Устройство для дефектоскопии ферромагнитных деталей Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушаю- щому контролю материалов и изделий и может быть использопано при дефектоспокии литых стальных деталей грузовых вагонов.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет самоблокировки контура самонастройки в режиме Контроль.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройтва; на фиг.2 - амплитудно-частотные характеристики вих- ретоковых преобразователей на воздухе; на фиг.З - то же, на металле; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,

Устройство содержит последовательно соединенные упрлзляемый по частоте гсне- pfu-p 1, первый вцхрето овый преобразо- п,тс ль 2, первый амплитудный детектор 3. Г;г 1к Л1млиза приращения сигнала и инди- к гор G, фазовый детектор 6, входы которого п д-лючепы к выходу генератора 1 и к вы- /ту преобразователя 2, а выход соединен с. пюрым оходом блока 4, последовательно соединенные плорой вихрегоковый преобразователь 7, второй амплитудный детекюр , дифференциальный усилитель 9, второй к.од которого соединен с выходом первого амплитудного детектора 3, компаратор 10, и.нерагор 11 линейно изменяющегося на- пря-кения (ГЛИН), элемент 12 памяти и сум- млтор 13, выход которого подключен к управляющему входу генератора 1, источ- н . к 14 опорною напряжения (ИОН), выход юрого подключен к второму входу сумма- i-. pa 13, ждущий мультивибратор 15, вход которого подключен к выходу компаратора 1|1, а выход соединен с вторым входом эле- -онта 12 памяти, и электронный переключатель 16, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 9, выход - к i-ходу компаратора 10, а управляющий вход - к выходу ждущего мультивибратора

1 г j.

Устройство работает следующим обра- ,з ..

Первый вихретоковый преобразователь 2 является рабочим и установлен на контролируемую поверхность детали, а второй вихретокопнй преобразователь 7 расположен вдапи от контролируемой поверхности (на воздухе). При включении устройства, когда оба преобразователя 2 и 7 находятся ид-эли от контролируемой поверхности, их амплитудно-частотные характеристики практически совпадают. При этом на входе генератора 1 имеет место напряжение Ue (t iir.4), которое преобразуется в синусои- дапьный сигнал с частотой ; UKOH, где К коэффициент преобразования генератора 1, и на выходах преобразователей 2 и 7 появляются практически равные напряжения, которые после преобразования детекторами 3 и 8 поступают на входы дифференциального усилителя 9, на выходе которого формируется сигнал напряжения, близкий к нулевому, который поступает на вход компаратора 10 через электронный пе- переключатель 16, находящийся в открытом

0 состоянии. При входном напряжении компаратора 10, меньшем порогового значения, на его выходе поддерживается нулевой уровень сигнала, который поступает на входы ГЛИН 11 и мультивибратора 15. При

5 этом ГЛИН 11 закрыт, т.е. на его выходе уровень сигнала близок к нулевому, мультивибратор 15 не возбужден, элемент 12 памяти повторяет на своем выходе нулевой сигнал с ГЛИН 11, поэтому сумматор 13

0 передает на вход генератора 1 только сигнал UHOH с выхода ИОН 14.

При установке преобразователя 2 на деталь его амплитудно-частотная характеристика смещается в сторону низких частот, в

5 результате чего между входами дифференциального усилителя 9 появляется перепад напряжений Д U, который проходит через открытый электронный переключатель 16 и вызывает срабатывание компаратора 10 и

0 формирование на его выходе сигнала U2. Передним фронтом этого сигнала осуществляется запуск ГЛИН 11. Так как на управляющем входе элемента 12 памяти сигнал отсутствует, а коэффициент его передачи

5 при этом равен единице, то он пропускает нарастающее напряжение с выхода ГЛИН 11 на вход сумматора 13, на выходе которого формируется результирующее напряжение Ue, которое вызывает повышение

0 частоты генератора 1.Этот процесс длится до тех пор, пока выходные сигналы преобразователей 2 и 7 не сравняются по частоте fp. В этот момент выходное напряжение дифференциального усилителя 9 становит5 ся меньше порогового, компаратор 10 возвращается в исходное состояние, запуская задним фронтом своего импульса ждущий мультивибратор 15, переводя элемент 12 памяти в режим хранения входного напря0 жения Us и запирая ГЛИН 11. На время действия выходного импульса мультивибратора 15 на выходе сумматора 13 устанавливается значение результирующего напряжения, определяющего рабочую

5 частоту fp генератора 1, и закрывается электронный переключатель 16, отключая вход компаратора 10 от выхода дифференциального усилителя 9.

