Магнитографический дефектоскоп Советский патент 1989 года по МПК G01N27/85 

1 1469437

Изобретение относится к средствам неразрушающёго контроля магнитографическим методом дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения нарушений сплошности в ферромагнитных изделиях, трубопроводах и сварных соединениях.

Цель изобретения повышение надежности и достоверности контроля за д -счет- разрешающей способности преобразователя.

На чертеже показана функциональная схема дефектоскопа

выходу блока 13 формирования строби- руншшх импульсов. Преобразователь 2 установлен над магнитной лентой 24.

Блок 14 управления выполнен в виде кварцевого- генератора, последовательно соединенного с электронным 1СЛЮЧОМ, второй вход которого соединен с RS-триггером, а первый выход ключа соединен с входом распределителя импульсов, который электрически связан с усилителем импульсов, выход которого соединен с входом шагового двигателя 15. Счетчик 16 соеМагнитографический дефектоскоп со-is динен. входом с вторым выходом элекдержит намагничивающее устройство (не показано), выполненное в виде соленоида с разъемными витками, блок 1 считывания, выполненный в виде од- нообмоточного феррозондозого преобразователя 2, подключенного к преобразователю блока 3 возбуждения, состоящего из последовательно соединенных кварцевого синтезатора 4, формирователя 5 импульсов возбуждения и обмотки 6 возбуждения, блока 7 синхронизации, кинематически связанного с преобразователем 2, блока 8 автоматической регулировки частоты вращетронного ключа блока 14 управления, а выходом - с дешифратором, который электрически связан с R-входом RS- триггера.

20 Блок 23 обработки сигнала представляет собой вычислйтельно-управ- лянщую микросхему на базе микро-ЭВМ. Вычислительно-управляющая микросхе- ма состоит из быстро действукядего

25 аналого-цифрового преобразователя с буфером памяти, вход которого соединен с входом одноплатной микро-ЭВМ; постоянного запоминающего устройства программ, выход которого соединен с

тической регулировки частитм jycwuc . ..., -.-, .„..,--

ния двигателя, состоящего из логичес- 30 входом одноплатной микро-ЭВМ; опера .л. - „ « Апл-штт г тлптл rtf tr г ТГЧО ИГ ТТЗЯ с

кч считывающего устройства 9, один вход которого подключен к выходу блока 7 синхронизации, а второй - к второму выходу кварцевого синтезатора 4, .управляющего ключа 10, блока 1I управления и двигателя 12, блока 13 формирования стробирующих импульсов, .входом подключенного к второму выходу блока 7 синхронизации, лентопро35

тивного запоминающего устройства с последовательным доступом, что обеспечивается информацией с микро-ЭВМ; пульта запуска программ фиксированных адресов, выход которого электрически связан с входом микро-ЭВМ; цветного видеотермййала, информация на который выводится с одноплатной микро-ЭВМ через контроллер цветного

тяжкого механизма, состоящего из пос-до графического видеотерминала, ледовательно соединенных блока 14 уп- Устройство работает следующим об- равления шаговым двигателем, управ- лякщий вход которого подключен к выходу блока 13 формирования стробирующих импульсов, и шагового двигателя 15, и счетчика 16, подключенного к блоку 14 управления, а блок 17 индикации .выполнен в виде последовательно соединенных полосового фильтра 18, усилителя 19, фазочувствительного де- тектора 20, второй вход кото5 ого сое. динен с вторым выходом кварцевого синтезатора 4, фильтра 21 нижних частот, усилителя 22 постоянного напряжения, второй вход которого подсоединен к второму выходу блока 13 формирования стробирукщи: импульсов и блока 23 обработки сигнала, второй

т-(эд которого подключен к третьему

разом.

Импульсы, вырабатываемые кварцевым синтезатором опорных частей 4, д5 поступают на формирователь 5 импульсов возбуждения феррозонда, и далее на обмотку 6 возбуждения на неподвижной части вращающегося магнитопро вода. Магнитный поток, создаваемый этой .обмоткой, пронизывает другую обмотку, также расположенную на неподвижной части магнитопровода, пронизывая обмотку, нагруженную на фер- розондовый преобразователь 2. Форма импульсов, подаваемых в первичную об мотку, исключает появление четных , гармоник, опорной частоты, а ампли- туда соответствует линейному участку зависимости выходного сигнала фер о fi

55

выходу блока 13 формирования строби- руншшх импульсов. Преобразователь 2 установлен над магнитной лентой 24.

