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

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий методами вихревых токов и может быть использовано для регистрации параметров прерывистых поверхностей в динамических условиях.

Целью изобретения является повы шение достоверности контроля за счет регистрации параметров прерывистости контролируемой поверхности,

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг«2 - структур ная схема блока разделения сигналов| на фиг.З - конструкция вихретокового преобразователя,

Устройство содержит первый колебательный контур 1, в состав которого входит конденсатор 2, вихретоковый преобразователь Sj катушки 4-7 которого образуют электромагнитную матрицу, и четыре ключа 8 - 11 включенных последовательно с соответствуто- щими катушками 4 - 7, подключенньп-ш параллельно конденсатору 2,

Кроме того, устройство содержит второй колебательный контур 12, резистор 13э включенный меяоду первым и вторьм колебательными контурами 1 и 12, последовательно соединенные усилитель 14 и нелинейный четырехпо люсник 15, подключенггые параллельно резистору 13, и последовательно соединенные амплитудный детектор 16, подключенный к выходу усилителя 14 четьфе ключа 17 - 20, четыре интегратора 21 24 и блок 25 разделения сигналов,

Также устройство содержит последовательно соединенные генератор 26 тактовых импульсов и счетчик 27, ходы которого Подключены к попарно объединенным управляющим sходам ключей 8 - 20, 9 - 19, ТО - 7, It - 18.

Блок 25 разделения сигналов содержит (фиг,2) блок 28 вычитания и сумматор 29, первые и вторые входы ко уорьк объединены и образуют соответственно первый и четвертый входы блока 25 разделения сигналов, последовательно соединенные двй масштабных усилителя 30 и 31J соответственно подключенные к выходам блока 28 вычитания и сумматора 29j два диска 32 и 33 вычитания, два масштабных усилителя 34, 35 и делитель 36. Кроме того, блок 25 разделения сигналов содержит блок 37 вычитания и сумматор 38, входы которых включены ана

io

2086А

логично блоку 28 вычитания и суьв- а тору 29, образуя второй и третий входы блока 25 разделения сигналов, а выходы подключены соответственно ко вторым входам блоков 32 и 33 вычитания .

Катушки 4-7 электромагнитной матрицы вихретокового преобразователя 3 размещены (фиг.З) вдоль продольной оси вихретокового преобразователя 3, симметрично его центру. При.этом внутренние катушки 7 и 4 выполнены треугольно-равнобедренной формь и расположены своими основаниями и вершиной касательно к приле гающим к ним катушкам 5 и 6, имеющим одинаковую, например, прямоугольную форму, и параметры намотки, идентичные катушкам 4 и 7. На фиг.З приведено также контролируемое изделие 39 с выступом. I

Устройство работает следующим образом.

15

20

5

0

5

0

5

0

5

Нелинейный четырехполюсник t5, колебательные контуры 1 и 12 и резистор 13 образуют цепь положительной обратной связи, охватывающей усилитель 14. Напряжение автоколебаний поступает на катушки 4-7 вихретокового преобразователя 3, которые поочередно подключаются ключами 8 - f1 к выходу нелинейного четырехполюсника 15. Величина выходного сигнала 1 .

зависит от геометрических размеров вихретокового преобразователя 3 и его расположения относительно контролируемой поверхности изделия 39.

Генератор 26 тактовых импульсов с помощью с46тчяка 27 поочередно переключает ключи 8 - t1 и соответствующие им 17 - 20. Сигнал с вы- эгода усилителя 14 поступает на амплитудный детектор 16 и далее через ключи 17 - 20 и интеграторы 21 - 24 - на входы блока 25 разделения сигналов. Блок 25 разделения сигналов, последовательно входные сигналы в сз мматорах 29, 38 и определяя разность их значения в блоках 29, 37, 31 и 33 вычитания, решает совместно систему 1фавне1шй относительно значений ah, h, a-d, характеризующих величину выступа на контролируем мом изделии 39 и изменение расстояния до вихретокового преобраэ.овате- ля 3.

Формула изобретени

1. Вихретоковое устройство неразрушающего контроля, содержащее первый колебательный контур с включенным в него вихретоковым преобразователем, второй колебательный контур, резистор, включенный между колебательными контурами, последовательно соединенные усилитель и нелинейный четьфехполюсник, подключенные параллельно резистору, и амплитудный детектор, подключенный к выходу усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными генераторами тактовых импульсов, счетчиком, че- тьфьмя ключами, вторые входы которых объединены и подключены к выходу амплитудного детектора, четырьмя интеграторами и блоком разделения сигналов, вихретоковый преобразователь вьтолнен в виде электромагнитной матрицы, состоящей из четырех параллельно включенных катушек, а первый колебательный контур снабжен четырьмя ключами, управляющими входами подключенными к счетчику и включен- нымк последовательно с катушками вихретокового преобразователя.

2.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что блок разделения сигналов выполнен в виде первых сумматора и блока вычитания, первые и вторые входы которых объединены и образуют соответственно первый

и четвертый входы блока разделения сигналов, вторых сумматора и блока

Q (вычитания, входы которых включены аналогично и образуют соответственно третий и второй входы блока.разделения сигналов, и последовательно соединенных первого и второго мас5 штабных усилителей, подключенных соответственно к выходам первых сумматора и блока вычитания, третьего и четвертого блоков вычитания, вторые входы которых подключены соответстQ венно к выходам вторых сумматора и блока вычитания,третьего и четвертого масштабных усилителей и блока деления.

3.Устройство попп. 1и2, отличающееся тем, что катуш5 ки электромагнитной матрицы вихретокового преобразователя размещены вдоль его продольной оси и симметрично его центру, внутренние катушки выполнены треугольно-равнобедренной формы с сов14ещенными высотами и расположены своими основаниями касательно к прилегающим к ним внешним катушкам,

0

Изобретение касается неразрушающего контроля материалов и изделий методами вихревых токов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Счетчик 27 последовательно переключает катушки 4-7 вихретокового преобразователя 3 и одновременно ключи 17-20 соответствующих каналов блока 25 разделения сигналов. Так как катушки 4-7 симметрично расположены в вихретоковом преобразователе 3 и имеют попарно различную форму, то путем суперпозиции сигналов в блоке 25 разделения сигналов удается выделить не только наличие выступа, но и его геометрические параметры, а также изменение расстояния до контролируемой поверхности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

ffjf.1

8хЦ

Вх. г

вх.З

фиг 2

/

X

г-Эв

d

V

J

/////.

Ж22