Феррозондовый дефектоскоп Советский патент 1978 года по МПК G01N27/82 

1

Изобретение относится к средствам неразpviiiaiomero контроля изделий -и может найти приме1 ение при дефектоскопии ферромагнитных изделии , например сварных швов труб теплообменных аппаратов котлов.

В процессе контроля изделий желательно и необходимо нметь сгзедения об исправности дефектоскопа и правильности его показаний.

Известен магнитный дефектоскоп, в котором для контроля исправности и точности показаний дефектоскопа установлен дополнительный .магнитный зонд (преобразователь), возбуждение которого происходпт при отсутствии в дефектоскопе проверяемого изделия 1.

В этом дефектоскопе решена задача контроля неисправности электрического тракта дефектоскопа, но не решен вопрос оценки качества и точности работы дефектоскопа в целом.

Известен также дефектоскоп, содержаший преобразователь, электронный измерительный блок и специальную калибровочиую катушку индуктивности. Калибровку дефектоскопа осуществляют по сигналам от KHTynjKH индуктивности 2.

Однако невозможность производить калибровку во время рабочего цикла устройства снижает точность работы дефектоскопа.

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является феррозондовый дефекгоскоп. Этот дефектоскоп содержит носледовагельно соединенные источник возбуждения, преобразователь, усилитель, детектор и амплитудный анализатор, выход которого соединен- с управляющим входом усилителя, и Bbixoaiioii 6,ioi. подключенный также к вы.ходу детектора 3.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность контро.чя. так как в устройстве производится калибровка только части электронного тракта. 4fo значи1-ельно снижает эффективность калибровки, T.;IK как остается неохваченный калнброикой iipeo6 iaзователь, наиболее сильно подверженный в.чияиию BHeHJHHX мешающих (дестаии,1изнрующих) факторов, всегда и.меющих мсстл в joea.ibных условиях контроля, а также источник возбуждения, обеспечивающий питание преобразователя.

Корректирующее воздействие БЫХОДНОГС; сигнала на усилитель обеспечивает регхлнровку только его коэффициента усиления, без контроля изменение коэфф|:-11;с: разователя.

Для повышения точности контроля qicppoзондовый дефектоскоп снабжен генератором моноиолярных импульсов, выход которого соединен с обмоткой возбуждения преобразователя и амплитудным анализатором, выход которого соединен также с входом источника возбуждения. На чертеже дана блок-схема предлагаемого дефектоскопа/ Он содержит феррозондовый преобразователь-градиентометр 1, подключенный к выходу источника 2 возбуждения обмотки 3 возбуждения преобразователя 1. К измерительным обмоткам 4 преобразователя 1 подключен усилитель 5.второй гармоники, выход которого соединен с сигнальным входом фазового детектора 6. Опорный вход детектора 6 обычным порядком через фазовращатель-увеличитель 7 частоты соединен с источником 2. Выход детек; :оа 6 подключен к выходному блоку 8, выполн,гному, например, в виде амплитудного дискриминатора (где применяется амплитудная селекция второй гармоники сигнала от дефекта). К обмоткам 3 возбуждения преобразователя 1 подключен также генератор 9 прямоугольных монополярных импульсов постоянно го тока, имитирующим кратковременное (обычно со скважностью более 10) воздействие калибрующего градиента (достаточно малого, но хорошо различимого на фоне измеряемых градиентов магнитных полей над контролируемой поверхностью). Входы амплитудного анализатора 10 прямоугольных импульсов селектора подключены соответственно к генератору 9 и выходу детектора 6. Устройство работает следующим образом. Сигнал от генератора 9 калибрующего градиента, так же как и из.меряемый сигнал преобразователя 1 усиливается усилителем 5 второй гармоники и детектируется фазовым детектором, на опорный вход которого подают обычным порядком опорное напряжение. В связи с тем, что рабочим сигналом является вторая гармоника частоты основного сигнала, опорное напряжение от источника 2 поступает через удноитель 7 частоты, с которым совмещен также фазовращатель. Напряжение после детектора 6 поступает только на вход анализатора 10, так как на входе блока 8 установлена переходная RC-цепочка (на чертеже не показана), не пропускающая короткие прямоугольные импульсы. Сюда же в анализатор 10 представляющий, например, последовательно соединенные переходную RC-цепочку с постоянной времени, достаточной лищь для прохождения глоктируе.мых видеоимпульсов, и схему совпадения (на чертеже не показана), поступают сшхроимпульсы с выхода генератора 9. Выделенные калибрующие импульсы сравниваются по амплитуде с синхроимпульсами, и их подается на вход источника 2, который /:,равляет током возбуждения обмотки 3 преобрйзопителя I. При контроле феррозондовый преобразовагель-градиентометр 1 перемещают над намаг,;о- ениой контролируемой поверхностью. Из ,.,ектр;1 )ДС на измерительных обмотках 4 ;им:праз()вателя 1 выделяется и усиливается :: ::;ni K(Mi)U второй гармоники. Усиленное напряжение сигнала поступает на детектор 6, на выходе которого появляется напряжение, несущее информацию о величине и полярности градиента в месте нахождения преобразователя 1. По этому напряжению в блоке 8 определяется наличие дефекта. Например, на следующем участке над контролируемой поверхностью (как правило имеющей сложный рельеф) увеличилась величина однородного подмагничивающего поля. Это приводит к уменьшению дифференциальной проницаемости сердечника преобразователя, к уменьшению его коэффициента преобразования, а в случае нахождения в этом месте дефекта - к уменьшению амплитуды (второй гармоники) сигнала от дефекта. Однако пропуска данного дефекта в данном месте не происходит, так как очередной прямоугольный импульс от генератора 9 создает калибрующий градиент, а сигнал от него, пройдя через электронный тракт, оказывается меньшим. Разница, например, в виде отрицательного импульса поступает на управляющий вход источника 2, что приводит к изменению тока в обмотке 3 преобразователя 1 и к восстановлению коэффициента преобразования, увеличению сигнала с выхода детектора 6 и к надежному срабатыванию в блоке 8 амплитудного дискриминатора. Если над участком поверхности контролируем ого изделия уменьшается подмагничивающее поле, это вызывает увеличение коэффициента преобразования, который с помощью анализатора 10 через источник 2 увеличивает ток возбуждения обмотки 3 и восстанавливает коэффициент преобразования. Возможно условие контроля, когда внешние мешающие факторы вызывают столь значительные отклонения коэффициента преобразования преобразователя 1, что упомянутого воздействия на преобразователь 1 с помощью тока возбуждения источника 2 становится недостаточно. В этом случае возможно в комплекте с этим воздействием воздействовать на коэффициент усиления усилителя 5, соединив выход анализатора 10 с управляющим входом усилителя 5, по которому осуществляется регулировка усиления, например изменение коэффициента обратной связи. Такое выполнение дефектоскопа позволяет сравнительно просто стабилизировать коэффициент преобразования преобразователя в совокупности с электронным трактом, что повышает надежность и точность контроля даже при значительных величинах внешних мешающих факторов. Формула изобретения Феррозондовый дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные источник возбуждения, преобразователь, усилитель, детектор и амплитудный анализатор, выход которого соединен с управляющим входом усилителя, и выходной блок, подключенный также к выходу детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен генератором монополярных импульсов, выход кото-рого соедияен с обмоткой возбуждения преобразователя и амплитудным анализатором, выход которого соединен с входом источника возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 216350, кл. G 01 N 27/80, 1967.

2.Патент Великобритании № 1.329.302, кл. НКИО 1 N 1973.

3.Патент СССР № 3286 05, кл. G 01 N 27/86, 1970.