Вихретоковый дефектоскоп Советский патент 1992 года по МПК G01N27/90 

При этом уравнение (3) примет вид:

Длячастейуравнения

i А -, л . n I AZi i a , |AZil()

I А -, I I / Л L- m I AZi I а ч

I AZi 1(1 ) аналогичные с

vI /-11 I э

приближенные равенства соблюдаются вследствиетого,что

i Azi i i Azi i аи i Azi i i Azi i а Вследствие этого уравнение (5) принимает

Uc-51|UMl//kll/-Ј /uZ,/tS,|UbXl//K, «/./uZjj lj-SjUwall /i Mz

lU I/M-j r,).

При этом можно подобрать значения коэффициентов усиления Si и S2 усилителей 14 и 15 таким образом, что напряжение на выходе сумматора не зависит от влияния изменения удельной электрической прово- димости, т.е. соблюдается равенство:

,-lKll-btl4a,, corsi.

/С.«/ Ј-«1

Для реализации данной двухчастотной отстройки от влияния удельной электрической проводимости необходимо, чтобы приращения модулей комплексных сопротивлений вихретокового преобразо- вателя AZp, , а следовательно, I A Zi I AZi |а(фиг. 4 а, б) при влиянии электропроводности были пропорциональны между собой. Практика показывает, что для малых значений отношений

AZfrl . I AZ,y и

такая пропорциоI Zi I iZiH нальность соблюдается.

Так как одним из основополагающих факторов реализации отстройки от электро проводности является малость отношений n I AZi laml AZi I a UTi и - ,Zl1 , - определяют, какой диапазон изменения удель,-

ной электрической а соответствует значениям

проводности

n I AZi l.a

I Zn I

m I AZi la. - ,

равным ±0,1.

На основании векторной диаграммы сопротивлений моста (фиг. 4а, б) принимают n - m 1. Принимают также iZn I 2 iZi I, IZiil - 2 IZil.

При этом имеют

I AZi I a AZi ,R.

-ГГ2ГГ-±0,1; 2|Zli, -±0,1 (6)

или

I AZi I ,2 I Zi I ; I Azr .2 IZi I По векторной диаграмме приведенных сопротивлений моста (фиг. 3) определяютдлинывекторов

I I AZi la II AZi I a --jи--:, соответствую M1 Lo0)2 Lo

щих модулям приведенных приращений

I AZi I a I AZi I a fи-т соответствен но

ОУЬ Lo

равенствам (6).

Длина вектора OCi . соответС01 Lo

ствующая модулю приведенного сопрбтив- IZi I

I IZi I

ления

W1 Lo

, составляет 135 мм. Длина

20

25

30

3540

45

50

55

вектора ОСг

I IZi

соответствующая

модулю приведенного сопротивления

--:-, составляет 115 мм (значения сопроШ2. LO;

тивлений Zi и Zi соответствуют размещению вихретокового преобразователя на металле). При этом

I I AZi la Q2 I IZi

ш Lo

I I AZi I a

Lo

I

± 27 MM ;

0,2 - Zl ± 23 MM

Lo

ft Lo

Такие значения длин векторов при- веденныхприращений

I AZi I a I AZi I a iи:практически

(ti LoUJ2 Lo

обеспечивают диапазон отстройки от влияния изменения удельной электрической проводимости ±20 %.

Достоинством измерительного моста данного дефектоскопа является то, что для низкой частоты fi он частично независим (поскольку в схеме моста для низкой частоты нет конденсаторов). Это означает, что нижнюю частоту не обязательно устанавливать постоянной: fi const, а можно изменять ее в необходимых пределах, что может иметь значение, например, при выявлении подповерхностньх дефектов, расположенных с внутренней стороны электропроводящего листа, когда толщина листа меняется в широких пределах. Меняя с изменением толщины листа соответственно нижнюю частоту дефектоскопа, можно добиваться максимальной чувствительности дефектоскопа к подповерхностным дефектам при любой толщине листа в заданном диапазоне толщин листа. Отстройки от влияния изменения зазора и удельной электрической

проводимости на низкой частоте должны при этом соответственно корректироваться.

Простое управление дефектоскопом позволяет легко его автоматизировать и применять в программно-управляемых системах автоматического контроля.

Вихретоковый дефектоскоп позволяет выявлять поверхностные и подповерхностные дефекты, типа нарушения сплошности в электропроводящих немагнитных издели- ях с отстройкой от влияния изменения удельной электрической проводимости контролируемого изделия, изменения зазора между вихретоковым преобразователем и поверхностью изделия, шероховатости кон- тролируемой поверхности и тем самым по- вышает надежность вихретокового контроля.

Формулаизобретения

Вихретоковый дефектоскоп, содержащий два генератора синусоидальных колебаний, входами соединенный с ними смеситель, усилитель мощности с несимметричным выходом, входом соединенный с выходом смесителя, последовательно соединенные селектор, первый усилитель напряжения, первый амплитудный детектор, сумматор и индикатор, второй усилитель напряжения, входом соединенный с вторым выходом селектора, и второй амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом второго усилителя напряжения, а выход - с вторым входом сумматора, и Вихретоковый преобразователь, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения

надежности выявления дефектов в электропроводящих немагнитных изделиях, он снабжен первым и вторым переменными резисторами, первой, второй и третьей катушками индуктивности и конденсатором, образующие совместно с вихретоковым преобразователем измерительный мост, и разделительным трансформатором, вихре- токовый преобразователь образует первое измерительное плечо моста, соединенные параллельно цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных первого переменного резистора и первой катушки индуктивности, вторая состоит из последовательно соединенных второго переменного резистора и конденсатора, образуют второе измерительное плечо моста, вторая и третья катушки индуктивности образуют первое и второе вспомогательные плечи моста соответственно, общая точка измерительных плеч и общая точка вспомогательных плеч образуют входные вершины моста, к общей точке вспомогательных плеч моста подключен несимметричный выход усилителя мощности, предназначенный и для соединения с корпусом, а общая точка измерительных плеч предназначена для соединения с корпусом, общая точка первого измерительного плеча и первого вспомогательного плеча и общая точка второго измерительного плеча и второго вспомогательного плеча образуют выход моста, который подключен к первичной обмотке разделительного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входу селектора.

М

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может применяться для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов в электропроводящих немагнитных изделиях. Целью изобретения является повышение надежности выявления дефектов в электропроводящих немагнитных изделиях за счет отстройки от влияния двух мешающих факторов: изменений удельной электрической проводимости и зазора. На вход измерительного моста, в плечо которого включен вихретоковый преобразователь, подаются от двух генераторов напряжения двух частот. Регулированием одного элемента моста отстраивается от влияния зазора между рабочим торцом вихретокового преобразователя и контролируемым изделием на выходное напряжение моста одной частоты. Регулированием другого элемента моста отстраивается от влияния этого же зазора на выходное напряжение моста другой частоты. Причем регулирования данных элементов не влияют взаимно друг на друга на соответствующих частотах. Выходные напряжения моста обеих частот поступают на селектор 13, в котором они разделяются. С выходов селектора напряжения поступают на входы усилителей 14, 15 напряжения, после которых детектируются амплитудными детекторами 16, 17 и подаются на входы сумматора 18,на выходе которого включен индикатор 19.При этом регулированием коэффициентов усиления усилителей 14,15 напряжения отстраиваются от влияния электропроводности контролируемого изделия на выходное напряжение сумматора 18. 4 ил.

О

Фиг.1

ыС-о

(Риг.3

10 3 2151.21 0,10,5 0,5 0.15

-

oL

0.5

0.3

0.15

п а О

oL

Фиг.Ч

Ј$