Устройство для вихретокового контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N27/90 

выхода преобразователя 14. Изменяя коды регистров 10 и 11, а значит, и уровни управляющих напряжений автогенератора 2 (на- пример, напряжения питания и напряжения, управляющего параметрами элемента одного из его контуров), на выходе

детектора 3 получают соответствующие заданным кодам уровни отклика автогенератора 2. ЭВМ обрабатывает имеющуюся информацию и выдает результаты анализа на устройства визуализации. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в машиностроении для дефектоскопии поверхностных слоев электропроводящих обь- ектов. Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля. Устройство содержит вихретоковый преобразователь 1, управляемый автогенератор 2, амплитудный детектор 3, два цифроана- логовых преобразователя 4,12, генератор 5 импульсов, формирователь 6 импульсов, источник 7 опорного напряжения, ЭВМ 8, блок 9 ввода-вывода, два регистра 10. 11, коммутатор 13, аналого-цифровой преобразователь 14, ЭВМ по заданной программе, хранящейся в памяти, устанавливает на управляющей шине коды, осуществляющие перевод блока 9 в режим ввода или вывода. По совмещенной шине адреса данных из ЭВМ 8 в блок 9 ввода-вызода поступают цифровые коды, которые в зависимости от кода управляющего слова ЭВМ воспринимаются блоком 9 ввода-вывода как данные для записи в регистры 10, 11 или как управляющее слово для управления работой устройства. Из блока 9 ввода-вывода в ЭВМ 8 по шине адреса данных передаются коды с & Ё 2 ю 00 ю СА)

Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов и может быть использовано в машиностроении для дефектоскопии поверхностных слоев электропроводящих объектов.

Известное устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно данные вихретоковый преобразователь (ВТП), управляемый автогенератор и амплитудный детектор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), подключенный к первому управляющему входу автогенератора, и генератор импульсов.

Недостатком этого устройства являются низкая производительность и точность контроля. Один из параметров автогенератора (напряжение питания или управляющее напряжение) при смене преобразователя и изменении параметров контролируемых изделий необходимо определять на этапе предварительных исследований. Кроме того, необходимо производить дополнительные регулировки, что связано с большими затратами времени. Точность установки ре- жимов автогенератора зависит от влияния субъективный факторов при определении параметров автогенератора в процессе настройки, а большие затраты времени на нее снижают производительность.,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно данные ВТ(1, управляемый автогенератор и амплитудный детектор, цифро-аналоговый преобразователь, подключенный к первому управляющему входу автогенератора, генератор импульсов, источник опорного напряжения и формирователь импульсов.

Недостатком известного устройства являются низкая производительность и точность контроля, так как один из параметров автогенератора необходимо определять на этапе предварительных исследований и устанавливать вручную при смене ВТП и изменении параметров контролируемого изделия. Кроме того, в известном устройстве не производится количественная оценка выходного напряжения автогенератора, по которому определяются оптимальные рвжимы работы автогенератора. Эта оценка производится на этапе предварительных исследований, зависит от влияния субъективных факторов, влияющих на точность, и требует

больших затрат времени, что снижает производительность. В известном устройстве отсутствует также возможность самокалибровки.

Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет автоматического определения параметров автогенератора и установки требуемых режимов работы и самокалибровки устройства.

Предлагаемое устройство для вихретокового контроля по сравнению с известным должно определять параметры автогенератора по количественной оценке выходного сигнала автогенератора с помощью ЭВМ,

проводить анализ полученной информации, выбирать оптимальные значения параметров автогенератора, производить сравнение параметров при смене ВТП и изменении параметров контролируемых изделий, Использование в этих целях ЭВМ повысит производительность и точность работы устройства. Кроме того, точность повысится в связи с возможностью периодического контроля управляющих напряжений автогенератора и калибровки цепей задания этих напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно данные ВТП,

управляемый автогенератор, и амплитудный детектор, ЦАП, подключенный к первому управляющему входу автогенератора, генератор импульсов, формирователь импульсов и источник опорного напряжения,

снабжено последовательно соединенными электронно-вычислительной машиной (ЭВМ), блоком ввода-вывода и двумя регистрами, последовательно соединенными вторым ЦАП, подключенным к выходу второго регистра, коммутаторами, второй и

третий которого соединены соответственно

с выходами первого ЦАП и амплитудного

детектора, а управляющий вход коммутатора подключен к блоку ввода-вывода, и аналого-цифровым преобразователем (АЦП), второй вход которого объединен с вторыми входами ЦАП и подключен к источнику опорного напряжения, третий выход АЦП подключен к генератору импульсов, четвертый вход АЦП подключен через формирователь импульсов к блоку ввода-вывода, выход АЦП подключен к блоку ввода-вывода первый вход первого ЦАП соединен с выходом первого регистра, а выход второго ЦАП подключен к второму управляющему входу управляемого автогенератора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - реализация сопряжения персонального компьютера с блоком ввода- вывода.

