Способ магнитной дефектоскопии Советский патент 1990 года по МПК G01N27/87 

(/

с

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Для этого считывание магнитного поля рассеяния осуществляют дважды в каждой точке контролируемой поверхности через интервал времени T = T/4 + KT/2, где T - период изменения намагничивающего поля

K = 0, 1, 2..., а о наличии дефекта судят по величине произведения суммы сигналов, считанных в одной точке, на величину наибольшего из них. Это позволяет устранить пропуск дефектов в связи с периодическим равенством нулю напряженности поля рассеивания дефектов. 1 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности, в энергетическом машиностроении, например, для дефектоскопии сварных соединений котлоагрегатов.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля за счет выравнивания чувствительности в течение периода изменения намагничивающего поля и устранения пропуска дефектов.

На чертеже представлена блок-схема дефектоскопа, реализующего способ магнитной дефектоскопии.

Дефектоскоп содержит электромагнит 1, генератор 2, два магниточув- ствительных элемента, например, Фер- розондовых преобразователя 3 и 4,

два идентичных измерительных канала 5 и 6, каждый из которых состоит из соединенных последовательно селективных усилителей 7 и 8, детекторов 9 и 10, пороговых блоков 11 и 12, пиковый детектор 13, формирователь 14 импульсов, сумматор 15, умножитель J6 сигналов, регистратор 17 дефектов, компаратор 18 и коммутатор 19. Вход формирователя 14 импульсов и измерительный вход пикового детектора 13 подключены к выходу измерительного канала 8. К выходу формирователя 14

подключен управляющий вход пикового детектора 13, выход которого подключен одновременно к одному из входов сумматора 15, коммутатора J9 и компаратора 18, вторые входы которых соединены с выходом дополнительного измерительного канала. Выход компаел

& со

СЭ СО

со

31569693

подключен к управляющему утатора 19. Умножитель 16 ходами подключен к выходу 15 и коммутатора 19, а к регистратору 17 дефектов. е усилители 7 и 8 выделяют, вторую гармонику частоты ждения Феррозондовых преобй 3 и 4, Формирователь 14 «д может быть выполнен, наприроп ва ни ва к я с С в д ( р н к ш с 1 п 1 п р с |р

мер, в виде одновибратора. Он запускается от гереднего фронта поступившего сигнала и вырабатывает короткий импульс сброса для пикового детекто- ра 13 ерез время, несколько большее t Т/4 + к Т/2. Расстояние S между преобразователями 3 и 4 задано из условия: S V-t, где V - скорость перемещения преобразователей. 20

Преобразователь 3 расположен первым -по направлению перемещения при контроле, которое выполняется с постоянной скоростью в одну сторону. Регистратор Зо мо;лс . быть выполнен, 25 например, в виде последовательно соединенных порогового блока, формирователя сигналя дефекта и сигнализатора. Коммутатор 19 - двухканальный. Если на его управляющем входе нет на- эп пряжения, один из его каналов открыт, а второй заперт. Если на управляющий вход подано напряжение, состояние каналов изменяется на противоположное.

На выходе компаратора 18 наличие или (. отсутствие напряжения определяется соотношением амплитуд сигналов на его входах. Электромагнит 1 оядэет низкочастотное переменное магнитное поле, например, с частотой 50 Ги. Дефектоскоп применяется при скоростном контроле.

Способ осуществляется следующим образом.

Электромагнит 1 с размешенными между его полюсами феррозондовыми преобразователями 3 и 4 перемещается по поверхности контролируемого изделия (не показано). При отсутствии дефектов с выходов феррозондовых преобразователей 3 и 4 сигналы не поступают, регистратор не работает.

При наличии дефекта в контролируемом изделии над ним поочередно про- ходят преобразователи 3 и 4. Возможны три варианта поступления сигналов на входы измерительных каналов 5 в зависимости от намагниченности конт

п

5

0

5

,

ролируемого участка при прохождении преобразователей 3 и 4 над дефектом. Пусть при прохождении преобразователя 3 (первого по направлению сканирования) напряженность намагничивающего поля не равна нулю. Тогда на концах его измерительной обмотки появляется напряжение, которое подается на вход измерительного канала 5. Селективным усилителем 7 выделяется вторая гармоника частоты тока возбуждения феррозондовых преобразователей (возбуждение осуществляется генератором 2). Далез продетектированный сигнал поступает на вход порогового блока 11. Если амплитуда сигнала превышает заданный порог блока 1 1,, он поступает на входы пикового детектора 13 и формирователя 14 импульсов. Напряжение с выхода пикового детектора 13, равное амплитуде сигнала, поступившего с выхода измерительного карала 5, подается на один из входов сумматора 15, коммутатора 19 и компа- |ратора 18. Напряжение сохраняется до тех пор, пока на управляющий вход пикового детектора 13 не поступит импульс сброса от формирователя 14. Через время t второй преобразователь 4 проходит над дефектом. Если при его прохождении над дефектом напряженность поля не равна нулю, на вход измерительного канала 6 также поступает сигнал, который обрабатывается так же, как и в измерительном канале 5. Сигнал поступает на второй вход сумматора 15, коммутатора 19 и компаратора 18. С выхода сумматора 15 сигнал, равный сумме амплитуд сигналов, подается на один из входов умножителя 16. На второй его вход с выхода коммутатора 19 одновременно подается сигнал, амплитуда которого равна амплитуде наибольшего из сигналов, поступивших с выходов измерительных каналов 5 и 6. Это выполняется с помощью компаратора 18, который управляет работой коммутатора в зависимости от соотношения амплитуд сигналов на его входах.

