Устройство электромагнитного многопараметрового контроля Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 

N3 Ю

00 ел

Изобретение относится к неразру- шаюш.ему контролю и может быть использовано для контроля структуры ферромагнитных объектов. Цель изобретения - повышение точности контроля - достигается за счет преобразования путем амплитудной модуляции низкочастотных сигналов и более точного измерения их параметров после преобразования. Сигнал, снимаемый с электромагнитного преобразователя 2, обрабатывается в блоке обработки сигналов, образованном модулятором 3, формирователем 4, перемножителями 5 и 6, интеграторами 7 и 8. Обработка заключается в амплитудной модуляции низкочастотных сигналов с последующим гармоническим анализом. 2 ил. (Л

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля структуры ферромагнитных объектов.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет преобразования путем амплитудной модуляции низкочастотных сигналов и более точного измерения их параметров после преобразования.

На фиг. 1 преедставлена структурная схема устройства для электромагнитного 10 многопараметрового контроля; на фиг. 2 - структурная схема формирователя.

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1 синусоидального напряжения низкой частоты, электромагнитного преобразователя 2 и модулято- ра 3, формиров ателя 4 двух квадратурных напряжений низшей частоты и напряжения высшей частоты с частотами, кратными час. генератора 1, перемножителей 5 и 6, подключенных первыми входами к выходу 2о модулятора 3, интеграторов 7 и 8, подключенных к выходам перемножителей 6 и 5, и регистратора 9, соединенного первым и вторым входами с выходами интеграторов 7 и 8 соответственно. Вход формирователя 4 подклюра 1 синусоидального напряжения низкой частоты.

Одновременно напряжение генератора 1 поступает на формирователь 4, который вырабатывает напряжения AicosN ; Aisin NQt 5 Agsin (N-|-K)S2t. Затем сигнал электромагнитного преобразователя 1 модулируется и перемножается в сл едующих последовательностях:ивыхк Е ((pK)-A2sin(N+K)Qt Х

Kif

XAiCos Ni2t;

(2)

ивыхк S U-cos(KQt+9J-A2sin(N + K)QtX

XAi sin Not

(3)

с помощью модулятора 3 и перемножителей 5 и 6.

Из полученных спектров (2) и (3) с помощью интеграторов 7 и 8 выделяют постоянные составляющие, пропорциональные реальным и мнимым компонентам каждой гармонической составляющей выходного

ля 2;

UKAiA2Cos ф

(t):

30

Ui и,А|А23Шфк L,.U(t),

(4)

(5)

чен к выходу генератора 1, выходы квад- 25 сигнала электромагнитного преобразовате- ратурных напряжений формирователя 4 соединены с вторыми входами перемножителей 5 и 6 соответственно, а выход напряжения высшей частоты формирователя 4 подключен к второму входу модулятора 3. Модулятор 3, формирователь 4, перемножители 5, 6 и интеграторы 7, 8 образуют блок обработки сигналов. Формирователь 4 может быть выполнен в виде генераторов 10 и 11 с фазовой автоподстройкой частоты и управляемых счетчиков-делителей 12 и 13 кодов. Сигнальные входы генераторов 10 и 11 объединены и образуют вход формирователя 4, управляемые счетчики-делители 12 и 13 кодов включены между выходом соответствующего генератора 10, 11 и их управляющим входом. Генератор 10 40 имеет два выхода квадратурных напряжений Aicos NQ.t и Aisin NQt, а генератор 11 - выход напряжения Aa.sin(N-(-K)Qt, где AI, А2 - амплитуды формируемых напряжений;

35

Сигналы, соответствующие выражениям (4) и (5) и являющиеся координатами векторов на комплексной плоскости, записываются регистратором 9 - двухкоорди- натным самописцем, а по положению и величине векторов судят о структуре контро- лируемь1х ферромагнитных объектов.

Повышение точности контроля обеспечивается за счет уменьшения погрешности измерения параметров низкочастотных сигналов путем их амплитудной модуляции

НиК - целые числа; Q-круговая частота . и измерения параметров промодулировангенератора 1 синусоидального напряжения низкой частоты; t - время. В качестве регистратора 9 может быть использован двухкоординатный самописец.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, снимаемый с электромагнитного преобразователя 2, может быть представлен в общем случае как напряжение

50

ных сигналов.

Формула изобретения

Устройство электромагнитного многопараметрового контроля структуры ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения низкой частоты, электромагнитный преобразователь, блок обработки 55 сигнала и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, блок обработки сигнала выполнен в виде модулятора, двух перемножителей, соедиU(t) 2U,os(KQt-f ф,).

(i;

где UK - амплит ди К-й гармоники; К - порядковый номер гармоники; Фк - фазовый сдви/ К-й гармоники относительно .напряжения генерато

ра 1 синусоидального напряжения низкой частоты.

Одновременно напряжение генератора 1 поступает на формирователь 4, который вырабатывает напряжения AicosN ; Aisin NQt; Agsin (N-|-K)S2t. Затем сигнал электромагнитного преобразователя 1 модулируется и перемножается в сл едующих последовательностях:ивыхк Е ((pK)-A2sin(N+K)Qt Х

Kif

XAiCos Ni2t;

(2)

ивыхк S U-cos(KQt+9J-A2sin(N + K)QtX

XAi sin Not

(3)

с помощью модулятора 3 и перемножителей 5 и 6.

Из полученных спектров (2) и (3) с помощью интеграторов 7 и 8 выделяют постоянные составляющие, пропорциональные реальным и мнимым компонентам каждой гармонической составляющей выходного

сигнала электромагнитного преобразовате-

ля 2;

сигнал

UKAiA2Cos ф

(t):

(4)

игнала электромагнитного преобразовате-

Ui и,А|А23Шфк L,.U(t),

(5)

сигнала электромагнитного преобразовате-

сигнала электромагнитного преобразовате-

Сигналы, соответствующие выражениям (4) и (5) и являющиеся координатами векторов на комплексной плоскости, записываются регистратором 9 - двухкоорди- натным самописцем, а по положению и величине векторов судят о структуре контро- лируемь1х ферромагнитных объектов.

Повышение точности контроля обеспечивается за счет уменьшения погрешности измерения параметров низкочастотных сигналов путем их амплитудной модуляции

ных сигналов.

Формула изобретения

Устройство электромагнитного многопараметрового контроля структуры ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения низкой частоты, электромагнитный преобразователь, блок обработки сигнала и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, блок обработки сигнала выполнен в виде модулятора, двух перемножителей, соединенных первыми входами с модулятором, двух интеграторов, включенных между соответствующим перемножителем и соответствующим входом регистратора, и формирователя двух квадратурных напряжений низшей частоты и напряжения высшей частоты с частотами, кратными частоте генераСигналгнч

тора, первый и второй выходы квадратурных напряжений формирователя подключены к вторым входам соответствующих перемножителей, а третий выход формирователя - к второму входу модулятора, первый вход которого является входом блока обработки сигналов.

Ю

iCOSNSlt

12

;;

)Stt

Фиг, 2