Магнитотелевизионный дефектоскоп Советский патент 1992 года по МПК G01N27/90 

/Щ. где Mi - зазор между изделием и электромагнитом, преобразуется фазовым детектором 4, аналого-цифровым преобразователем 6 и запоминается в блоке 7 памяти. Вычислительно-логический блок 11 сравнивает данное значение со значениями Л/ЙЬ соответствующими различным зазором Mi между изделием и электромагнитом, находит ближайшее значение для частоты и управляет изменением частоты управляемого генератора 5 в сторону уменьшения частоты N2. Аналогично фиксируются величиныУЩ и wMi- Блок 11 определением разницы Л/Щ - уЩ находит значение zftjfi, соответствующее бездефектному участку при зазоре Mi, сравнивает значения V и zf и решает вопрос о наличии дефекта на глубине, соответствующей частоте №. При наличии дефекта фиксируются потери на

перемагничивание и значение V ZM Сигнал передается на видеоконтрольный блок, яркость изображения на котором определяется величиной сигнала. 1 ил.

Изобретение может быть использовано при неразрушающем контроле материалов при визуализации структуры изделий. Цель - повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения. Изделие перемагничиваютслой за слоем магнитным полем с изменяющейся частотой от высокого значения NI до низкого N2 с помощью управляемого генератора 5 гармонических колебаний. Измерительная информация Ј VI XI Ю Ч Ю

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано при визуализации структуры изделий.

Известен магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий лентопротяжный механизм с магнитным преобразователем, усилитель записи, масштабно-временной преобразователь, блок строчной развертки, блок кадровой развертки, предварительный усилитель считывания, блок выбора строки, блок питания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является магниточувстви- тельный узел для магнитотелевизионного дефектоскопа, содержащий линейку феррито- вых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, блок развертки, последовательно соединенные дифференциальный усилитель, детектор, амплитудный селектор, аналого- цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, видеоконтрольный блок и последовательно соединенные синхрогенератор, токовый ключ. Недостатком такого магнитотелевизионного дефектоскопа является низкая эффективность, связанная с большими габаритными размерами и массой преобразователя, обусловленные тем, что габариты и масса намагничивающего устройства, совмещаемого с линейкой кольцевых сердечников, оказываются большими.

Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий магниточувствительныйузел, фа- зовый детектор, последовательно соединенные эналою-цифровой преобразователь Ьлок памяти, цифроаналоговый

преобразователь и видеоконтрольный блок и синхрогенератор, соединенный двумя выходами соответственно с вторыми входами блока памяти и цифроаналогового преобразователя, снабжен запоминающим устройством, вычислительно-логическим блоком и управляемым генератором гармонических колебаний, а магниточувствительный узел выполнен в виде электромагнита с намагничивающей и измерительной обмотками, один вывод намагничивающей обмотки соединен с первым входом фазового детектора, второй вывод - с первым выходом управляемого генератора гармонических колебаний, второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, два вывода измерительной обмотки соединены с третьим и четвертым входами фазового детектора, два выхода которого соответственно соединены с первым и вторым входами аналого-цифрового преобразователя, первый выход вычислительно-логического блока соединен с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - соединен с третьим входом блока памяти, третий выход - соединен с управляющим входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый вход вычислительно-логического блока соединен со вторым выходом блока памяти, а второй вход соединен с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим выходом синхрогенератора.

На чертеже представлена блок-схема

магнитотелевизионного дефектоскопа.

Дефектоскоп содержит электромагнит 1, помещаемый на контролируемое изделие, с намагничивающей 2 и измерительной 3 обмотками, фазовый детектор 4, управляемый генератор 5, гармонических колебаний, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 6, блок

7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, видеоконтрольный блок 9, синхроге- нератор 10, вычислительно-логический блок 11 и запоминающее устройство 12.

Устройство работает следующим образом.

Работа магнитотелевизионного дефектоскопа основана на измерении потерь на перемагничивание участка контролируемого изделия.

Электромагнит 1 устанавливают на изделие с зазором ML По сигналу от синхро- генератора 10 программа работы дефектоскопа вводится в вычислительно- логический блок 11, который устанавливают на управляемом генераторе 5 гармонических колебаний и начальную высокую частоту NL Одновременно вычислительно-логический блок 11 запускает аналого-цифровой преобразователь 6. Измерительная информация

/Щ с выхода фазового детектора 4 преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 6 и записывается в блок 7 памяти. Вычислительно-логический блок 11 сравнивает поочередно данное значение измерительной

информации УЩ со значениями w(Jij, соответствующим различным фиксированным зазорам Mi между полюсами электромагнита и изделием, находит ближайшее значение

Л/Щ для частоты NL Затем вычислительно- логический блок 11 измеряет дискретно частоту управляемого -енератора 5 гармонических колебаний в сторону уменьшения частоты Na. Измерительная информация /Щ, соответствующая частоте N2, также записывается в блок 7 памяти. По значению MJri путем линейной интерполяции с учетом разницы Л/ЭД - VM находится значение

z№), соответствующее бездефектному участку изделия при зазоре Mi. После этого вычислительно-логический блок 11 сравнивает

значения и zRlri и решает вопрос о наличии дефекта на данной глубине, соответствующей частоте N2. Например, при наличии дефекта потери на перемагничивание уменьшаются и значение vR меньше zfjri, разность между ними через цифроаналоговый преобразователь 8 подается на вход видеоконтрольного устройства 9, причем яркость пятна на экране видеоконтрольного устройства (или цвет на экране цветного видеоконтрольного устройства) зависит от величины разности

Z - vf. После этого согласно программы, записанной в запоминающем устройстве 12, вычислительно-логический блок 11 устанав5

ливает следующую более низкую частоту Ыз. глубина проникновения магнитного поля в изделие увеличивается. При этом фазовый детектор вырабатывает сигнал щ, вычислительно-логический блок 11 находит с учетом разности А/ЭД - уЭД по значению w(jfl путем

линейной интерполяции значение ZM, соответствующее бездефектному участку изделия

при зазоре ML После этого вычислительно- логический блок 11 сравнивает сигналы ZM и уЩ. При наличии дефекта сигнал УЩ меньше

сигнала ZM и на соответствующем месте экрана отображается соответствующее пятно.

