ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП Советский патент 1973 года по МПК G01N27/90 

1

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов и изделий и может быть использовано при дефектоскопии труб.

Известен электромагнитный дефектоскоп, содержащий датчик, узкополосные амплитудно-фазовые анализаторы сигнала датчика, каждый из которых выполнен в виде последовательно связанных каскадов усиления соответствующих гармоник сигнала датчика, преобразования синусоидальных сигналов в импульсные сигналы, преобразования «длительность - амплитуда и амплитудно-фазового детектирования импульсных сигналов.

Повышение точности контроля обеспечивается за счет того, что дефектоскоп снабжен делителями частоты, включенными между каскадами преобразования синусоидальных сигналов в импульсные сигналы и амплитудно-фазового детектирования импульсных сигналов, а каскад амплитудно-фазового детектирования выполнен в виде последовательно включенных генератора счетных импульсов, импульсного счетчика, матричного дешифратора и логического элемента «И, связанного входом с каскадом преобразования «длительность-амплитуда.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого дефектоскопа, содержащего дифференциальные датчики 1 с компенсаторами, повторители 2, селективные усилители 3, амплитудные пороговые устройства 4, усилители-формирователи П-импульсов 5, делители 6 частоты с коэффициентом деления согласно номеру анализируемой гармоники, усилитель-формирователь 7 П-импульсов опорного фазового сигнала, блоки 8 сравнения по времени, измерительные триггеры 9, блоки 10 преобразования «длительность-амплитуда, блоки //

оценки допуска фазовых сдвигов относительно опорного фазового сигнала, генераторы 12 счетных импульсов, счетчики импульсов 13, дешифраторы 14, логические элементы «И 15, логический элемент «ИЛИ 16, релейный

каскад 17, детектор 18, усилитель-формирователь П-импульсов 19, управляющий триггер 20, ждущий мультивибратор 21, схему «запрет 22, предварительный усилитель 23, переключатель 24 рода работы, переключатель

25 рода работы, повторители 26, усилитель 27, электроннолучевую трубку 28, фазовращатель 29, блок 30 горизонтальной развертки, логический элемент «ИЛИ 31, релейный каскад 32, детекторы 33.

Устройство работает следующим образом. На вход схемы «запрет 22 через предварительный усилитель 23 подается сигнал с выхода дифференциальных датчиков с компенсаторами. Одновременно напряжение сети,

питающей дифференциальные датчики 1, подается на вход детектора 18 и на вход усилителя-формирователя 7 П-импульсов опорного фазового сигнала. На входе усилителя 7 включена цепочка, содержащая детектор, ограничитель, триггер, ждущий мультивибратор, включенные последовательно, что обеспечивает наличие опорных фазовых импульсов, соответствующих по частоте и длительности положительным нечетным полусинусоидам напряжения сети, питающей датчики /. С выхода детектора 18 сигнал подается на усилитель-формирователь П-импульсов 19, . импульсы которого делятся управляющим триггером 20. Передним фронтом импульсов триггера 20 запускается ждущий мультивибратор 21, длительность импульсов которого выбирается равной (или немного больще) половине периода напряжения сети, питающей датчики /. Импульсы мультивибратора 21 в качестве запрещающих подаются на второй вход схемы «запрет 22 и запрещают прохождение через нее нечетных (по порядковому номеру) положительных полусинусоид результирующего напряжения датчиков /. Таким образом, упомянутые полупериоды напрял ения не анализируются по фазе и по амплитуде. Такой режим работы устройства выбран для повыщения надежности и точности измерения и р;онтроля фазовых сдвигов гармонических составляющих результирующего напряжения датчиков 1. С выхода схемы «запрет 22 через повторители 2 сигнал подается на вход усилителей 5 где он (сигнал) раскладывается на гармонические составляющие. Число (количество) селективных усилителей 3 выбирают равным числу анализируемых гармоник. Амплитуда каждой из гармоник контролируется пороговыми устройствами 4, которые через логический элемент «ИЛИ 31 управляют релейным каскадом 32. Последним достигается автоматический контроль свойств материалов контролируемых изделий, изменение которых (свойств) приводит к изменению магнитной проницаемости материалов, т. е. к изменению амплитуды результирующего напряжения, снимаемого с датчиков /.

