управляющий вход цифроаналогойо- го преобразователя соединены copTBei - ctaeHHO G 2 n+l-TySM и 2 п+2-ь{м йыхода- . ш рйспрёделйтеля, - 45

3 Дефектоскоп по п 1 о т л й ч-а ю щ и и с я тем ««to блок измерения перекоса йыполней иэ 2 п C4et35

40

телями, расположенными диаметрально противоположно от оси измерительного вихретокового преобразователя, а выходы каждой пары счетчиков соединены с входами отдельной схемы вычисления абсолютного значения разности, выходы последних подключены к схеме вьщеления максимального значения, выходы схемы выделения максимально1;о значения параллельно подключены к входам m постоянных запоминающих устройств, выходы последних через йхему ИЛИ подключены к цифроаналого- вому преобразователю, выходом подключенному к второму управляющему входу измерительного автогенератора, вход дешифратора подключен к второму вы- ходу блока измерения зазора, а его 1й выходов соединены с управляющими входами mпостоянных запоминающих устройств, входы установки нуля всех 2 п счетчиков запараллелены и подключены к 2 п- -З-ему выходу распределителя,

чиков, п схем вычисления абсолютного значения разности, схемы выделения максимального значения, m постоянных запоминающих устройств, схемы ИЛИ, цифроаналогового преобразователя и дешифратора, входы каждой пары счетчиков подсоединены к выходам .гательных автогенераторов с вспомогательными вихретоковыми преобразова-

телями, расположенными диаметрально противоположно от оси измерительного вихретокового преобразователя, а выходы каждой пары счетчиков соединены с входами отдельной схемы вычисления абсолютного значения разности, выходы последних подключены к схеме вьщеления максимального значения, выходы схемы выделения максимально1;о значения параллельно подключены к входам m постоянных запоминающих устройств, выходы последних через йхему ИЛИ подключены к цифроаналого- вому преобразователю, выходом подключенному к второму управляющему входу измерительного автогенератора, вход дешифратора подключен к второму вы- ходу блока измерения зазора, а его 1й выходов соединены с управляющими входами mпостоянных запоминающих устройств, входы установки нуля всех 2 п счетчиков запараллелены и подключены к 2 п- -З-ему выходу распределителя,

фи.

n,

1

S

ts

t&

2f

flwS

25

SJi:

27

Фиг.5

Фиг. 6

Фиг.7

О и/ 0.2 0.3 0. h.Mn Фи&.В

5 Ю 15 20 25 Р

0us.n /.3

й О.в h. мм

ок