Устройство для вихретоковой дефектоскопии Советский патент 1993 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля изделий, а точнее к устройствам для вихретоковой дефектоскопии.

Наиболее эффективно устройство может быть использовано для контроля труб в линиях трубосварочных агрегатов.

Целью настоящего изобретения является повышение достоверности контроля.

На чертеже изображена структурная схема устройства для вихретоковой дефектоскопии.

Устройство для вихретоковой дефектоскопии содержит генератор 1,соединенный с ним вихретоковый преобразователь 2 и последовательно соединенные амплитудно- фазовый детектор 3, опорным входом соединенный с выходом генератора 1, и аналого-цифровой преобразователь 4. Устройство содержит компенсатор 5, первый вход которого подключен к выходу вихретокового преобразователя, второй вход подключен к выходу генератора 1, а выход подключен к аналоговому входу амплитудно-фазового детектора 3, последовательно соединенные датчик 6 длины изделия и программируемый преобразователь 7 кода, а также канал выявления протяженных дефектов, канал выявления дефектов с плавным нарастанием сигнала и канал выявления локальных дефектов изделия. Канал выявления протяженных дефектов выполнен в виде последовательно соединенных сдвигового регистра 8, сумматора 9, делителя 10, вычислителя 11 средне-арифметического, оперативного запоминающего узла 12, второй выход которого соединен с вторым входом вычислителя 11 среднеарифметического, цифроаналогового преобразователя 13 и компаратора 14, счетчика импульсов 15, выход которого соединен с вторым входом сумматора 9, и второго цифСП

с

со

О

ю

р

н

со

роаналогового преобразователя 16, входом соединенного с вторым выходом делителя 10, а выходом соединенного с вторым входом компаратора 14.

Канал выявления дефектов с плавным нарастанием сигнала выполнен в виде первого 17 и второго 18 регистров сдвига, двух цифроаналоговых преобразователей 19 и 20, подключенных соответственно к регистрам сдвига 17, 18 и компаратора 21, входы которых соединены соответственно с выходами цифроаналоговых преобразователей 19, 20. Канал выявления локальных дефектов изделия выполнен в виде последовательно подключенных первого 22, второго 23 и третьего 24 регистров сдвига, соединенных соответственно с ними первого 25, второго 26 и третьего 27 цифроаналоговых преобразователей, вычислителя 28 среднеарифметического, входы которого соедине- ны соответственно с выходами первого 25 и третьего 27 цифроаналоговых преобразователей и компаратора 29, два входа которого соединены соответственно с выходами второго цифроаналогового преобразователя 26 и вычислителя 28 средне-арифметического, регистры сдвигов 22, 23, 24 канала выявления локальных дефектов изделия включены между регистрами сдвигов 17, 18 канала выявления дефектов с плавным нарастани- ем сигнала, к первому входу первого регистра сдвига которого подключен регистр сдвига канала выявления протяженных дефектов, а первый вход последнего соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 20, вы- ход программируемого преобразователя 7 кодов соединен с входом счетчика 15 импульсов и вторыми входами аналого-цифрового преобразователя и регистров сдвига всех каналов, а выходы всех компараторов являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 1 напряжение синусоидальной формы поступает на индукторную обмотку вихретокового преобразователя 2. С его индукторной обмотки напряжение поступает на вход компенсатора 5, на второй вход которого подается напряжение с выхода генератора 1. В компенсаторе 5 напряжение небаланса вихретокового преобразователя компенсируется до необходимого уровня и усиливается. С выхода компенсатора 5 напряжение поступает на вход амплитудно-фазового детектора 3, на второй вход которого подается опорное напряжение с выхода генератора 1. Фаза опорного напряжения выбирается такой, чтобы максимально ослабить сигнал помехи, определяемый поперечными перемещениями изделия. С выхода амплитудно-фазового детектора 3 напряжение сигнала поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4, который преобразует его в двоичный код, число разрядов двоичного кода определяется необходимой точностью преобразования, которая зависит от величины минимального выявления дефекта, скорости преобразования и скорости сканирования изделия. В данном устройстве используется восьмиразрядный двоичный код (БАЙТ).

С выхода аналого-цифрового преобразователя 4 восьмиразрядный двоичный код поступает на вход сдвигового регистра 8. Импульсный датчик длины 6 вырабатывает импульсы, число которых пропорционально длине изделия, прошедшего через вихрето- ковый преобразователь. С выхода датчика длины 6 импульсы напряжения поступают на вход программируемого преобразователя 7 кода, а с выхода последнего на тактовые входы сдвиговых регистров 8, 17, 18, 22, 23, 23 на вход счетчика 15 импульсов. Частота тактовых импульсов определяется импульсным датчиком длины и кодом на входе программируемого преобразователя кода 7.

По первому тактовому импульсу инфор- мация с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 записывается в сдвиговый регистр 8, выходы которого подключены к входам сдвигового регистра 17 и сумматора 9. В сумматоре 9 происходит накопление информации за N тактов, число которых определяется коэффициентом пересчета счетчика 15 импульсом. С выхода сумматора 9 информация в виде кода поступает на вход. делителя 10 с коэффициентом деления N. С выхода делителя 10 код поступает на вход цифроаналогового преобразователя 13 и вычислителя 11 средне-арифметического. На второй вход вычислителя 11 среднеарифметического с выхода оперативно-запоминающего устройства 12 поступает код занесенной в него константы. С выхода вычислителя 11 средне-арифметического код поступает на второй вход оперативно-запоминающего устройства и записывается в него вместо константы.

