Устройство для двухчастотного вихретокового контроля Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится неразрушающему контролю материалов и изделий методами вихревых токов и может быть использовано в промышленности для выявления дефектов.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет повышения степени подавления влияния мешающего параметра в широком диапазоне его изменения.

На чертеже приведена структурная схема устрбйства для двухчастотного вихретокового контроля.

Устройство содержит генератор 1 основной частоты, последовательно соединенные генератор 2 вспомогательной частоты, фазовращатель 3, делитель 4 напряжения, сумматор 5, к второму входу которого подключен генератор 1 основной частоты, вихре- токовый преобразователь 6, предварительный усилитель 7, первый умножитель 8, полосовой фильтр 9 и индикатор 10.

Устройство также содержит последовательно соединенные второй умножитель 11, входы которого соединены соответственно с генератором 1 основной частоты и выходом фазовра- щателя 3, второй полосовой фильтр 12 и делитель. 13 частоты, выход которо-; го подключен к управляющему входу умножителя 8, последовательно соединенные третий полосовой фильтр 14, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя 7, первы сумматор-компенсатор 15, третий умножитель ,16, четвертый полосовой фильт 17, пиковый детектор 18, первый клю- чевой элемент 19, первый блок 20- накопления, первую схему 21 вычитани и нуль-индикатор 22, последовательн соединенные пятый полосовой фильтр 23, второй сумматор-компенсатор 24, четвертый умножитель 25, второй выхо которого объединен с вторым входом умножителя 16 и подключен к выходу сумматора-компенсатора 24, фильтр 26 нижних частот, второй ключевой эле- мент 27, второй блок 28 накопления и второй делитель 29 напряжения, выход которого соединен с вторым входом схемы 21 вычитания. Кроме того, устройство содержит последо- вательно соединенные первый преобразователь 30 фазы в напряжение, вход которого подключен к выходу полосового фильтра 17, ключевой элемент 31, блок 32 накопления, сумматор 33, схему 34 вычит ания и нуль- индикатор 35, соединенные последовательно преобразователь 36 фазы в напряжение, подключенный к выходу фазовращателя 3, и сумматор-компенсатор 37, выход которого подключен к второму входу сумматора 33, источник 38 напряжения компенсации, выход которого соединен с вторым входом сумматора-компенсатора 37, соединенные последовательно формирователь 39 фазового сдвига 180 , вход которого подключен к выходу полосового фильтра 17 преобразователя 40 фазы в наг ,. пряжение, схему 41 вычитания, второй вход которой подключен к выходу преобразователя 30 фазы в напряжение, и усилитель 42 с регулируемым коэффициентом усиления.

Устройство содержит также два формирователя 43 и 44 напряжения компенсации, входы которых подключены соответственно к генераторам 1 и 2 основной и вспомогательной частот, а выходы - к вторым входам сумматоров- , компенсаторов 15 и 24, устройство содержит блок 45 управления, выходы которого соединены с вторыми входами делителей 4 и 29 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На выходе сумматора 5 формируется двухчастотное зондирующее поле, определяемое сигналами генераторов 1 и 2 основной и вспомогательной частот, в котором амплитуда и фаза высокочастотной составляющей регулируются делителем 4 напряжения и фазовращателем 3. Это напряжение поступает на - вихретоковый преобразователь 6.

Информационный сигнал усиливается предварительным усилителем 7 и поступает на вход умножителя 8. Опорное напряжение для работы умножителя 8 . формируется последовательно соединенными умножителем 11, полосовым фильтром 12 и делителем 13 частоты. Полосовой фильтр 9 выделяет суммарный сигнал на частоте, равной полусумме частот генераторов 1 и 2 основной и вспомогательной частот и величина этого сигнала регистрируется индикатором 10. Кроме того, информационный сигнал поступает на полосовые фильтры 14 и 23, суммируется в маторах-компенсаторах 15 и 24 с компенсирующими напряжениями, получае-3

мыми с помощью формирователей 43 и 4Л напряжения компенсации, перемнжается в умножителях 16 и 25, в ре- рультате чего получаются комбинационые составляющие сигнала. I А1 1плитудные компоненты сигнала выделяются пиковым детектором 18 и запоминаются в блоке 20 накопления Аналогично информационные составляю щие сигнала накапливаются и в блоке 28 накопления. Схема 21 вычитания формирует разностный сигнал информационных составляющих, равенство котрых регистрирует нуль-индикатор 22 Блок 45 управления осуществляет уп- равление коэффициентами передачи делителей 4 и 29 напряжения, способствуя регистрации нулевой величины.