Блок 14 управления выполнен в виде кварцевого- генератора, последовательно соединенного с электронным 1СЛЮЧОМ, второй вход которого соединен с RS-триггером, а первый выход ключа соединен с входом распределителя импульсов, который электрически связан с усилителем импульсов, выход которого соединен с входом шагового двигателя 15. Счетчик 16 соединен. входом с вторым выходом электронного ключа блока 14 управления, а выходом - с дешифратором, который электрически связан с R-входом RS- триггера.

Блок 23 обработки сигнала представляет собой вычислйтельно-управ- лянщую микросхему на базе микро-ЭВМ. Вычислительно-управляющая микросхе- ма состоит из быстро действукядего

аналого-цифрового преобразователя с буфером памяти, вход которого соединен с входом одноплатной микро-ЭВМ; постоянного запоминающего устройства программ, выход которого соединен с

. ..., -.-, .„..,--

входом одноплатной микро-ЭВМ; операвходом одноплатной микро-ЭВМ; опера„ « Апл-штт г тлптл rtf tr г ТГЧО ИГ ТТЗЯ с

тивного запоминающего устройства с последовательным доступом, что обеспечивается информацией с микро-ЭВМ; пульта запуска программ фиксированных адресов, выход которого электрически связан с входом микро-ЭВМ; цветного видеотермййала, информация на который выводится с одноплатной микро-ЭВМ через контроллер цветного

графического видеотерминала, Устройство работает следующим об-

разом.

Импульсы, вырабатываемые кварцевым синтезатором опорных частей 4, поступают на формирователь 5 импульсов возбуждения феррозонда, и далее на обмотку 6 возбуждения на неподвижной части вращающегося магнитопро- вода. Магнитный поток, создаваемый этой .обмоткой, пронизывает другую обмотку, также расположенную на неподвижной части магнитопровода, пронизывая обмотку, нагруженную на фер- розондовый преобразователь 2. Форма импульсов, подаваемых в первичную обмотку, исключает появление четных , гармоник, опорной частоты, а ампли- туда соответствует линейному участку зависимости выходного сигнала фер о fi

зондового преобразователя от измеряемого поля записи магнитной ленты 24 с записанными на ней полями дефектов в сварнЬм шве. Пьезоэлектрический полосовой фильтр 18 вьщеляет из сигнала, получаемого с вторичной обмотки, спектр частот вблизи второй гармоники основной частоты, который усиливается до необходимой амплитуды усилителем 19.

Усиленный сигнал поступает на синхронный фазочувствительный детектор 20, где детектируется по амплитуде

который делает один шаг на каждый пришедший на распределитель импульс. Импульсы с выхода ключа поступают на счетчик 16 с иэмeняe ым коэффициентом пересчета (от 1 до 5 }.

Подсчитав заданное переключателем внутри счетчика 16 количество импульсов, счетчик через дешифратор по R- входу опрокидывает RS-триггер, который закрывает ключ. Далее блок 14 уп-. равления дожидается прихода следующего стробирующего импульса.

Блок 7 синхронизации вьфабатывает

Изобретение относится к нераз- рушаицему контролю магнитографическим методом дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения дефектов ферромагнитных материалов их сварных соединений. Целью изобретения является повышение надежности и достоверности контроля. Цель достигается тем, что намагничивамцее устройство выполиено в виде разъемного соленоида, что способствует более равномерному распределению магнитного потока в контролируемом сечении, считьюающее устройство 1 выполнено в виде феррозондового преобразователя 2 с блоком 3 возбуждения. блока 1 упрадпения, двигателя, блока 8 автоматинеской регулировки частоты вращения, блока 13 формирования стробируюпщх импульсов и лентойротяж- ного механизма, содержащег о шаговый двигатель 15 со своим блоком 14 управления, снабженным счетчиком 16 количества шагов двигателя с цепью определения пройденной длины ленты. Сигнал с преобразователя 2 поступает в блок 17 индикации информации, включающий в себя пьезоэлектрическнй полосовой фильтр 18, усилитель 19, синхронный фазочувствительный детектор 20, фильтр 21 нижних частот, усилитель 22 постоянного напряжения, и далее в сопровождении стробирунцего импульса с блока 13. формирователя стробирующих импульсов поступает в блок 23 обработки сигнала, представ- лямщий из себя вычислительно-управ- ляищую систему на базе ми1фО-ЗВМ, где с помощью определенных алгоритмов, реализуемых рядом программ, обрабатывается в целях дефектометрии н выводится в графическом внде не цветной видеотерминал. I ил. g сл 4 ф со 4 09 м

с учетом фазы относительно удвоенной 15 кмпульсы, частота которых пропорциоопорной частоты, подаваемой на детектор 20 с кварцевого синтезатора 4 опорных частот. Высокочастотные составляющие продетектированного; двуполярного сигнала с д.етектора 20 подав- 20 ческого считывающего устройства 9 в

