Устройство для импульсного вихретокового контроля Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения электрофизических параметров электропроводящих изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности за счет уменьшения влияния вариации зазора между объектом контроля и преобразователем импульсного вихретокового устройства при всех возможных значениях удельной электрической проводимости материала объема контроля.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для импульсного вихретокового контроля; на фиг. 2 и 3 - эпюры, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 импульсов, первый выход которого соединен с входом вихретового преобразователя 2, а второй выход с синхронизатором, выходы преобразователя 2 соединены с входами вычитающего блока 3, выход которого соединен с входом усилителя 4, генератор 5

тактовых импульсов, схему 6 совпадения, счетчик 7 импульсов, индикатор 8, блок 9 памяти, цифроаналоговый преобразователь 10, компаратор 11, схему 12 выделения полезного сигнала, синхронизатор 13, формирователь 14 импульсов, регистр 15 и микроЭВМ 16.

Выход усилителя соединен с вторым входом управляемого компаратора 11, выход которого соединен с первым входом схемы 12 выделения полезного сигнала, первый выход которой соединен с вторым выходом синхронизатора 13, четвертый и первый выходы которого соединены с первым и вторым входами формирователя 14 импульсов, выход которого соединен с вторым входом схемы 6 совпадения, выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с первым входом схемы 6 совпадения, выход которой соединен с первым входом счетчика 7 импульсов, третий выход синхронизатора 13 соединен с вторым входом счетчика.J

Ј

О

fe

О N) СЛ

импульсов, первый выход которого соединен с входом программируемого запоминающего устройства 9, выход которого соединен с входом быстродействующего цифроаналогового преобразователя 10, выход которого соединен с первым входом компаратора 11 управления, второй выход счетчика 7 импульсов соединен с первым входом регистра 15, пятый выход синхронизатора 13 соединен с вторым входом регистра 15, выход которого соединен с первым входом микроЭВМ 16, шестой выход синхронизатора 13 соединен с вторым входом регистра 15, выход которого соединен с первым входом микроЭВМ 16, шестой выход синхронизатора 13 соединен с вторым входом микроЭВМ 16, выход которой соединен с входом индикатора 8.

Устройство работает следующим образом.

Генератором 1 возбуждающих импульсов вырабатываются импульсы напряжения прямоугольной формы {фиг. 2, эпюра 17). Они подаются на возбуждающую обмотку преобразователя 2 и второй вход синхронизатора 13. С поступлением на возбуждающую обмотку преобразователя 2 импульса напряжения через нее проходит ток (фиг. 2, эпюра 18). Если вихретоковый преобразователь 2 не взаимодействует с объектом контроля, то наводимые на его обмотках ЭДС равны между собой (фиг. 2, эпюры 19а и 20а). В этом случае сигналы на выходах вычитающего блока 3 и усилителя 4 отсутствуют (фиг. 2, эпюра 21а). Когда вихретоковый преобразователь 2 устанавливают на объект контроля, равенство между ЭДС измерительных обмоток под влиянием поля наведенных в материале объекта вихревых токов нарушается (фиг. 2, эпюры 196 и 206) и на выходах вычитающего блока 3 и усилителя 4 появляется разностный сигнал (фиг 2, эпюра 216), который подается на второй вход компаратора 11.

По окончании воздействия импульса напряжения с генератора 1 блок 13 синхронизации начинает формировать управляющие импульсы, синхронизирующие работу измерительной и индикаторной частей устройства. Первыми двумя управляющими сигналами, вырабатываемыми синхронизатором 13, являются прямоугольный строби- рующий импульс (фиг. 3, эпюра 29), подаваемый на второй вход схемы 12 выделения полезного сигнала, а также импульс (фиг. 2, эпюра 22), идущий на первый вход формирователя 14 импульсов.

С приходом импульса на первый вход формирователя 14 последний, представляющий собой триггер, переходит в состояние, когда на его выходе появляется напряжение. Это напряжение (фиг. 2, эпюра 24) подается на второй вход схемы 6 совпадения. Так как на первый вход схемы 6 совпадения постоянно идут тактовые импульсы (фиг. 2, эпюра 23) с работающего в режиме непрерывной генерации кварцевого генератора 5 тактовых импульсов, то на первый вход счетчика 7 импульсов начинают посту0 пать счетные импульсы (фиг. 2, эпюра 25).

В соответствии с подсчитанным счетчиком 7 импульсов количеством счетных импульсов программируемым запоминающим устройством 9 через быстродействующий

5 цифроаналоговый преобразователь 10 формируется требуемый для измерения значений времени узловых точек вносимых в преобразователь 2 сигналов закон измене- ния опорного напряжения на первом входе

0 управляемого компаратора 11 (фиг. 2, эпюра 26).