Устройство (фиг. 1} содержит последовательно данные ВТП 1, управляемый автогенератор 2 и амплитудный детектор 3, первый 4 ЦАП 4. подключенный к первому управляющему входу управляемого автогенератора, генератор 5 импульсов, формирователь 6 импульсов, источник опорного напряжения (ИОН) 7, последовательно соединенные ЭВМ 8, блок 9 ввода-вывода и два регистра - 10 и 11. Устройство содержит также последовательно соединенные второй ЦАП 12, подключенный к выходу второго 11 регистра, коммутатор 13, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого ЦАП 4 и амплитудного детектора 3, а управляющий вход коммутатора подключен к блоку 9 ввода-вы- вода, и АЦП 14, второй вход которого объединен с вторыми входами ЦАП 4 и 12 и подключен к ИОН 7. Третий выход АЦП 14 подключен к генератору 5 импульсов, четвертый вход АЦП 14 подключен через формирователь 6 импульсов к блоку 9 ввода-вывода, выход АЦП 14 подключен к блоку 9 ввода-вывода, первый вход первого ЦАП соединен с выходом первого 10 регистра, а выход второго ЦАП 12 подключен к второму управляющему входу управляемого автогенератора.

При типовой структуре ЭВМ 8, содержащей центральный процессор 15, основную память 16, совмещенную шину 17 адреса/данных и шину 18 управления, двунаправленная шина между ЭВМ 8 и блоком 9 ввода-вывода подключена к шине 17 адреса/данных, а второй вход блока ввода-вывода - к шине 18 управления.

Устройство работает следующим образом.

По алгоритму, заданному программой ЭВМ 8, на вход блока 9 ввода-вывода по шине 18 управления подаются управляющие сигналы, определяющие режим работы блока 9 ввода-вывода. Третий выход блока

9 ввода-вывода, подключенный к объединенным входам регистров 10 и 11, является многоразрядным выходом данных, остальные выходы блока 9 ввода-вывода - управ- 5 ляющие,

На первом этапе управляющими сигналами с шины 18 блок 9 ввода-вывода устанавливается в режиме ввода, по которому с шины 17 адреса/данных на управляющие W выходы блока 9. ввода-вывода подается управляющее слово, устанавливающее регистр 10 в режим записи, регистр 11 - в режим хранения, на выход коммутатора 13 переключается выход ЦАП 4 и запускается 5 формирователь б импульсов. На выходе данных блока 9 ввода-вывода устанавливается начальный код, который записывается в регистр 10. преобразуется с помощью ЦАП 4 в аналоговый сигнал и через коммутатор

0 t3 поступает на вход АЦП 14. Полученный после преобразования на выходе АЦП 14 код подается на третий вход блока 9 ввода- вывода. ЭВМ 8 выдает новое управляющее слово, которое устанавливает блок 9 ввоад5 вывода в режим вывода. Полученный на выходе АЦП 14 код поступает в центральный процессор 15, а котором происходит сравнение посланного и полученных кодов. В случае их неидентичности Производится ка0 либровка проверяемого канала.

На втором этапе упраляющее слово ЭВМ 8 устанавливает блок 9 ввода-вывода в режим ввода данных, регистр 10 устанавливается в режим хранения, регистр 11 - в

5 режим записи, на выход коммутатора 13 переключается выход ЦАП 12 и запускается формирователь 6 импульсов. На выходе данных блока 9 ввода-вывода устанавливается новый начальный код, который записы0 вается в регистр 11, преобразуется ЦАП 12, а аналоговый сигнал и через коммутатор 13 подается на вход АЦП 14, где образуется обратно в цифровой код. ЭВМ 8 снова выдает управляющее слово, устанавливающее

5 блок 9 ввода-вывода в режим вывода. Код АЦП 14 поступает в центральный процессор 15 для сравнения посланного и полученного кодов. Аналогично производится калибровка второго канала до получения идентично0 сти посланного и полученного кодов.