С выхода умножителя 16 сигнал, амплитуда которого равна произведению суммы амплитуд сигналов, поступивших с выходов обоих измерительных каналов 5 и 6 на амплитуду наибольшего из этих сигналов, поступает на регистратор 17. Если сигнал, поступивший с выхода умножителя 16 на

регистратор 17, превышает заданный в его пороговом блоке браковочный уровень, срабатывает сигнализатор. Дефект будет зарегистрирован.

Возможен и другой вариант, когда при прохождении первого по направлению преобразователя 3 над дефектом напряженность намагничивающего полл равна нулю, тогда при прохождении

второго преобразователя 4 над дефектом напряженность поля максимальна (так как скорость сканирования постоянна, а расстояние ,между преобразователями выбрано определенным обра- зон). Сигнал поступает только с выхода измерительного канала 6, далее через сумматор 1 5 и коммутатор 1 9 подаетс на два входа умножителя 16. На выход умножителя 16 амплитуда сигнала равна квадрату амплитуды сигналов на ег входах (так как они равны по амплитуде) . Если амплитуда превышает порог срабатывания регистратора 17. дефект зарегистрирован.

Возможен и третий вариант, когда напряженность поля при прохождении первого преобразователя 3 максимальная, а при прохождении второго-равна нулю, тогда сигнал поступает только с входа измерительного канала 5, и подается на один из входов сумматора 15, коммутатора 19, компаратора 18. Амплитуда сигнала на выходе умножителя 16 также равна квадрату ампли- туды сигналов на его входах.

Суммирование амплитуд сигналов от двух преобразователей 3 и 4, последовательно проходящих над дефектом через определенное время, и умноже- ние суммы на амплитуду наибольшего из этих сигналов дает возможность выравнивать чувствительность в течение периода изменения намагничивающего поля, что позволяет повысить точность и достоверность контроля.

Повышение точности и достоверности контроля с помошью предлагаемого способа можно пояснить следующим примером. В известных дефектоскопах при намагничивании контролируемого изделия переменным полем амплитуда - сигнала ферро.зондового преобразователя от одного и того же дефекта может изменяться от нуля до , так как преобразователь может пройти над дефектом в любой момент в течение периода изменения намагничивающего

0

Q

5

0 5

5

поля (Umax - максимальное значение амплитуды сигнала от данного дефекта). Чувствительность изменяется, возможен пропуск дефектов.

В предлагаемом дефектоскопе сумма амплитуд сигналов на выходе суимато-- ра 15 никогда не равна нулю, так как феррозондовые преобразователи 3 и 4 расположены на определенном расстоянии друг от друга. Амплитуда сигнала на выходе умножителя 16 для этого же

.2

max

ДО

дефекта может изменяться от U

(J

1,21 U fr.qx , что гораздо меньше, чем в известных дефектоскопах. Действительно, если первый из преобразователей 3 пересекает дефект в тот момент, когда напряженность намагничивающего поля максимальна, то сигнал

2

на выходе умножителя J 6 равен II тстх. При пересечении первым преобразователем 3 дефекта через время, например, 1Г/4 после момента равенства нулю намагничивающего поля амплитуда сигналов обоих преобразователей 3 и 4 равна 0,71 UmaK. На выходе умножителя 16 сигнал равен Um х, а если первый преобразователь 3 пересекает дефект через время fr/б,-то амплитуда сигнала на выходе умножителя 16 равна

М8 иЈ,„.

Формула изобретения

Способ магнитной дефектоскопии, заключающийся в том, что намагничивающий и магн иточувствителъный элементы перемещают относительно контролируемого изделия, намагничивают его переменным магнитным полем, считывают магнитные поля рассеяния магниточув- ствительным элементом и выполняют амплитудный анализ его выходных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, считывание магнитных полей рассеяния производят дважды в каждой точке контролируемой поверхности с интервалом времени, выбранным из соотношения t Т/4+КТ/2, где Т - период изменения намагничивающего поля; К - целое число, равное О,,2,..., а наличие дефекта определяют по величине произведения суммы . сигналов магниточувствителыгого элемента, считанных в одной и той же точке, на величину большего из этих сигналов.

«о