Когда преобразователь 2 взаимодействует с металлом объекта контроля, с усилителя 4 на второй вход компаратора 11

5 подается разностный сигнал (фиг. 2, эпюра 216). В зависимости от параметров разностного сигнала на втором входе и уровня опорного напряжения на первом входе (фиг. 3, эпюра 276) на выходе компаратора 11 появ0 ляются один или несколько прямоугольных импульсов (фиг, 3, эпюра 286), которые поступают на первый вход схемы 12 выделения полезного сигнала. Из этих импульсов (фиг. 3, эпюра 296) схемой 12 на первый вход

5 синхронизатора 13 передается только тот, который (фиг, 3, эпюра 306) по времени совпадает со стробирующим (фиг. 3, эпюра 29). Временное положение заднего фронта пропускаемого схемой 12 импульса (фиг. 3, эпю0 ра 306) определяется временным положением узловой точки сигнала преобразователя 2.

Исходя из временного положения заднего фронта выделенного схемой 12 им5 пульса, синхронизатором 13 формируется новая серия из трех управляющих импульсов. Первый управляющий импульс (фиг. 3, эпюра 316) подается с четвертого выхода синхронизатора 13 на второй вход форми0 рователя 14. С его поступлением напряжение на выходе формирователя 14, а следовательно, и на втором входе схемы 6 совпадения становится равным нулю (фиг. 3, эпюра 326). Тактовые импульсы с генера5 тора 5 перестают поступать через схему 6 совпадения на первый вход счетчика 7 (фиг. 3, эпюра 336).

Второй (фиг. 3, эпюра 346) и третий (фиг. 3, эпюра 366) из серии управляющие импульсы идут с пятого и шестого выходов

синхронизатора 13 соответственно на вторые входы регистра 15 и микро-ЭВМ 16. С их поступлением происходит перезапись информации с второго выхода счетчика 7 в регистр 15 и с последнего в микро-ЭВМ 16. Сброс счетчика выполняется подаваемым на его второй вход импульсом (фиг, 3, эпюра 35), формируемым синхронизатором 13 по заднему фронту стробирующего импульса (фиг. 3, эпюра 29), С каждым новым импуль- сом, вырабатываемым генератором 1, цикл измерения значения времени узловой точки сигнала устройством повторяется.

При отсутствии сигнала на выходе уси- лителя 4, т.е. когда преобразователь 2 не взаимодействует с объектом контроля, длительность импульса на выходе формирователя 14 (фиг. 3, эпюра 32а) определяется длительностью стробирующего импульса. Формируемый синхронизатором 13 по заднему фронту стробирующего управляющий импульс сброса счетчика 7 (фиг. 3, эпюра 35) одновременно подается и на второй вход формирователя 14 (фиг, 3, эпюра 31а). Управляющие импульсы перезаписи информации с выхода счетчика 7 импульсов в регистр 15 и с последнего в микроЭВМ 16 при отсутствии разностного сигнала с преобразователя 2 синхронизатором 13 не вы- рабатываются (фиг, 3, эпюры 34а и Зба).

В микроЭВМ 16 поступающие результаты измерения накапливаются в серии, которые статистически обрабатываются. Для каждой из серий измерений находится среднее значение времени узловой точки в счетных импульсах. Это среднее значение с применением хранящейся в постоянной памяти микроЭВМ 6 градуированной характеристики переводится в единицы контро- лируемого параметра и представляется на световом табло цифрового индикатора 8.

Формула изобретения Устройство для импульсного вихретоко- вого контроля, содержащее генератор импульсов, входом соединенный с ним вихретоковый преобразователь, вычитающий блок, соединенный с выходами вихре- токового преобразователя, и усилитель, входом соединенный с выходом вычитающего блока, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, схему совпадения и счетчик импульсов и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет уменьшения влияния вариации зазора в широком диапазоне значений удельной электрической проводимости материала, оно снабжено последовательно соединенными блоком памяти, цифроаналоговым преобразователем, компаратором и схемой выделения полезного сигнала, последовательно соединенными синхронизатором и формирователем импульсов, выход которого соединен с вторым входом схемы совпадения, и последовательно соединенными регистром и микроЭВМ, выход которой соединен с индикатором, выход усилителя соединен с вторым входом компаратора, выход и второй вход схемы выделения полезного сигнала, соединенные соответственно с первым входом и вторым выходом синхронизатора, первый и второй выходы датчика импульсов соединены соответственно с первым входом регистра и входом блока памяти, второй выход генератора импульсов соединен с вторым входом синхронизатора, третий выход синхронизатора соединен с вторым входом счетчика импульсов, четвертый выход синхронизатора соединен с вторым входом формирователя импульсов, пятый выход синхронизатора соединен с вторым входом регистра, а шестой выход синхронизатора соединен с вторым входом микроЭВМ.

гб

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения электрофизических параметров электропроводящих изделий. Цель изобретения - повышение достоверности за счет подавления влияния вариации зазора между объектом контроля и преобразователем импульсного вихретокового устройства при всех возможных значениях удельной электрической проводимости материала объекта контроля. Под воздействием генератора возбуждающих импульсов на выходе преобразователя формируются полезные сигналы, поступающие на вычитающий блок, формирующий результирующий сигнал. Форма результирующего сигнала сравнивается с заданной формой сигнала для данного материала. Серии измерений статистически обрабатывают и на индикаторе регистрируют осредненное значение интервала времени для данной серии измерений, по которому судят о контролируемом параметре. 3 ил.