После окончания калибровки устройства ЭВМ 8 выдает управляющее слово, устанавливающее блок 9 ввода-вывода в режим ввода. На шине 17 адреса/данных выстав5 ляется новое слово данных. Управляющие сигналы на выходе блока 9 ввода-вывода устанавливают коммутатор 13 для подключения выхода детектора 3 на вход АЦП 14, попеременно записывают в регистры 10 и 11 цифровые коды, которые преобразуются

ЦАП 4 и 12 в аналоговые сигналы, которые поступают на управляющие входы автогенератора 2 и устанавливают начальный режим его работы. Одновременно управляющий сигнал запускает формирователь 6 импульсов, импульс на выходе которого разрешает цикл преобразования АЦП 14. Следующее управляющее слово ЭВМ 8 устанавливает блок 9 ввода-вывода в режим вывода, осуществляя передачу цифрового кода сигнала на выходе автогенератора 2 в центральный процессор 15.

Таким образом, ЭВМ 8 по заданной программе, хранящейся в памяти 16, устанавливает на управляющей шине 18 коды, осуществляющие перевод блока 9 ввода-вывода в режим ввода или вывода. По совмещенной шине 17 адреса/данных из ЭВМ 8 в блок 9 ввода-вывода поступают цифровые кода, которые, в зависимости от кода управляющего слова ЭВМ 8, воспринимаются блоком 9 ввода-вывода как данные для записи в регистры 10 и 11 или как управляющее слово для управления работой устройстве. Из блока 9 ввода-вывода в ЭВМ в по шине 17 адреса/данных передаются коды с выхода АЦП 14.

Изменяя коды регистров 10 и 11, а значит, и уровни управляющих напряжений автогенератора 2 (например, напряжения питания и напряжения, управляющего параметрами элемента одного из его контуров), на выходе детектора 3 получают соответствующие заданным кодам уровни отклика автогенератора 2. ЭВМ 8 обрабатывает имеющуюся информацию и выдает результаты анализа на устройства визуализации.

8 частности, ЭВМ 8 на дисплее выводит графики зависимости выходного напряжения автогенератора 2 от изменения одного из управляющих напряжений при постоянстве другого, распечатку значений управляющих напряжений автогенератора 2 при экспериментальных значениях на его выходе (момент возникновения, срыва генерации, максимальное выходное напряжение и др.), соответствие параметров управляющих напряжений автогенератора 2 при сме не ВТП 1 или изменении, параметров контролируемых изделий.

Персональный компьютер (фиг. 2)имеет совмещенную шину 17 адреса/данных и шину 18 управления, с блоком 9 ввода-вывода. Блок 9 ввода/вывода содержит шинный формирователь 19 типа К589АП16 и программируемый параллельный интерфейс 20 типа К580ВВ55. Переключение передачи данных с шины 17 адреса/данных в порт

Интерфейса 20 и обратно осуществляется сигналом BS. Переключение передачи данных в интерфейсе 20 осуществляют управляющие сигналы с шины 18 управления. Порт

А интерфейса соединен с входом регистров 10 и 11, порт В подключен к выходу АЦП 14 (3. 4).

В качестве регистров 10 и 11 используются буферные регистры типа КР589ИР12.

в качестве ЦАП 4 и 12 - микросхемы типа К572ПА1, в качестве коммутатора 13 - микросхема типа КР590КНЗ. в качестве АЦП 14 - микросхема типа К572ПВ1. Формирователь 6 импульсов выполнен на микросхеме

К155АГЗ, генератор 5 тактовых импульсов выполнен на микросхеме К155ЛАЗ, источник 7 опорного напряжения - на интегральном стабилизаторе напряжения К142ЕН1.

Формула изобретения

Устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно соединен- ные вихретокоеый преобразователь, управляемый автогенератор и амплитудный

детектор, цифроаналоговый преобразователь, подключенный к первому управляющему входу управляемого автогенератора, генератор импульсов, формирователь импульсов и источник опорного напряжения.

отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными электронно-вычислительной машиной, блоком ввода-вывода и двумя регистрами и последовательно соединенными вторым цифроаналоговым преобразователем, подключенным к выходу второго регистра, коммутатором, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого цифроаналогового преобразователя и амплитудного детектора, а управляющий вход коммутатора подключен к блоку ввода-вывода, и аналого-цифровым преобразователем, второй вход которого

объединен с вторыми входами цифроана- логовых преобразователей и подключен к источнику опорного напряжения, третий вход аналого-цифрового преобразователя подключен к генератору импульсов,-четвертый вход аналого-цифрового преобразователя подключен через формирователь импульсов к блоку ввода-вывода, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к блоку ввода-вывода, первый вход

первого цифроаналогового преобразователя соединен с выходом первого регистра, а выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к второму управляющему входу управляемого автогенератора.

Фиг. 2