С выхода оперативно-запоминающего устройства 12 код поступает на вход цифро- аналогового преобразователя 16. С выходов цифроаналоговых преобразователей 13 и 16 аналоговые сигналы поступают на входы компаратора 14, на выходы которого выдается сигнал, определяемый притяженными дефектами изделий.

С приходом следующих тактовых импульсов информация в виде восьмибитного кода передается от предыдущих сдвиговых регистров к последующим. С выходов сдвиговых регистров 17, 18 коды поступают на соответствующие цифроаналоговые преобразователи 19, 20, а с выходов последних аналоговые сигналы поступают на прямой и инверсный входы компаратора 21. При этом, если сигнал на выходе цифроаналого- вого преобразователя 19 превысит сигнал на выходе цифроналогового преобразователя 20 на определенный уровень, то на выходе компаратора 21 появится сигнал о наличии дефекта изделия. Таким образом происходит сравнение электрофизических свойств двух расположенных последовательно участков изделия, расстояние между двумя этими участками, называемое базой вихретокового преобразователя, определяемое частотой тактовых импульсов и числом сдвиговых регистров. Например, если тактовые импульсы поступают через каждые 3 мм изделия, а число регистров 5, то база вихретокового преобразователя будет равна 15 мм, Канал, образованный регистрами 17, 18, цифроаналоговыми преобразователями 19, 20 и компаратором предназначен для выявления дефектов с медленно меняющимися характеристиками, например, типа ужим. С выходов сдвиговых регистров 22, 24 коды поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 25, 27, а с выходов последних на входы аналогово- го вычислителя 28 средне-арифметического, а с его выхода на прямой вход компараторов 29, на инверсный вход компаратора 29 аналоговый сигнал поступает с выхода сдвигового регистра 23 через циф- роаналоговый преобразователь 26. Таким образом в этом канале измерения происходит сравнение среднего участка изделия с двумя соседними участками, расположенными по обе стороны от среднего. Канал, образованный сдвиговыми регистрами 22, 23, 24, цифроаналоговыми преобразователями 25, 26, 27, аналоговым вычислителем 28 средне-арифметического и компаратором 29 предназначен для выявления локальных де- фектов изделия.

Предложенное устройство для вихретоко- вой дефектоскопии по сравнению с известными позволяет повысить достоверность контроля. Формула изобретения Устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее генератор, соединенный с ним вихретоковый преобразователь и последовательно соединенные амплитуд- но-фазовый детектор, опорным входом сое- диненный с выходом генератора, и аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено компенсатором, первый вход которого подключен к выходу вихретокового преобразователя, второй вход подключен к выходу генератора, а выход подключен к аналоговому входу амплитудно-фазового детектора, последовательно соединенными импульсным датчиком длины изделия и программируемым преобразователем кода, каналом выявления протяженных дефектов, каналом выявления дефектов с плавным нарастанием сигнала и каналом выявления локальных дефектов изделия, канал выявления протяженных дефектов выполнен в виде последовательно соединенных сдвигового регистра, сумматора, делителя, вычислителя среднеарифметического, оперативного запоминающего узла, второй выход которого соединен с вторым входом вычислителя среднеарифметического, цифроаналогового преобразователя и компаратора, счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и второго цифроаналогового преобразователя, входом соединенного с вторым выходом делителя, а выходом соединенного с вторым входом компаратора, канал выявления дефектов с плавным нарастанием сигнала выполнен в виде первого и второго регистров сдвига, двух цифроаналоговых преобразователей, подключенных соответственно к регистрам сдвига и компаратора, входы которых соединены соответственно с выходами цифроаналоговых преобразователей, а канал выявления локальных дефектов изделия выполнен в виде последовательно подключенных первого, второго и третьего регистров сдвига, соединенных соответственно с ними первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, вычислителя среднеарифметического, входы которого соединены соответственно с выходами первого и третьего цифроаналоговых преобразователей и компаратора, два входа которого соединены соответственно с выходами второго цифроаналогового преобразователя и вычитателя среднеарифметического, регистры сдвигов канала выявления локальных дефектов изделия включены между регистрами сдвигов канала выявления дефектов с плавным нарастанием сигнала,, к первому входу первого регистра сдвига которого подключен регистр сдвига канала выявления про- тяженных дефектов, а первый вход последнего соединен с выходом аналого-циф- рового преобразователя, выход программируемого преобразователя кодов соединен с входом счетчика импульсов и вторыми входами аналого-цифрового преобразователя и регистров сдвига всех каналов, а выходы всех компараторов являются выходами устройства.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля изделий и может j6biTb использовано для контроля труб в линиях трубосварочных агрегатов. Цель - повышение достоверности контроля путем обеспечения селективности к дефектам различных классов за счет применения в устройстве программируемого преобразователя кодов с импульсным датчиком длины изделия в сочетании со схемой сдвиговых регистров, данные с которых поступают на три канала обработки информации, выдающих информацию об обнаружении дефектов различных классов, например прожог, расслой, ужим, наклеп. 1 ил.