Затем вычислительно-логический блок 11 устанавливает новое значение частоты

-. N4, причем частота N4 ниже частоты №. Так, в дефектоскопе последовательно устанавливаются различные фиксированные значения частоты от высоких значений до низких и при этом увеличивается глубина проник новения магнитного поля п изделие и по потерям на перемагничивание устанавливается наличие дефекта на различной глубине.

Значение wRJ заносится в блок 7 памя- 0 ™ на стадии подготовки в контролю следующим образом. Электромагнит 1 устанавливают на бездефектный участок и под электромагнит 1 покладывают поочередно немагнитные прокладки различной 5 (строго известной) толщины М и при частотах NI записывают информацию в соответствующие ячейки памяти.

40

wttlwtti,w№wWn

wffi.wR&wHfew n

50

wttVwRfe,wRte...,w№n .

Наличие в памяти предварительно за45 писанных при высокой частоте NI значений

позволяет произвести отстройку от влияния изменения зазора между электромагнитом 1 и изделием. Отстройка происходит следующим образом. Допустим, на

частоте NI в блок 7 памяти записалось значение Ум1х. причем WM} vM1x Л/Щ. Вы- числительно-логический блок 11 находит ближайшее меньшее значение wdji и ближайшее большее значение Л/Щ и вычисляет разности Л/Щ - wRdi. Л/ЙГ1 - w№Ј и,

например, VM - WMS. Путем линейной интерполяции по соотношению

Q/№-w№)-(Wffi-wMS) (wRft-wtti)

находится поправка на зазор для частоты N2 и путем алгебраического суммирования

W$2 и поправки находится значение 2щ, соответствующее бездефектному участку изделия при частоте № и зазоре Мх. После этого согласно алгоритма контроля дефектоскоп переходит на частоту N2 и заносит в

блок 7 памяти значение V,. Затем вычисляется разность z№& VNMx. При наличии

дефекта величина разности будет больше нуля, так как при наличии дефекта величина потерь на перемагничивание участка изделия будет меньше. Поправка для частоты NI не находится, так как предполагается, что поверхностные дефекты отсутствуют.

Сигнал разности Z$ - V1 по сигналу

от синхрогенератора 10 преобразуется в цифроаналоговом преобразователе 8 и подается в видеоконтрольный блок 9, на экране которого отображаются сигналы в виде светового пятна, соответствующие различным частотам магнитного поля, а значит, и различным глубинам проникновения магнитного поля. При движении электромагнита 1 и синхронной развертки луча видеоконтрольного блока 9 на экране возникает изображение поперечного сечения контролируемого участка.

Фазовый детектор 4 формирует сигнал, пропорциональный потерям на перемагничивание контролируемого участка изделия.

Управляемый генератор 5 гармонических колебаний формирует по сигналу от вычислительно-логического блока 11 пачки гармонических колебаний различной частоты. Количество дискретных значений частоты NI зависит от требований к точности и чувствительности дефектоскопа к дефектам. Верхняя частота может лежать в пределах нескольких килогерц, а нижняя частота - несколько или десятки герц в зависимости от толщины контролируемого изделия.

При контроле более глубинных слоев металла в алгоритме необходимо учитывать влияние дефектов, обнаруженных в подповерхностных слоях металла, для чего из разности, например , ZMX° - уЩ° для частоты

N20 вычитается величина разности - Vwi9 , вычисленной при частоте Nig. При этом учитывается уменьшение потерь на перемагничивание из-за дефектов, обнаруженных на частотах от N2 до Nig.

Таким образом, дефектоскоп позволяет путем изменения частоты магнитного поля от высоких значений до низких постепенно перемагничивать участок изделия слой за

0

5

0

5

0

слоем и по потерям на перемагничивание получить изображение поперечного сечения контролируемого участка.

Формула изобретения Магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий магниточувствительный узел, фазовый детектор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и видеоконтрольный блок, и синхрогенератор, соединенный двумя выходами соответственно с вторыми входами блока памяти и цифроаналогового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен запоминающим устройством, вычислительно-логическим блоком и управляемым генератором гармонических колебаний, а магниточувствительный узел

5

0

выполнен в виде электромагнита с намагничивающей и измерительной обмотками, один вывод намагничивающей обмотки соединен с первым входом фазового детектора, второй выход - с первым входом управляемого генератора гармонических колебаний, второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, для вывода измерительной обмотки соединены с третьим и четвертым входами фазового детектора, два выхода которого соответственно соединены с первым и вторым входами аналого- цифрового преобразователя, первый выход вычислительно-логического блока .соединен ,. с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с третьим входом блока памяти, третий выход - с управляющим входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый вход .вычислительно-логического блока соединен с вторым входом блока памяти, а второй вход - с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим входом синхрогенератора.

0