Способ электрического сканирования для неразрушающего контроля электропроводящих изделий Советский патент 1993 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля .качества электропроводящих изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет локализаций возбуждающего магнитного поля, которое достигается путем возбуждения п гармоник 2п квадратурными генераторами в п возбуждающих обмотках/состоящих из 4п секций.

На фиг.1 рассмотрен пример реализации способа электрического .сканирования вихретоковым преобразователем с вращающейся азимутальной неоднородностью; на фиг.2 показано вращающееся магнитное поле преобразователя с амплитудным распределением высокого порядка, его сечение и развертка по угловой координате «для двух случаев: симметрично относительно плоскости А-А или В-В амплитудного распределения поля.

Вихретоковый преобразователь с вращающейся азимутальной неоднородностью содержит кольцевой магнитопровод 1, на котором размещены возбуждающие обмотки. Первая возбуждающая обмотка 2 состоит из четырех идентичных секций 3, 4, 5, 6, выводы 7, 8, 9, 10 которых подключаются к генератору 11 квадратурных напряжений питания основной частоты возбуждения fi. Секции 3, 4, 5, 6 возбуждающей обмотки 2 равномерно распределены вдоль кольцево00

ю о

OJ

го магнитопровода 1. Используется генератор квадратурного напряжения типа Г6-26.

Вторая возбуждающая обмотка 12 состоит из восьми идентичных секций 13, 14, 15. 1.6, 17, 18, 19, 20, выводы 21, 22, 23, 24, 25, 26. 27, 28 которых подключаются к генератору 29 квадратурных напряжений питания второй гармоники f2 2fi и создает двухполюсное магнитное поле. Секции 13- 20 второй возбуждающей обмотки равномерно распределены и намотаны по верху первой возбуждающей обмотки, n-я возбуждающая обмотка состоит из 4п идентичных секций, равномерно распределенных и намотанных по верху предыдущей обмотки, выводы которых подключаются к генератору 30 квадратурных напряжений n-й гармоники и создает п-полюсное поле. На магнитопро- воде31 располагается измерительная обмотка (на фигурах не показана).

Вихретоковый преобразователь, реализующий способ электрического сканирования для неразрушающего контроля электропроводящих изделий, работает следующим образом..

При подключении выводов всех возбуждающих обмоток к соответствующим генераторам квадратурных напряжений создается магнитное поле, вращающееся с частотой WD. При этом необходимо иметь в виду следующее.

Для формирования первичного вращающего полигармонического электромагнитного поля с колоколообразным амплитудным распределением напряженности Н(о), а Ј{0,2Г5 (фиг.2) и узкой диаграммой направленности в плоскости сканирования используются п пар квадратурных токов ikc( t), tf(r ), k -1,2,...,п, представляющих собой п гармонических составляющих разложения в ряд Фурье периодической последовательно- .сти

H(2kII+ т), ,1,...;

i(r) H(2k П+ r) | ikc(r)

К -™ 1

л Akcos(kr+ рок);

К 1; .

iks(t) lkc(r + 5);

r Wbt а; .

где Ak - амплитуда k-гармонйки; - начальный сдвиг фазы k-1 гармоники, обеспечивающие минимальный уровень боковых лепестков при заданном значении п.

Для равномерного и синхронного вращения результирующего поля с азимутальной неоднородностью в плоскости сканирования необходимо обеспечить равенство

Оф

Шок Pk

const,

где Шок kft - частота k-й гармоники, Pk - количество полюсов возбуждающей системы преобразователя для данной частоты. Выполнение данного условия обеспечивается намоткой на кольцевом магнитопроводе соответствующего количества п возбуждающих обмоток, состоящих из 4k секций каждая, запитываемых квадратурными токами k-й гармоники, при этом секции каждой обмотки равномерно распределены вдоль кольцевого магнитопровода, первая обмотка намотана непосредственно на магнитопровод, а каждая последующая обмотка намотана по верху предыдущей.

За счет применения в данном способе многочастотного зондирования объекта вращающимся магнитным полем с азимутальной неоднородностью узкой направленности и колоколообразным амплитудным распределением в плоскости сканирования с жесткой привязкой углового положения максимума к временной оси обеспечена возможность выявления глубины залегания дефектов, определения их угловых координат, протяженности и ориентации в пространстве, что повышает достоверность и информативность контроля.

Благодаря цикличности регистрируемого преобразователем информативного сигнала, когда используется синфазное

суммирование и усреднение N его периодов, увеличивается в vrsTpas отношение сигнал/шум, а систематические погрешности уменьшаются путем разнополярных измерений, так как два раза за период изменяется на правление магнитнойиндукции возбуждающего поля, создавая разнололярное вторичное поле, регистрация которого с последующим усреднением дает искомый результат, что повышает достоверность измерений.

Ф о р м ул а и з о б р е те ни я Способ электрического сканирования для неразрушающего контроля электропро- водящих изделий, заключающийся в том, что питают обмотки вихретокового преобразователя квадратурными напряжениями, получают магнитное поле, вращающееся с заданной частотой и регистрируют реакцию

контролируемого объекта при его взаимодействии с магнитным полем вихрётокового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет локализации возбужденного магнитного поля, выбирают обмотку вихрётокового

преобразователя с п секциями, образующими п магнитных потоков, и, регулируя амплитуду и фазу квадратурных составляющих токов в секциях обмотки, получают магнитное поле с вращающейся неоднородностью колоколообразной формы.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может использоваться для неразрушающего контроля качества электропроводящих изделий. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет локализации возбужденного магнитного поля достигается благодаря тому, что по способу электрического сканирования для неразрушающего контроля электропроводящих изделий, заключающемуся в питании обмотки вихретокового преобразователя квадратурными напряжениями, получают магнитное поле, вращающееся с заданной частотой, и регистрируют реакцию контролируемого объекта при его взаимодействии с магнитным полем вихретокового преобразователя, выбирают обмотку вихретокового преобразователя с п секциями, образующими п магнитных потоков, и, регулируя амплитуду и фазу квадратурных составляющих Токов в секциях обмотки, получают магнитное поле с вращающейся неоднородностью колоколообразной формы. 2 ил. ч-j &

22

to I

25262728

21222324

И Т

Фиг. I.

28

И 1

В

| Н/Мтах

A

г.

H/H

la«C

«С

О Л/2 К 311/2 2Я

Н/Н

и-wjx