Таким образом, в режиме холостого хода генератор 1 настраивается на частоту ton,

а в режиме установки - на металл рабочего преобразователя 2, т.е. на частоту fp, которая является оптимальной для осуществления контроля детали, так как это значение удовлетворяет условию отстройки от влияния зазора и обеспечивает максимальную чувствительность к дефектам деталей из данного материала. Затем в течение времени Тк (фиг.4) осуществляется режим контроля, в процессе которого в блоке 4 анализа приращений выделяется информация об изменении амплитуды и фазы сигнала преобразователя 2, которая выводится на индикатор 5. По окончании действия выходного импульса мультивибратора 15 элемент 12 памяти переводится снова в режим отслеживания выходного сигнала ГЛИН 11, уровень КОТОРОГО после сброса импульса 1)з становится близким к нулевому, следовательно, на выходе сумматора 13 снова устанавливается напряжение UHOM, в результате чего частота генератора 1 скачком уменьшается до значения fon. На пы- ходе усилителя 9 вновь устанавливается напряжение Л U разбаланса и с этого момента начинается режим самонастройки, длительность которого равна ТС1( (фиг.4). Работа устройства в этом режиме аналогична выые описанному процессу и периодически повторяется через время .

В промежутках времени Установка на металл, Холостой ход и Самонастройка выходной сигнал ждущего мультивибратора

15с малой амплитудой напряжения является открывающим для электронного переключателя 16. Электронный переключатель

16не оказывает влияния на роботу контура самонастройки. В промежутке времени

и

UUOH

Контроль выходной сигнал ждущего мультивибратора 15 с большой амплитудой напряжения является закрывающим для электронного переключателя 16, который разрывает связь между дифференциальным усилителем 9 и компаратором 10, обеспечивая постоянство состояния компаратора 10, а следовательно, и ждущего мультивибратора 15 в режиме контроль.

0 Периодическое повторение режима самонастройки позволяет периодически обеспечивать установку оптимального режима контроля (выбор fp в зависимости от материала детали, отстройка от влияния зазора и

5 максимальная чувствительность к дефектам) и адаптировать режим контроля к изме- нившимся условиям, причем все эти операции осуществляются автоматически, при этом наличие электронного пере0 ключателя 16 позволяет проводить более надежный контроль при непрерывном изменяющемся сигнале Ui дифференциального усилителя 9 в промежутке времени Тк. Таким образом, предлагаемое устройст5 во (по сравнению с известным) более надежно в работе, что приводит к уменьшению пропуска дефекта в контролируемых деталях грузовых вагонов и, следовательно, повышает безопасность движения.

0Ф о р м у л а и з о б ) е т е н и я

Устройство для дефектоскопии ферромагнитных деталей по апт св. № 1392487, отличающееся тем. что, с целью повышения надежности, оно снабжено

5 электронным переключателем, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, выход с вводом компаратора, а управляющий вход с выходом ждущего мультивибратора.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано при дефектоскопии литых стальных деталей грузовых вагонов. Цель изобретения - повышение надежности за счет самоблокировки контура самонастройки в режиме Контроль. Надежность работы устройства в режиме Контроль определяется надежностью работы ждущего мультивибратора 15. Однако состояние ждущего мультивибратора 15 определяется состоянием компаратора 10, который в режиме Контроль изменяет свое состояние и влияет на состояние ждущего мультивибратора 15. Самоблокировка контура самонастройки обеспечивается за счет использования сигнала ждущего мультивибратора 15, а также электронного переключателя 16 и его связей с остальными элементами схемы. В режиме Контроль сигнал с выхода ждущего мультивибратора 15 посредством электронного переключателя 16 и его связей обеспечивает отключение входа компаратора 10 от выхода дифференциального усилителя 9. В режимах Установка на металл и Самонастройка электронный переключатель не оказывает влияния на прохождение сиг налов по контуру самонастройки. При использовании электронного переключателя 16 компаратор 10 производит сравнение сигналов только в режиме выбора оптимальной частоты и отключается в режиме Контроль, что повышает надежность работы устройства. 4 ил. to С ЮЗВЈ% О со (Л

Фиг. 2

и