ляются фильтром 21 нижних частот,

Сигнал с фильтра 21 нижних частот поступает на усилитель 22 постоянного напряжения, где усиливается до нужной амплитуды и стробируется сигналом, поступающим с блока 13 формирования стробирукщих импульсов, который связан с блоком 7 синхронизации и вырабатьюает импульсы, длительность которых равна времени нахождения магниточувствительного преобразователя в зона считывания с магнитной ленты 24. Этот импульс разрешает раблоке 8 автоматических рео лировок частоты вращения, где эти импульсы ср ниваются по частоте с импульсами подаваемыю с кварцевого синтезатора

25 4 частот. Устройство стабилизации ра ботает по принципу, обратному принци пу работы цифрового частотомера, т.е определяет прошло ли необходимое количество периодов образцовой час30 ;тоты за измеряемый промежуток време- ни между двумя синхроимпульсами и, ;если необходимое количество импульсов уместилось на измеряемом отрезке времени, значит частота вращения ци30 ;тоты за измеряемый промежуток време- ни между двумя синхроимпульсами и, ;если необходимое количество импульсов уместилось на измеряемом отрезке времени, значит частота вращения циботу аналого-цифрового преобразователя с буфером памяти в блоке 23 отра- « ливдрического барабана меньше или ботки сигнала, а также разрешает дви- равна заданной. При этом напряжение женив шагового двигателя 15 на один подается на управляющий ключ 10 и че- или несколько шагов во время отсутствия магниточувствительного преобразователя в зоне считывания с магнитной дО ленты 24, а также работу счетчика 16 (шагов двигателя) С цепью определения пройденной длины ленты и определения местоположения поля записи дефекта на ней,45

Стробнрукщий импульс поступает из блока 13 формирования сТробирукадих импульсов в блок lA управления (шаговым двигателем). Этот строб опрокидывает RS-триггер, КОТО1Л1Й открывает

50

рез блок It управления подается на двигатель 12, на оси которого размещены синхронизирующие датчики. Если же заданное количество импульсов ме уместилось на време ном отрезке, значит частота вращения превысила заданную, и напряжение питания двигателя отключается.

Аналоговый сигнал с усилителя 22 постоянного напряжения поступает на быстродействующий аналого-цифровой преобразователь с буфером памяти блока 23 обработки в сопровождении стробирующего импульса из блока 13. Из . строки, считанной с магнитограммы, формируется цифровой массив, запоминаемый аналого-цифровым преобразователем с буфером памяти, что позволяет работать в реальном масштабе времени, и далее обработка данных ведется в блоке 23 обработки сигнала с помощью определенных алгоритмов,.

электронный ключ в блоке 14 управления шаговым двигателем 15 импульсы с кварцевого генератора, находящегося в блоке 14 управления, через ключ поступают на распределитель и с него - на усилители импульсов, которые также находятся в блоке 14 управления шаговым двигателем. Усиленные импульсы подаются на шаговый двигатель,

нальная скорости вращения цилиндрического барабана с преобразователем, Импульсы, вырабатываемые блоком 7 синхронизации, подаются на вход логиблоке 8 автоматических рео лировок частоты вращения, где эти импульсы ср ниваются по частоте с импульсами, подаваемыю с кварцевого синтезатора

25 4 частот. Устройство стабилизации работает по принципу, обратному принципу работы цифрового частотомера, т.е. определяет прошло ли необходимое количество периодов образцовой час30 ;тоты за измеряемый промежуток време- ни между двумя синхроимпульсами и, ;если необходимое количество импульсов уместилось на измеряемом отрезке времени, значит частота вращения ци« ливдрического барабана меньше или равна заданной. При этом напряжение подается на управляющий ключ 10 и че- дО 45

ливдрического барабана меньше или равна заданной. При этом напряжение подается на управляющий ключ 10 и че-

рез блок It управления подается на двигатель 12, на оси которого размещены синхронизирующие датчики. Если же заданное количество импульсов ме уместилось на време ном отрезке, значит частота вращения превысила заданную, и напряжение питания двигателя отключается.

Аналоговый сигнал с усилителя 22 постоянного напряжения поступает на быстродействующий аналого-цифровой преобразователь с буфером памяти блока 23 обработки в сопровождении стробирующего импульса из блока 13. Из . строки, считанной с магнитограммы, формируется цифровой массив, запоминаемый аналого-цифровым преобразователем с буфером памяти, что позволяет работать в реальном масштабе времени, и далее обработка данных ведется в блоке 23 обработки сигнала с помощью определенных алгоритмов,.