Амплитуда каждой из гармоник более полно характеризует свойства материала контролируемого изделия.

Гармонические составляющие детектируются детекторами 33, преобразуются в П-импульсц усилителями-формирователями 5, делятся по частоте делителями 6 с коэффициентами деления согласно номеру гармоники, и подаются на блоки 8 сравнения по времени. На вход блоков S подается также опорный фазовый сигнал с выхода усилителя 7. Продифференцированные блоками 8 импульсы подаются на счетный вход измерительных триггеров 9, формирующих импульсы, длительность которых пропорциональна фазовым сдвигам анализируемых гармоник относительно опорного фазового сигнала. Импульсы триггеров 9 поступают на вход блоков УО преобразования «длительность-амплитуда, на

выходе которых формируются импульсы с амплитудой, пропорциональной длительности импульсов на входе блоков 10 преобразования. К выходам блоков 10 преобразования подключены блоки 11 оценки допуска фазовых сдвигов, выходы которых включены на вход логических элементов «И 15. Импульсы триггеров 9 поступают также на вход генераторов 12 счетных импульсов, импульсы которого считываются счетчиками 13 и преобразовываются в число дещифраторами 14, матрицы которых набраны таким образом, что, в случае выхода фазового допуска за пределы, с выхода дещифратора 14 поступает импульс на второй вход логического элемента «И 15. В случае совпадения по времени поступления импульсов, снятых с выхода блоков 11 и дещифраторов 14, на выходе элементов «И 15 формируются сигналы, которые через логический элемент «ИЛИ 16 управляют релейным каскадом 17. Последним достигается помехозащищенный автоматический контроль свойств материалов контролируемых изделий, изменение которых (свойств) вызывает изменение электропроводности материалов изделий, т. е. изменение фазы гармонических составляющих кривой результирующего напряжения, снимаемого с датчиков 1.

Устройство фазового контроля позволяет вести как автоматический контроль изделий и полуфабрикатов в технологическом потоке, так и непосредственный визуальный контроль значений фазовых сдвигов гармонических составляющих относительно фазы сети, питающей датчики 1, что особенно важно при проведении исследований и экспериментов.

С целью визуализации амплитудного контроля и компенсации напряжения разбаланса датчиков 1 сигнал с выхода усилителя 23 подается на переключатель 24 рода работы, содержащий дифференцирующую, интегрирующую и прямую цепи, что позволяет изменять степень сложности кривой напряжения датчиков 1. Сигналы с выходов усилителей 3 через повторители 26, с выхода переключателя 24 подаются на переключатель 25, выход которого включен на вход усилителя 27. С выхода усилителя 27 сигнал подается на вертикальные отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 28. На горизонтальные отклоняющие пластины трубки 28 подается напряжение с блока 30, фазу которого можно изменять посредством фазовращателя 29.

Предмет изобретения

Электромагнитный дефектоскоп, содержащий датчик, узкополосные амплитудно-фазовые анализаторы сигнала датчика, каждый из которых выполнен в виде последовательно связанных каскадов усиления соответствующих гармоник сигнала датчика, преобразования синусоидальных сигналов в импульсные сигналы, преобразования «длительность-амплитуда и амплитудно-фазового детектирования импульсных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен делителями частоты, включенными между каскадами преобразования синусоидальных сигналов в импульсные сигналы и амплитудно-фазового детектирования

импульсных сигналов, а каскад амплитуднофазового детектирования выполнен в виде последовательно включенных генератора счетпых импульсов, импульсного счетчика, матричного дешифратора и логического элемента «И, связанного входом с каскадом преобразования «длительность-амплитуда.