Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля Советский патент 1989 года по МПК G01N27/90 

k

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества электропроводящих изделий.

Цель изобретения - повышение производительности и достоверности контроля за счет автоматической установки опорного напряжения в измерителе разности фаз.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого вихретокового устройстваf на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит последователь- но соединенные генератор 1 тактовых импульсов, первый делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, формирователь 3 синусоидального напряжения, усилитель 4 мощности, вих- ретоковый преобразователь 5, усили- тель-ограничитель 6, формирователь 7 укороченных импульсов, линию 8 задержки и измеритель 9 разности фаз, последовательно соединенные первую схему 10 совпадения, вход которой соединен с выходом формирователя 7, триггер 11, вторую схему 12 совпадения и второй делитель 13 частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен ко второму входу измерителя 9 разности фаз, а также блок 14 памяти, первый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого делителя 2 частоты, а второй выход - со вторым входом первой схемы 10 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов вы рабатывает непрерывную последовательность 15 (фиг.2) импульсов, посту- па тощую на. вход первого управляемого делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления. Коэффициент деле- ния N делителя 2 задается блоком 14 памяти, с первого выхода которого на второй управляющей вход делителя 2 подается код, задающий коэффициент N деления делителя частоты. На выхо- до последнего формируется последовательность 16 коротких импульсов,еле

г-

дующих с периодом

I&. 2,

T-N, постуФазы последовательностей 19 и 23 на выходе второго делителя 13 часто ты и формирователя 7 также совпадаю с достаточной степенью точности,определяемой погрешностью дискретизапающая на формирователь 3 синусоидельного напряжения. С выхода послед-55 и задержкой сигнала за счет пенего через усилитель 4 мощности синусоидальный сигнал 17 с периодом Tg, поступает на вихретокйвый преобразореключения элементов схемы. Вторая составляющая погрешности может быть компенсирована введением в схему ус

10

25

- 15 20 -30

35

50

ватель 5, с выхода которого, расположенного вблизи изделия с номинальными параметрами (не показано), изменившийся по амплитуде и фазе сигнал 13 подается на последовательно соединенные усилитель-ограничитель 6 и формирователь укороченных импульсов, на выходе которого формируются импульсы 19 малой длительности, совпадающие по времени с моментами пер ехода синусоидального сигнала 18 через нулевой уровень при его возрастании

Настройка устройства осуществляется путем последовательной подачи сигнала установки в нулевое состояние (Уст.О) на второй делитель 13 частоты и триггер 11 и с некоторым запаздыванием, разрешающего сигнала (Комп.) 20, поступающего на второй вход первой схемы 10 совпадения.

В момент прихода на второй вход схемы 10 совпадения первого после установления разрешающего сигнала 20 импульса с формирователя 7 на выходе схемы 10 совпадения появляется сигнал 21, устанавливающий триггер 11 в единичное состояние. Последующие импульсы, поступающие на единичный вход триггера 11, не изменяют его - состояния. В момент переключения триггера 11 на его выходе формируется разрешающий потенциал, поступающий на один из входов второй схемы 12 совпадения, и через последнюю импульсы 22 с генератора 1 поступают на вход второго делителя 13 частоты. Коэффициент деления второго делителя 13, формируемый на втором выходе блока 14 памяти, устанавливается равным 2N. Таким образом, на его выходе формируется последовательнорть 23 импульсов, имеющих частоту следования в два раза меньшую, чем последовательность 16, т.е. период последовательности 23 совпадает с периодом Tg синусоидального сигнала и соответственно с периодом на выходе формирователя 7,

Фазы последовательностей 19 и 23 на выходе второго делителя 13 частоты и формирователя 7 также совпадают с достаточной степенью точности,определяемой погрешностью дискретиза-55 и задержкой сигнала за счет и задержкой сигнала за счет переключения элементов схемы. Вторая составляющая погрешности может быть компенсирована введением в схему уст10

15

ройства линии 8 задержки, через которую последовательность коротких импульсов с выхода формирователя подается на первый вход измерителя 9 разности фаз. На этом процесс настройки заканчивается, снимается сигнал разрешения (Комп.) с первой схемы 10 совпадения, но поскольку триггер 11 находится в единичном состоянии,формирование последовательности 23,пос- туцающей на второй вход измерителя 9 разности фаз, продолжается. При этом обе последовательности 19 и 23 импульсов, поступающих на измеритель 9 разности фаз, совпадают по фазе..

