Феррозондовый дефектоскоп Советский патент 1979 года по МПК G01N27/82 

1

Изобретение относится к области устройств неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий и может быть использовано в машиностроении, в частности в атомном машиностроении и котлостроении, для контроля проката.

Известен феррозондовый дефектоскоп по авт. св. № 345428, используемый для неразрушающего контроля ферромагнитных изделий. Он содержит устройство, намагничивающее магнитным полем контролируемую деталь, последовательно соединенную цепь из генератора, феррозондовых датчиков, усилителя, детектора, порогового устройства и индикатора, в котором детектор и пороговое устройство выполнены по схеме амплитудно-фазового анализатора.

Недостатком данного дефектоскопа является следующее. Широко известно, что при перемагничивании синусоидальным полем ферромагнитных материалов из-за нелинейной зависимости магнитной индукции от напряженности перемагничивающего поля, в магнитной индукции и полях рассеяния содержится спектр нечетных гармоник, который существенно зависит от химического состава изделий, их структуры и внутренних напряжений. Особенно развит этот спектр при перемагничивании средними и больщими полями, применяемыми в дефектоскопии. Поэтому напряжение на выходе фильтров данного устройства зависит не только от параметров дефекта, но и от структуры изделия, наличия наклепа и химического состава.

Таким образом, рассмотренные дефектоскопы при контроле изделий на выявление дефектов типа нарушений сплошности (трещин, расслоений, раковин) не имеют достаточной защиты от помех типа структурных неоднородностей, наклепа, шероховатости и т. д.

Целью изобретения является обеспечение отстройки от ложных дефектов и помех.

Это достигается тем, что феррозондовый дефектоскоп снабжен генератором низкой частоты и подключенным к его выходу вибратором, с якорем которого механически соединены феррозонды, выход генератора соединен также с входом формирователя опорных напряжений, а детектор и пороговое устройство выполнены по схеме амплитудно-фазового анализатора четных гармоник генератора низкой частоты.

На чертеже изображена блок-схема де фектоскопа.

Дефектоскоп содержит феррозондовый датчик (датчики) 1, например градиентометр, укрепленный механически на якоре вибратора 2. Обмотка возбуждения вибратора соединена с выходом генератора 3 низкой частоты. Выход высокочастотного генератора 4 соединен с обмоткой возбуждения феррозондового датчика (датчиков) 1 и входом удвоителя 5 частоты. Индикаторная обмотка датчика 1 соединена с входом усилителя 6, выход которого соединен с сигнальным входом фазового детектора 7. Детектор 7 и пороговое устройство выполнены по схеме амплитудно-фазового анализатора четных гармоник генератора низкой частоты за счет того, что опорный вход детектора соединен с выходом удвоителя 5, а выход - с входами активных фильтров 8-10, настроенных на гармоники генератора 3. Формирователь 11 включен между выходом генератора 3 и опорным входом многоканального компаратора 12, к выходу которого подключен индикатор 13.

Устройство 14 переменного тока намагничивает деталь 15.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Контролируемая деталь 15 намагничивается магнитным полем, создаваемым устройством 14. Одновременно с высокочастотного генератора 4 подают напряжение на обмотку возбуждения феррозондового датчика 1 и через удвоитель 5 частоты - на фазовый детектор 7. С генератора 3 подают напряжение на формирователь 11 опорных напряжений и на обмотку вибратора 2. Феррозондовый датчик 1, укрепленный на якоре вибратора 2, с частотой его вибрации сканирует по контролируемой поверхности детали 15. Амплитуду, например, 5 мм и частоту вибрации сканирования, например, 30 Гц выбирают из условий производительности и надежности контроля. Выходной сигнал с измерительной обмотки феррозондового датчика 1 через усилитель 6 поступает на вход фазового детектора 7. На выходе фазового детектора 7 с частотой сканирования (вибрации) датчика 1 выделяется огибающая сигнала, сложная форма которой определяется пространственным распределением полей рассеяния, которое различно для дефектов типа несплощности металла, наклепа, структурной неоднородности и т. д. Из спектра выходного сигнала фазового детектора 7 активными фильтрами 8, 9, 10 выделяются

гармоники, кратные частоте сканирования феррозондового датчика 1. Настройка активных фильтров 8, 9, 10 на четные гармоники генератора низкой частоты (вибрации феррозондового датчика) объясняется следующим.

Вследствие малого раскрытия трещин, магнитное поле рассеяния, имея высокую напряженность, имеет малую протяженность в плоскости, перпендикулярной к ее длине, т. е. в плоскости пересечения ее феррозондовым датчиком. При выбранной амплитуде сканирования за один период колебания феррозондового датчика поле рассеяния дефекта пересекается дважды. Следовательно, в выходном напряжении фазового детектора 7 появляется напряжение с удвоенной частотой вибрации. Спектр же четных гармоник, кратных частоте вибрации, наиболее полно отражает форму пространственного распределения поля рассеяния дефекта. Далее с выходов активных фильтров 8, 9, 10 гармоники попадают на многоканальный компаратор 12, одновременно с опорными напряжениями от формирователя 11 опорных напряжений. По достижении определенных соотношений амплитуд и фаз опорных напряжений и гармоник с выхода компаратора 12 поступает

сигнал на индикатор 13.

Таким образом, дефектоскоп позволяет опознавать дефекты типа несплошностей путем извлечения информации о величине и форме пространственного распределения

поля рассеяния над дефектом, что значительно увеличивает надежность контроля, так как обеспечивает отстройку от ложных дефектов и помех.

Формула изобретения

Феррозондовый дефектоскоп по авт. св. № 345428, отличающийся тем, что, с целью обеспечения отстройки от ложных дефектов и помех, он снабжен генератором

низкой частоты и подключенным к его выходу вибратором, с якорем которого механически соединены феррозонды, выход генератора соединен также с входом формирователя опорных напряжений, а детектор

и пороговое устройство выполнены по схеме амплитудно-фазового анализатора четных гармоник генератора низкой частоты.