Способ многопараметрового контроля методом вихревых токов Советский патент 1977 года по МПК G01N27/86 G01B7/02 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля ироводящих изделий токовихревым методом и может быть исиользовано для раздельного измерения иараметров изделий.

Известны снособы многоиараметрового контроля методом вихревых токов, заключающиеся в том, что в контролируемом изделии возбуждают вихревые токи различных частот, выделяют с иомощью фильтров напряжения постоянного тока, пропорциональные переменным сигналам различных частот, и определяют из полученных напряжений, иапример, с помощью решающего устройства значения адитролируемых параметров 1.

Использование сигналов постоянного тока, пропорциональных переменным сигналам различных частот, снижает точность определения параметров изделий.

Наиболее близким техническим решением к изобретению являются способы .многопараметрового контроля методом вихревых токов, заключающиеся в том, что в контролируемом изделии возбуждают вихревые токи одной частоты накладными преобразователями различных радиусов, выделяют при различных условиях измерения векторы напряжений преобразователей и определяют из полученных напряжений, например, с помощью решающего устройства значения контролируемых параметров 2.

При контроле изделий со значительной неоднородностью электромагнитных иараметров, изготовленных, наирнмер, методами порошковой металлургии, вклад каждого из параметров в выходные сигналы преобразователей, наирнмер различных радиусов, различен и зависит от неравномериости в зоне коптроля всех влияющих параметров из-за различия раду сов преобразователей, что снижает точность раздельного измерения.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Для этого по предлагаемому способу миогоиараметрового контроля изменяют условия контроля иутем введения в зону контроля одновременно с ко}1тролируемым изделием донолнительных образцов с различными герметическими и электромагнитными параметрами.

Кроме того, целесообразно изменять размеры вводимых образцов, а также положение вводимых образцов относительно преобразователя.

В качестве образцов могут быть использованы ферриты, каждый из которых может быть размещен по оси преобразователя. Изменение условий контроля путем введения в зону контроля одновременно с контролируемым изделием дополнительных образцов с различными геометрическими и электромагнитными параметрами деформирует зависимости выходного напряжения преобразователя от контролируемых параметров различным образом без изменения геометрических размеров преобразователя, что повышает точность определения значений контролируемых параметров.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа раздельного измерения удельной проводимости проводящего листа, его толщины и толщины изоляционного покрытия, нанесенного на его поверхность; на фиг. 2 - зависимости выходного напряжения от параметров изделия.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, токовихревой накладной преобразователь 2, состоящий из каркаса 3, возбуждающей 4 и приемной 5 катушек индуктивностей и образца 6 из феррита, перемещаемого в каркасе 3, блок 7 измерения выходных напряжений преобразователя и решающий блок 8. Контролируемое изделие 9 содержит проводящий лист 10 и изоляционное покрытие 11.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Генератором 1 с помощью возбуждающей катушки индуктивности возбуждают вихревые токи в проводящем листе при различных положениях образца из феррита. Блоком измерения выходных напряжений преобразователя измеряют выходные напряжения приемной катушки при тех же положениях образца из феррита. Затем вводят измеренные значения в решающий блок, на выходе которого получают значения удельной проводимости проводящего листа, его толщины и толщины изоляционного покрытия.

На фиг. 2а на комплексной плоскости показаны зависимости выходного напряжения преобразователя с эквивалентным радиусом 2,5 мм и образцом длиной 4 мм и диаметром 2,8 мм на частоте 18 кГц от изменений зДельной проводимости проводящего листа (линия I), его толщины (линия II) и толщины изоляционного покрытия (линия III) при расстоянии торца образца из феррита . На фиг. 2 б, в показаны аналогичные зависимости при расстояниях q, равных соответственно 1 и 2 мм. Видно, что зависимости выходных напряжений преобразователя при различных расстояниях q от торца образца из феррита до поверхности изделия различны между собой. Приращения выходных напрял ений от контролируемых параметров имеют следующий вид:

Ш, Soz &Z + 5о. &. + Sor-T Ш,- Siz-i Z + Si,-& + SiT-T

Ш S2Z Д2+ . Аз + Szr Т,

где 5 - чувствительности сигналов к параметрам Z, з, Т.

Устанавливая чувствительности 5iz и к параметру Z одинаковыми с чувствительностью 5oz к параметру Z и вычитая Af/i, и ДО2 из сигнала AL/o, получаем два сигнала Ai/M 8оъ Аз -f ifir ДГ

IjZ

Або2 - Ьо2з А:; -{- 5о2г АГ,

каждый из которых не зависит от изменений зазора Z. Аналогично устанавливая чувствительность 5 к параметру 0, одинаковую с чувствительностью к параметру о и вычитая At/Q из сигнала At/(J, получаем сигнал, пропорциональный толщине Т, Шш Soi-2 ЬТ,

который не зависит от изменений зазора Z и

удельной проводимости ст.

Аналогично получают сигнал, пропорциональный зазору, который не зависит от изменений ЗДельной проводимости и толщины Т, и сигнал, пропорциональный толщине Т, который не зависит от зазора Z ,и удельной проводимости ст.

Решение зависимостей преобразователя, проведенное методом их попарного суммирования, показывает, что зависимость каждого

результата измерения от изменений других не превышает 10% при изменении удельной проводимости ст в пределах от 58-10 до 37 10 сим/м, толщины листа Т от 0,5 до 0,4 мм, толщины Z изоляционного покрытия от О Д .

100 мкм.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известнььми является повышение точности раздельного измерения параметров проводящих изделий.

Формула изобретения

1.Способ многопараметрового контроля методом вихревых токов, например, толщины и

удельной проводимости листа и толщины изоляционного покрытия, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают вихревые токи одной частоты накладными преобразователями различных радиусов, выделяют при различных условиях измерения векторы напряжений преобразователей и определяют из полученных напряжений, например, с помощью решающего блока значения контролируемых параметров, отличаюЩ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, изменяют условия контроля путем введения в зону контроля одновременно с контролируемым изделием дополнительных образцов с различными геометрическими и

электромагнитными параметрами.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют размеры вводимых образцов.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют положение вводимых образцов

относительно преобразователя. 4. Способ по по. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что в качестве образцов используют ферриты. 5. Способ по лп. 1-4, отличающийся тем, что феррит размещают по оси преобразователя. Источийки информации, принятые во внимание лри экспертизе 1.Методы неразрушающих испытаний.- Справочник под ред. Р. Шарпа. Мир, 1972, с. 77. 2.Авторское свидетельство СССР № 508732, кл. G 01N 27/86, 1972.

IXX y 5iyyyxx c CKX y Mwyw

50,15 0,2 ffeifj oOf

0,05

0,1

0,05

0,05 o,

01

7-Ш

0,5 о,5 0,2 0,25

0,25

Г

0,

TO S-fifi

0,3 Z 0fifi

и,е mV.S

е 9 ю fi

Фиг. /

0,2 ffell,t

0,05 0,f0,ff 0,2 /fcU,e Г--i111 0,05 O.f

37-W Ojs

J7-fO

Г

ff

6-f8- 0

n

fi ,ff/i

2- OHM

0,J Jmlf,

S фиг. 2