В процессе контроля при наличии вблизи вихретового преобразователя 5 изделия, отличающегося по своим параметрам от номинального, фаза выход-2о ч ного сигнала 24 изменяется. Это приводит к изменению фазы последовательности 25 коротких импульсов на выходе формирователя 7. Фаза последовательности импульсов с выхода делителя 13 частоты остается прежней и соответствует первоначальной фазе выходного сигнала вихретокового преобразователя 5. Измерение разности фаз сигналов 26 осуществляется измерителем 9 разности фаз.

Процесс настройки устройства,т.е. .формирование последовательности 19, рекомендуется периодически повторять.

Имеется возможность формировать последовательность 19 импульсов .. не синфазно выходимому сигналу.вихретокового преобразователя 5, а в противофазе. Для этого необходимо.

с моментами перехода синусоидного сигнала 18 через нулевой уровень,но при убывании сигнала 18. ,

Формула изобретения

Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, управляемый делитель частоты, формирователь синусои- - дального напряжения, усилитель,вих- ретоковый преобразователь, усилитель- ограничитель, формирователь укоро- ченны}с импульсов и измеритель разности фаз и блок памяти, подключенный выходом к управляющему входу управляемого делителя частоты, о т л и- а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и достоверности контроля, оно снабжено линией задержки, включенной между формирователем укороченных импульсов

25 и измерителем разности фаз, последовательно соединенными первой схемой совпадения, триггером, второй схемой совпадения и вторым управляемым делителем частоты, подключенным управ30 ляющим входбм к второму выходу блока памяти и выходом к опорному входу измерителя разности фаз, первая схе- .ма совпадения соединена первым входом с выходом формирователя укороченных импульсов и вторым входом с шиной разрешающего сигнала, второй вход триггера и второй управляющий вход второго делителя частоты соединены с шиной установки нуля, а второй

36

чтобы формирователь 7 укороченных им- 40 ОД второй схемы совпадения соединен пульсов формировал импульсы малой длительности, совпадающие по времени

с выходом генератора сов.

тактовых импуль-

с моментами перехода синусоидного сигнала 18 через нулевой уровень,но при убывании сигнала 18. ,

ч

Формула изобретения

Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, управляемый делитель частоты, формирователь синусои- - дального напряжения, усилитель,вих- ретоковый преобразователь, усилитель- ограничитель, формирователь укоро- ченны}с импульсов и измеритель разности фаз и блок памяти, подключенный выходом к управляющему входу управляемого делителя частоты, о т л и- а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и достоверности контроля, оно снабжено линией задержки, включенной между формирователем укороченных импульсов

и измерителем разности фаз, последовательно соединенными первой схемой совпадения, триггером, второй схемой совпадения и вторым управляемым делителем частоты, подключенным управляющим входбм к второму выходу блока памяти и выходом к опорному входу измерителя разности фаз, первая схе- ма совпадения соединена первым входом с выходом формирователя укороченных импульсов и вторым входом с шиной разрешающего сигнала, второй вход триггера и второй управляющий вход второго делителя частоты соединены с шиной установки нуля, а второй

ОД второй схемы совпадения соединен

с выходом генератора сов.

тактовых импуль-

Изобретение относится к неразрушающему контролю и.может быть использовано для контроля качества электропроводящих объектов. Повышение производительности и достоверности контроля достигается за счет автоматической установки опорного напряжения в измерителе разности фаз. В режиме настройки на участке с номинальными параметрами контролируе- .мого объекта с помощью делителя 13. частоты, триггера 11, схем 10 и 12 совпадения формируется опорное напряжение. В процессе контроля фаза вносимого в вихретоковый преобразователь 5 напряжения изменяется и измеряется разность фаз относительно фазы опорного напряжения, установленного в режиме настройки. Погрешность, связанная с задержкой опорного сигнала за счет переключения формирующих его элементов, компенсируется введением линии 8 задержки последовательно с сигнальным входом измерителя 9 разности фаз.2 ил. (Л