Феррозондовый дефектоскоп Советский патент 1989 года по МПК G01N27/87 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий из ферромагнитных материалов, а именно к феррозондовой дефектоскопии, и может быть использовано для обнрруже- ния нарушений сплошности материала

изделий во всех областях машиностроения.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности кои.тро- ля.

315

На чертеже показана блок-схема дефектоскопа.

Дефектоскоп содержит соединенные последовательно генератор 1 низкой частоты, преобразователь 2 ток - напряжение и электромагнит 3 с обмоткой возбуждения в виде двух секций 4 и 5, симметрично размещенных относительно оси симметрии электромаг- нита, два управляемых фазочувстви- тельных блока 6 и 7, подключенных параллельно секциям 4 и 5 обмотки электромагнита 3, два выхода управляемых фазочувствительных блоков сое динены между собой и с общей точкой соединения обмоток 4 и 5 электромагнита, второй выход первого управляемого фазочувствительного блока 6 подключен к преобразователю ток - напряжение и к свободному концу первой секции 4 обмотки электромагнита а второй, выход второго управляемого фазочувствительного блока 7 подключен к свободному концу второй сек- ции 5 обмотки электромагнита, ферро- зондовые преобразователи 8, генератор 9 возбуждения, одним выходом связанный с феррозондовым преобразо- .вателем а другим с удвоителем 10

частоты, последовательно соединенные сумматор 11, амплитудно-фазовый регулятор J2 и фазовый детектор 13,, к опорному входу которого подключен удвоитель Ю частоты, а к управля- ющему входу амплитудно-фазового ре- гулятора 12 подключен второй выход преобразователя 2 ток - напряжение, дополнительные измерительные каналы 14 по числу феррозондов, каждый из- мерительный канал выполнен в виде --последовательно соедлненных резонансного усилителя 15 амплитудного детектора 16 и регистратора 17, входы резонансных усилителей подключены к феррозондам, а выходы всех,.резонансных усилителей 15 измерительных каналов подключены ко входу сумматора 11, электромагнит 3 и феррозонды 8 устанавливаются при контроле на из- делие 18.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Электромагнит 3 с феррозондовыми преобразоватвлями 8 устанавливают н бездефектный участок поверхности контролируемого изделия 18. Включаю генератор 1 низкой частоты. Включаю генератор 9 возбуждения феррозондовых преобразователей 8, Поскольку зазоры между полюсами электромагнита и поверхностью контроля одинаковы, то в зоне размещения преобразователей 8 величина напряженности магнитных полей рассеяния мала. На выходе измерительных обмоток преобразователей 8 напряжение равно или близко к нулю. Регистраторы 17 не работают. На выходе фазового детектора 13 напряжение также равна нулю. Симметрия системы из фазочувствительных блоков 6 и 7 и секций 4 и 5 обмотки электромагнита 3 не нарушается. Ток протекает через секции обмотки, так как сопротивление блоков 6 и 7 гораздо больше, .чем сопротивление обмотки. На выходе преобразователя 2 ток - напряжение есть напряжение, величина которого незначительна. Коэффициент усиления амплитудно-фазового регулятора 12 мал. Регулировкой фазы регулятора добиваются минимального напряжения на НИХоде детектора 13.

При перемещении электромагнита 3 по поверхности контроля происходит изменение напряженности и направле- ни я магнитных полей в зоне расположе ния феррозондовых преобразователей 8 (вследствие изменения зазоров). При этом на измерительных обмотках преобразователей 8 появляется напряжение, из которого резонансными усилителями 15 выделяется вторая гармоника тока возбуждения. Далее сигнал поступает на входы амплитудных детекторов 16 и сумматора 11, Регистраторы 17 не работают, так как порог срабатывания больше, чем величина сигнала с выхода амплитудных детекторов 16.

Поскольку при увеличении зазоров между полюсами электромагнита 3 и поверхностью контролируемого изделия происходит увеличение тока, протекающего через обмотку, то напряжение на выходе преобразователя 2 ток - напряжение увеличивается, что приводит к возрастанию коэффициента усиления амплитудно-фазового регулятора 12, Напряжение с выхода сумматора 11 усиливается и подается на вход фазового детектора 13. На выходе фазового детектора напряжение зависит от нправления и величины напряженности полей рассеяния, обусловленных зазорами между полюсами и поверхностью контролируемого изделия 18. Напряже

515

ние -с фазового детектора подается на управхГйющие входы фазочувствитель- ных блоков 6 и 7. В зависимости от полярности напряжения сопротивление одного из блоков уменьшается, происходит шунтирование одной из секций 4 или 5 обмотки электромагнита. Ток, протекающий через эту секцию, уменьшается, что восстанавливает нарушившуюся симметрию распределения магнитного поля в межполюсном пространстве электромагнита.

При появлении дефекта на преобразователи 8 действует поле рассеяния, вызывающее появление напряжения на измерительных обмотках. Резонансными усилителями 15 выделяется вторая гармоника тока возбуждения. Затем сигналы детектируются детекторами 16 и подаются на вход регистраторов 17. В случае превышения заданного порога срабатывания сигналами дефектов регистраторы 17 отмечают наличие де

0

1

5

0

386

фектов. С выхода усилителей 15 напряжение второй гармоники также по- ступает на входы сумматора 11 и далее на вход амплитудно-фазового регулятора 12. Однако коэффициент усиления регулятора 12 мал, так как на управляющем входе напряжение не увеличивается (при появлении дефектов ток в обмотке электромагнита не изменяется, напряжение на выходе преобразователя 2 ток - {апряжение остается прежней величины). Поэтому на выходе фазового детектора 13 напряжение мало И , недостаточно для управления фа- 3очувствительными блоками 6 и 7.

Такое выполнение дефектоскопа позволяет автоматически подавлять магнитные поля рассеяния электромагнита, маскирующие поле дефекта при перемещении по поверхности контроля, и вы- яапять мелкие дефекты на неровной поверхности, что повышает точность и достоверность контроля.

Феррозондовый дефектоскоп, содержащий индукционный блок намагничивания, выполненный в виде генератора низкой частоты и электромагнита, подключенный к обмотке электромагнита преобразователь ток - напряжение, феррозондовый преобразователь, генератор возбуждения одним выходом связанный с феррозондовым преобразователем, удвоитель частоты, подключенный к другому выходу генератора возбуждения, последовательно соединенные амплитудно-фазовый регулятор и детектор, к опорному входу которого подключен удвоитель частоты, и измерительный канал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, он снабжен дополнительными феррозондами и дополнительными измерительными каналами по числу феррозондов, а каждый измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных резонансного усилителя, амплитудного детектора и регистратора, двумя управляемыми фазочувствительными блоками, подключенными параллельно обмоткам электромагнита, размещенными симметрично относительно его оси симметрии, два выхода управляемых фазочувствительных блоков соединены между собой и с общей точкой соединения обмоток электромагнита, второй выход первого управляемого фазочувствительного блока подключен к преобразователю ток - напряжение и к свободному концу первой обмотки электромагнита, а второй выход второго управляемого фазочувствительного блока подключен к свободному концу второй обмотки электромагнита, управляющие входы фазочувствительных блоков подключены к выходу фазового детектора, а также сумматором, подключенным входом к выходам резонансных усилителей измерительных каналов, а выходом - к амплитудно-фазовому регулятору, управляющий вход которого подключен к второму выходу преобразователя ток - напряжение.

Составитель А.Бодров Редактор НгГорват Техред И.Верес

Заказ 5535/47

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Корректор М.Максимишинец

Подписное