Электромагнитный дефектоскоп Советский патент 1978 года по МПК G01N27/86 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП

Управляемая линия 18 задержки с отводами содержит несколько, например четыре, блока 21-24 «выборки-хранения сигнала. Датчик 20 скорости движения изделия состоит из тахогенератора 25, кинематически связанного с устройством транспортировки контролируемого изделия, преобразователя 26 «напряжение-частота и распределителя 27 импульсов.

Генератор 1 возбуждает вихретоковый преобразователь 2. Перемещение контролируемого изделия с дефектом относительно преобразователя 2 приводит к возникновению иа его выходных зажимах импульсного сигнала, параметры которого связаны с параметрами дефектного участка изделия. Выходное напряжение вихретокоБОГо преобразователя 2 поступает на фазовые детекторы 9 и 10 двух идентичных измерительных каналов. Выходное напряжение генератора 1 переменного тока частоты fo подается на удвоитель 3 частоты, в качестве которого может быть использован двухполупериодный выпрямитель. Напряжение удвоенной частоты воздействует на один КЗ входов компаратора 5, который предназначен для формирования последовательности прямоугольных импульсов удвоенной частоты со скважностью, равной двум (меандр). Постоянное напряжение с выхода амплитудного детектора 4 поступает на второй вход компаратора 5 и определяет порог его срабатывания. Величина порога пропорциональна амплитуде напряжения генератора 1, что позволяет сформировать меандр независимо от величины выходного напряжения генератора 1. Прямой и инвертированный инвертором 7 меандры поступают на триггеры 6 и 8. Последние работают как делители частоты с коэффициентом деления, равным двум. Следовательно, частота последовательностей импульсов на выходе триггеров 6 и 8 равна частоте fo генератора 1. Так как первый триггер запускается по заднему фронту импульсов удвоенной частоты, а второй триггер за счет инвертора 7 - цо переднему, выходные напряжения триггеров 6 и 8 сдвинуты друг относительно друга на 90 градусов. Фазовый сдвиг носледовательностей импульсов сохраняется неизменным в диапазоне частот от долей Герца до единиц мегаГерц. Входы опорных напряжений фазовых детекторов 9 и 10 подключены к выходам триггеров 6 и 8. Напряжения на выходах фазовых детекторов 9 и 10 пропорциональны квадратурным составляющим напряжения вихретокового преобразователя 2.

С выходов фазовых детекторов 9 и 10 импульсы от дефектов поступают на оптимальные фильтры 11 и 12. Оптимальные фильтры, будучи согласованы с заданной формой импульса сигнала от дефекта, позволяют получить наивысщее отношение сигнал/номеха. Под помехами в этом случае понимаются изменения напряжения вихретокового преобразователя 2, обусловленные влиянием мешающих контролю факторов, таких, например, как

вариации магнитной проницаемости, удельной электрической проводимости и геометрических размеров объекта контроля, вибрации объекта контроля и т. д. На входе оптимального фильтра включена управляемая линия задержки с отводами. Этим обеспечивается изменение времени задержки в зависимости от скорости движения объекта контроля. Отводы управляемой линии 18 задержки соедимены с входами сумматора 19 фильтра, выход которого служит выходом оптимального фильтра. Благодаря такому устройству оптимальный фильтр согласован с импульсом сигнала от дефекта независимо от скорости двпжения контролируемого изделия.

С выходов оптимальных фильтров 11 и 12 импульсы сигналов от дефектов поступают на квадраторы 13 и 14 и сумматор 15, выходной сигнал которого пропорционален квадрату модуля вектора BHocHxioro напряжения от дефекта. Напряжение на выходе блока 16 извлечения квадратного корня, поступающее на вход блока 17 анализа сигнала, пропорционально модулю вектора выходного напряжения вихретокового преобразователя 2. Благодаря этому чувствительность дефектоскопа к дефектам не изменяется при изменении фазы вносимого напряжения вихретокового преобразователя 2, что повышает достоверность контроля. Производительность контроля возрастает в результате того, что пе требуется участие оператора в процедуре оценки иыходных сигналов дефектоскопа. Тахогеператор 25, кинематически связанный

с устройством транспортировки контролируемого изделия, вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости движения объекта контроля. Выходные зажимы тахогенератора 25 подключены к преобразователю 26 «напряжеиие - частота. Частота F следования выходных импульсов преобразователя 26 определяется величиной напряжения тахогеператора 25, а значит и скоростью движения изделия относительно преобразователя 2. Преобразователь 26 «напряжение - частота соединен с распределителем 27 импульсов, на выходах которого формируются две сдвинутые во времени друг относительно друга последовательности прямоугольных импульсов. Временной

сдвиг АГ последовательностей импульсов равен

.

Один из выходов распределителя 27 импульсов соединен с тактируемыми входами блоков 21 и 23, а другой - со входами блоков 22 и 24 «выборки - хранения. Такое соединение тактируемых входов приводит к последовательной передаче информации из одного блока «выборки - хранения в другой с временной задержкой на один такт, т. е. на время АГ. Сигнал, поступающий с одного из фазовых детекторов 9 или 10 на блок 21 «выборки- хранения, снимается с отводов лиНИИ задержки. Очевидно, задержка сигналов,

получаемых на отводах управляемой линии 18 задержки, определяется выражением

зад Л.ДГ,

где N - количество блоков «выборки - хранения, включенных между входом фазового детектора и данным отводом заправляемой линии задержки и линейно связана со скоростью движения объекта контроля относительно вихретокового преобразователя 2. Согласование описанного выше оптимального фильтра заключается в получении его импульсной передаточной характеристики, совпадающей с формой импульса сигнала от дефекта, получаемой либо расчетным, либо экспериментальным путем.

Формула изобретения

Электромагнитный дефектоскоп, содержащий последовательно связанные генератор

сигналов, вихретоковый преобразователь, два канала фазочувствительной индикации сигналов, сумматор и блок анализа сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля движущихся изделий, он снабжен синхронными оптимальными фильтрами и квадраторами, включенными в каналы фазочувствительной индикации, блоком извлечения квадратного корня, включенным между сумматором и блоком анализа, а канал опорных сигналов фазочувствительной индикации выполнен в виде последовательно связанных удвоителя частоты, компаратора и триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. Авторское свидетельство СССР №542950, кл. G 01N 27/86, 1974.

2. Патент СССР 352481, кл.О 01N 27/86, 1969.

8

9

20