Преобразователь магнитных полей с феррорезонансным возбуждением Советский патент 1993 года по МПК G01N27/87 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в промышленности для регистрации внутренней структуры ферромагнитных материалов и изделий.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя.

На фиг. 1показана блок-схема преобразователя магнитных полей с феррорезонансным возбуждением; на фиг2 - магниточувстви- тельный узел.

Преобразователь содержит блок 1 намагничивания и соединенные последовательно блок 2 развертки, магниточувствительный

узел (МЧУ) 3, блок 4 буферных каскадов, избирательный усилитель 5 с регулируемой избирательностью, амплитудный селектор J, блок 7 памяти и видеоконтрольный блок 8, вход синхронизации которого объединен с вторым входом блока 7 памяти и подключен к второму входу блока 2 развертки, к второму входу МЧУ 3 подключен генератор 9 гармонического сигнала с регулируемой частотой.

На фиг. 1 приведено также изображение контролируемого изделия 10, расположенного у МЧУ 3.

МЧУ 3 содержит линейку 1 Т. 1-11 .п одно- стержневых феррозондов с измерительными обмотками 12.1-12.п и обмоткой подмагничивания 13, подключенной к регулируемому источнику 14 постоянного тока, Параллельно измерительным обмоткам 12.1-12.П включены конденсаторы 15.1-15,п, образуя тем самым колебательные контуры. Одни концы этих контуров заземлены, а другие соединены с входами блока 4 буферных каскадов и выходами электронного коммутатора 16, к входу которого подключены генератор 9, а управляющий вход соединен с блоком 2 развертки.

Преобразователь работает следующим образом.

Магниточувствитёльный узел 3 перемещается над поверхностью контролируемого изделия 10. Одновременно блок 1 намагничивания намагничивает контролируемое изделие 10. В результате, при наличии в контролируемом изделии дефектов возникает перераспределение магнитных- полей. Блок 2 развертки через электронный коммутатор 1.6 последовательно подключает выход генератора 9 гармонического сигнала с регулируемой частотой к измерительным обмоткам 12.1-12.п. Генератор выдает сигнал с частотой Wp, такой что

Шр Ufe

где ate -собственная частота LG-цепи;

L - индуктивность каждой из измерительных обмоток 12.1-12.п в отсутствии полей рассеяния дефектов;

.С - емкость каждого из конденсаторов 15.1-15.П.

При этом в каждом LC-крнтуре, где отсутствует воздействие поля рассеяния дефектов на соответствующий феррозонд, возникает резонанс токов,

Сигнал на входе соответствующего буферного каскада блока 4 будет максимальным, так как проводимость LC-контура стремится .к нулю. Далее этот сигнал усиливается избирательным усилителем 5, настроенным также на частоту wp, проходит через амплитудный селектор 6 и записывается в блоке 7 памяти.

При наличии измеряемого поля рассеяния Нд дефекта, направленного вдоль ферро- зонда 11, индуктивность измерительной обмотки 12 изменяется на величину AL, приводящую к изменению собственной частоты соответствующего LC-контура

1

w° V(L ± AL)C

Так как частота генератора 9 (Ор при этом не меняется, LC-контур выйдет из режима резонанса, причем проводимость контура будет иметь какое-то значение в зависимости от поля рассеяния Нд дефекта.

Следовательно, значение сигнала на входе блока 5 уменьшится, затем этот уменьшенный сигнал также усиливается, селектируется и записывается в блоке 7 памяти.

В преобразователе осуществляется

электронно-механическая развертка контролируемой поверхности. В процессе контроля преобразователь движется с постоянной скоростью относительно контролируемой поверхности. После накопления полного видеокадра информационного сигнала происходит его отражение на экране видеоконтрольного блока 8, где в виде яркостного пятна представляется структура контролируемого объекта. Чувствительность преобразователя будет тем лучше, чем выше будет добротность LC-контура.

Для выбора наиболее оптимальной ра- бочей точки регулируемый источник 14 питания постоянного тока, включенный в

обмотку подмагничивания 13, подает в нее

постоянный ток благодаря чему в сердечниках -.1.1.1-11.п наводится корректирующее постоянное поле подмагничивания. А так как при этом будет меняться и резонансная

частота оъ LC-контуров, в отсутствии полей дефектов, то генератор 9 гармонического сигнала выполнен с регулируемой частотой, а избирательный усилитель 5 - с регулируемой избирательностью. Блок 4 буферных каскадов устраняет влияние резонансных LC-контуров друг на друга.

Таким образом, введение новых элементов позволяет повысить чувствительность преобразователя. По сравнению с

прототипом заявляемый преобразователь магнитных полей с фгррорезонансным возбуждением обладает следующими технико- эксплуатационными преимуществами: повышенной чувствительностью, низким уровнем собственных шумов, повышенной

эффективностью выявления дефектов, возможность выявлять дефекты, залегающие на большой глубине.

Формула изобретения Преобразователь магнитных полей с феррорезонансным возбуждением, содержащий блок намагничивания, магниточувст- вительный узел, выполненный в виде линейки феррозондов, каждый из которых имеет стержневой сердечник и размещен-, ные на нем две обмотки, одна из которых является измерительной, и регулируемого, источника постоянного тока, соединенные последовательно блок памяти и видеоконтрольный блок и блок разверток, два выхода которого подключены к входам соответственно блока памяти и видеоконтрольного блока, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен последовательно соединенными блоком буферных каскадов, избирательным усилителем с регулируемой избирательностью и амплитудным селектором/выход которого подключен к второму выходу блока памяти,

генератором гармонического сигнала с регулируемой частотой, конденсаторами по числу феррозондов, образующими резонансные контуры с измерительными обмотками магниточувствительного узла, и управляемым электронным коммутатором, каждый

резонансный контур включен между соответствующими выходами электронного коммутатора и выходом блока буферных каскадов, генератор гармонического сигнала с регулируемой частотой подключен к входу электронного коммутатора, к управляющему входу которого подключен третий выход блока развертки, а вторые обмотки феррозондов соединены последовательно

согласно и подключены к регулируемому источнику постоянного тока.;

ФИГ, 1

КБЛЛ .

Н