Фазовая обработка сигнала осуще- ствляется. с помощью преобразователя 30 фазы в напряжение, сигнал с которого через ключ 31 поступает в блок 32 накопления, а затем через сумматор 33 и схему 34 на вход второго нуль-индикатора 35. Дополнительные напряжения для получения нулевых фазовых сдвигов получают с помощью преобразователя 36 фазы в напряжени сумматора-компенсатора 37 и последр вательно соединенных формирователя фазового сдвига 180°, преобразовате 40 фазы в напряжение, схемы 41 вычитания и усилителя 42.

Формула изобретения

Устройство для двухчастотного вих- ретокового контроля, содержащее генератор основной частоты, соединенные последовательно генератор вспомогательной частоты, фазовращатель, первый делитель напряжения, первый сумматор, второй вход которого подключен к генератору основной частоты, вихре- токовый преобразователь, предварительный усилитель, первый умножитель, полосовой фильтр и индикатор и соединенные последовательно второй умножитель, входы которого подключены ,к генератору основной частоты и выходу фазовращателя, второй йолосовой фильтр и делитель частоты, выход которого подключен к управляющей1у входу первого умножителя, отличающееся тем, что, с целью повыше- . ния точности контроля, оно снабжено соединенными последовательно третьим полосовым фильтром, вход которого соедин

: выходом предварительного усилителя, первым сумматором-компенсатором, третьим умножителем, четвертым полосовым фильтром, первым пиковым детектором, первым ключевым элеме 1том первым блоком накопления, первой схемой вычитания и нуль-индикатором, последовательно соединенными пятым полосовым фильтром, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя, вторым сумматором-компенсатором, четвертым умножителем, управ- лающин вход которого обьединен с управляющим входом третьего умножителя и подключен к выходу второго сумматора, фильтром нижних частот, вторым ключевым элементом, вторым блоком накопления и вторым делителем напряжения, выход которого подключен к второму входу первой схемы вычита

первым преобразователем фазы в напряжение, вход которого соединен с выходом четвертого полосового фильтра, третьим ключевым элементом, третьим блоком накопления, третьим суммато- .ром, второй схемой вычитаний и вто- рым нуль-индикатором, последовательно соединенными вторым преобразователем фазы в напряжение, вход которого подключен к выходу фазовращателя, и третьим сумматором-компенсатором, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, источником напряжения компенсации, подключенным к второму входу третьего сумматора- компенсатора, последовательно соединенными формирователем фазового сдвига 180°, вход которого подключен к выходу четвертого полосового фильтра, третьим преобразователем фазы в напряжение, третьей схемой вычитания, второй вход которой подключен к выходу первого преобразователя фазы в напряжение, и усилителем с регулируемым коэффициентом.усиления, выход которого подключен к второму входу второй схемы вычитания, двумя формирователями компенсирующего напряжеия, включенными соответственно межу выходами генераторов основной и вспомогательной частот и вторыми ходами первого и второго сумматоров- омпенсаторов, и блоком управления, ыход которого подключен к управляюим входам первого и второго делитеей напряжения.

Изобретение относится к нераэ- pyшaюп e fy контролю материалов и изделий методами вихревых токов и может быть использовано в промышлен-, ности для выявления внутренних и внешних дефектов. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения степени подавления влияния мешающего параметра в широком диапазоне его измерения. После установки вихретокового преобразователя 6 на контролируемое изделие на выходах полосовых фильтров 14 и 23 образуется сигнал разбаланса. Компенсацию полученного разбаланса устраняют с помощью сумматоров-компенсаторов 15 и 24. Затем выбирают диапазон измерений и вводят вариацию мешающего параметра. При этом на выходах полосовых фильтров 14 и 23 появляется приращение напряжений, из которых формируется напряжение на выходе пикового детектора 18 и фильтра 26 нижних частот. После размыкания ключевых -элементов 19, 27 и 31 путем регулировки козффициента передачи делителя 29 напряжения регистрируются нулевые показания нуль-индикатора 22. Аналогично регулируется и фазовый сздвиг по нуль-индикатору 35. После выбора оптимальных значений этих величин осуществляется регистрация контролируемых параметров. 1 ил. с (Л С Од СП сл