Электромагнитный ориентатор для экранных преобразователей систем неразрушающего контроля Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

(Л

С

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для ориентации узлов и элементов в экранных системах неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности ориентации за счет уменьшения пятна нечувствительности. Ориентатор содержит генератор 2 электромагнитных колебаний и приемник 3. Величина наводимой ЭДС в индуктивных элементах 4 зависит от ориентации приемника 3 и излучателя 1 и является информацией о соосности расположения. Блок 10 регулирования излучающей мощности электромагнитного поля позволяет посредством преобразовать конус пятна нечувствительности в цилиндрическую форму и тем самым уменьшить пятно нечувствительности во всем диапазоне измеряемых толщин контролируемых объектов. 1 э.п. ф-лы. 3 ил.

о со

4Ьь О

ел ел

Изобретение относится к средствам контрольно-испытательной техники и может быть использовано для ориентации узлов и элементов в экранных системах неразрушающего контроля.

Целью изобретения является повышение достоверности ориентации за счет уменьшения пятна нечувствительности.

На фиг,1 представлена функциональная схема электромагнитного ориентатора; на фиг.2 - блок-схема автоматического выбора излучающей мощности; на фиг.З показано распределение силовых линий электромагнитного поля, излучаемого излучателем (фиг.1) в пространстве без регулирования излучающей мощности (кривая 1) и при наличии блока регулирования излучающей мощности (кривая 2).

Электромагнитный ориентатор содержит излучатель 1, управляемый генератор 2 электромагнитных колебаний, приемник 3, состоящий из двух ортогональных пар дифференциально соединенных индуктивных элементов 4, каждая из которых через соответствующие усилители 5 и б и схему 7 выдачи команд связана с индикатором 8 и генератором 2, один из индуктивных элементов 4 через формирователь 9 управляющего сигнала соединен с входом генератора 2, при этом индуктивные элементы 4 выполнены в виде двух последовательно соединенных взаимно перпендикулярных секций, (не обозначены), одна из которых расположена параллельно рабочей плоскости излучателя 1. Ориентатор также содержит блок 10 регулирования излучающей мощности, первый вход которого соединен с одной из секций индуктивного элемента 4, второй вход соединен с управляемым генератором 2, а выход - с входом излучателя 1. Блок 10 регулирования излучающей мощности выполнен в виде логарифмического усилителя (не изображен) с регулируемым коэффициентом усиления.

В приемник 3 входят катушки индуктивных элементов 4 и индикатор 8. Излучатель 1 представляет собой катушку индуктивности (не обозначена).

Излучатель 1 ориентатора конструктивно выполнен в виде диэлектрического корпуса (не изображен), в котором расположена генераторная рамка - катушка индуктивностью 80 МГ, охватывающая гнездо для крепления ультразвукового излучающего преобразователя системы неразрушающего контроля. Генераторная рамка излучателя 1 подключена к выходу блока 10 регулирования излучающей мощности электромагнитного поля. Вход блока 10 подключен к выходу генератора 2, собранного на варикапе KB 119 А и операционном усилителе К574 УД1А. Формирователь 9 выполнен в виде последовательно соединенных схемы сравнения и выборки,

включающей собранную на четырех операционных усилителях К574У1А схему детектора уровня (не показана), и генератора 2, собранного на полевом транзисторе КПЗОЗ. Напряжение с детектора уровня управляет

0 через триодный тиристор КУ103 генератором 2. Усилители 5, 6 собраны на операционном усилителе серии 1407 с током покоя 70 МА.

Блок 10 регулирования излучающей

5 мощности выполнен в виде логарифмического усилителя, собранного на микросхеме К 544 УД2, вход которого подключен к выходу генератора 2 синусоидальных колебаний, а коэффициент усиления задается сопро0 тивлением полевого транзистора КП305, затвор которого через усилительный элемент (транзистор КТ33102) подключен к индуктивному элементу 4, а выход - к входу стабилизатора тока на индуктивной нагрузке,

5 собранного на операционном усилителе К574, транзисторах КТ928, КТ814, КТ815 и подключенного к излучателю 1.

Индикатор 8 содержит две пары катушек индуктивностей (не изображены) и че0 тыре светодиода.

Электромагнитный ориентатор работает следующим образом,

Работу ориентатора можно разбить на три этапа. На первом излучатель 1 и прием5 ник 3 устанавливают на противоположных поверхностях объекта, подлежащего последующему контролю при помощи ультразвуковой системы, на преобразователях которой установлены излучатель 1 и прием0 ник 3. Включают ориентатор, В момент включения на катушку индуктивности излучателя 1 с генератора 2 подается переменный синусоидальный ток, частота которого равна 20 Гц. В секциях индуктивного эле5 мента 4 наводится ЭДС, зависящая от величины горизонтальной и вертикальной составляющих электромагнитного поля в точке расположения приемника 3. Величина этой суммарной ЭДС поступает через уси0 лители 5, 6 на вход генератора 2, и частота переменного синусоидального тока изменяется от 20 Гц до 20 КГц. В момент достижения частоты, равной частоте окна прозрачности, рост напряжения на входе

5 генератора 2 прекращается, и дальше генератор 2 работает на выбранной частоте. Операция по настройке окна прозрачности повторяется только при падении величины ЭДС, наводимой в индуктивном элементе 4, ниже заданного значения.

На втором этапе осуществляется регулировка величины тока, поступающего на генераторную рамку излучателя 1, На вход блока 10 регулирования излучающей мощности поступает сигнал с генератора 2, а на второй вход блока 10 - сигнал с индуктивного элемента 4. Величина сигнала, поступающего на второй вход блока 10, определяет величину силы тока синусоидального сигнала, поступающего на генераторную рамку излучателя 1. Таким образом осуществляется регулировка излучающей мощности электромагнитного поля.

На третьем этапе осуществляется операция по ориентации излучателя 1 и прием- ника 3. Сигнал с генератора 2 через блок 10 регулирования излучающей мощности поступает на излучатель 1. В секциях индуктивного элемента 4 приемника 3 наводится ЭДС. При соосном расположении преобра- зователей системы неразрушающего контроля разность ЭДС, наведенная в каждой паре индуктивных элементов 4, равна нулю. При нарушении соосности разность ЭДС отлична от нуля, сигналы от каждой пары усиливаются в усилителях 5, б и через схему 7 выдачи команд поступают на индикатор 8, который и указывает на направление движения приемника 3 для достижения его соосности с излучателем 1.

Таким образом, применение фазового детектора коммутатора в системе электромагнитной ориентации позволило увеличить величину ЭДС в пригм шм мсмшп и расширить зону захвата.

Формула изобретения 1. Электромагнитный ориентатор для экранных преобразователей систем нераз рушающего контроля, содержащий излучатель, входом соединенный с управляемым генератором электромагнитных колебаний, приемник, состоящий из двух ортогональных пар дифференциально соединенных индуктивных элементов, каждая из которых через усилители и схему выдачи команд связана с индикатором, один из индуктивных элементов через формирователь управляющего сигнала соединен с входом генератора, а индуктивные элементы выполнены в виде двух последовательно соединенных взаимно перпендикулярных секций, одна из которых расположена параллельно рабочей плоскости излучателя, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности ориентации за счет уменьшения пятна нечувствительности, он снабжен блоком регулирования излучающей мощности, первый вход которого соединен с одной из секций индуктивного элемента, второй вход - с вторым входом генератора, а выход - с входом излучателя.

Mi

Ci

фиг.З