реализованных группой программ обработки. Выдача результатов магнитографического контроля производится на экран цветного, видеотерминала.

В результате использования намаг - ничивающего устройства в виде разъемного соленоида, одеваемого на трубу в зоне сварного стыкового шва, удается намагнитить весь сварной шов с уложенной на него магни.тной лентой в течение малого промежутка времени, причем магнитный поток распределяется по толщине металла в зоне шва бошва, что способствует повышению достоверности контроля.

Формул

изобретени

10

Магнитогра|фический дефектоскоп, содержащий намагничивающее устройство, считывающее устройство, связанный с ним блок синхронизации, блок индикации сигнала и блок обработки си гнал а, от л ич а ющ и и с я тем, что, с целью повьш1ения надежности и достоверности контроля, наСЯ по толщине металла а дипс ш VW .АЛ, г

ее равномерно, что улучшает вь.вляе-,, Г и Гс аГеГу:

спол зован е автоматической регу- ство выполнено в виде ФеРР-°3 ™я лировки частоты вращейия барабана с преобразователя с блоком возбуждения, еобразователем позволяет повысить содержащим кварцевьш синтезатор опор

точность контроля, поскольку исклш- 20 HbDc частот и

ненный с ним формирователь импульсов

возбуждения феррозонда, двигателя и блока управления двигателем, блока

чается возможность случайных изменений частоты вращения барабана, вызванных, например, увеличением трения мяг-митмой ленты о барабан, сильным

z.:-.-r.

причин, вызванньж какими-либо внешни- тяжното механизма с шаговым двигате ми воздействиями на ленту.

Использование шагового двигателя

автоматической регулировки частоты

лем и блока управления шаговым двигателем, причем блок автоматического

Использование шагового ДВИГ тслл, .„ гтигясо своим блоком управления в ленто- , ЗО регулирования частоты вращения двига со своим илилим у t- „„„„ „t.r,.r,uau n пипр логически счетпротяжном механизме устройства позволяет считывать информацию по нормали к продольной оси ленты что позволяет избежать искажения :информации при визуализации потенциального, рельефа поля записи дефекта на экране цвет- ; кого графического дисплея и, тем самым, повысить чувствительность, например, при регистрации расположен35

теля выполнен в виде логически счетного устройства, первый вход которого соединен с первым выходом кварцевого синтезатора опорных частот, второй вход подключен к первому выходу блока синхронизации, и подключенного к его выходу управляющего ключа, выход которого соединен с блоком управления двигателя, а блок формирования

,х1д;лГпро„о„ь„о« оси „,н™ --:---«-- ° Ппименение счетчика количества нен с вторым выходом блока синхрони- шаг2 д игат ляГподключенного к бло- зации, первый вь.ход подключен, к блоку управления шаговым двигателем.

ку управления шаговым двигателем.

ку управления шаговым двш-сиелсг, --. .- -- кпптся обоабот „оз.оляаг .пред.л,.ь „ро „е„„у дли- ,, -°Г. ,™Г™ГоГ ™:;

ну ленты и местоположение на ней поля записи дефекта, а совместив начало ленты с какой-либо точкой отсчета по сварному шву - определять координаты обнаруженного дефекта вдоль gQ всего периметра стыкового сварного

Составитель А.Бодров Редактор М.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

ки сигнала, а третий выход подключен к управляющему входу блока индикации и счетчика, вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а вькод - с вторым входом блока управления.

1469Л37

.6

шва, что способствует товерности контроля.

Формул

изобретени

возбуждения феррозонда, двигателя и блока управления двигателем, блока

автоматической регулировки частоты

тяжното механизма с шаговым двигате

лем и блока управления шаговым двигателем, причем блок автоматического

, .„ гтигярегулирования частоты вращения двига „„„„ „t.r,.r,uau n пипр логически счетЗО регулирования частоты вращения двига „„„„ „t.r,.r,uau n пипр логически счет35

теля выполнен в виде логически счетного устройства, первый вход которого соединен с первым выходом кварцевого синтезатора опорных частот, второй вход подключен к первому выходу блока синхронизации, и подключенного к его выходу управляющего ключа, выход которого соединен с блоком управления двигателя, а блок формирования

--:---«--нен с вторым выходом блока синхрон зации, первый вь.ход подключен, к бл

ку управления шаговым двигателем.

--. .- -- кпптся обоаб -°Г. ,™Г™ГоГ ™

--. .- -- кпптся обоабот -°Г. ,™Г™ГоГ ™:;

ки сигнала, а третий выход подключен к управляющему входу блока индикации и счетчика, вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а вькод - с вторым входом блока управления.