Устройство для вихретокового контроля стальных канатов Советский патент 1979 года по МПК G01N27/86 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано, в частности, для кОНтроля стальных канатов в процессе эксплуатации шахтного оборудования.

Известно устройство для контроля изделий вихретоковым методом, содержащее генератор, соединенный с ним преобразователь, фазовращатель, подключенный ,к выходу генератора, два параллельных канала измерения квадратурных составляющих, сигнальными входами соединенных с преобразователем, онорнымИ входами первого канала - непосредственно, а второго канала - через фазовращатель :С выходом генератора И выходной 6ЛОК| 1.

Это устройство позволяет производить только качественную ироверку изделия, так как схема компенсации фазы производит баланс фазы при отсутствии дефекта и не позволяет выделить и количествепно оценить составляющие сигнала токовнхревого преобразователя, несущие наибольшую информацию о качестве контролируемого пзделия.

Иаиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для вихретокового контроля стальных канатов, содержащее генератор.

соединенный с ним преобразователь, фазовращатель, подключенный -к выходу генератора, два параллельных канала измерения квадратурных составляющих, сигнальными

входами соединенных с преобразователем, блок управления, включенный между выходом генератора и управляющими входами каналов, два выходных блока, два ключа, через которые каждый выходной блок подключен к выходу соответствующего канала 2.

В известном устройстве изменение рабочей частоты генератора вызывает нарушеиие квадратурности опорных сигналов

вследствие влияния фазочастотной характеристики фазовращателя и умеиьшение точности результатов контроля. Кроме того, в таком известном устройстве отсутствует синфазность одного из оиорных напряжений с входным частотозадающим напряжением генератора, необходимость которой возникает при использовании внешнего фазооиорного сигнала.

Целью изобретения является повыщение

точности контроля.

Цель достигается тем, что устройство снабжено подключенными к выходу фазовращателя последовательно соедипеннымн нормализатором, фазовым детекторо.м и

усилителем, выход которого соединен с уиравляющим входом фазовращателя, последовательно соединенными вторым фазовращателем, вторым нормализатором, нторым фазовым детектором и вторым усилителем, выход которого соединен с уиравляющнм входом второго фазовращателя; выход геиератора соединен с входом первого фазового детектора, выход иервого нормализатора соединен с входами второго фазовращателя, второго фазового детектора, блока уиравления и оиорным входом одного из каналов, выход второго нормализатора соединен с опорным входом второго канала.

На чертеже ноказана блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, каналы 3 и 4 измерения квадратурных составляющих сигнала, блок 5 опорных напряжений, блок 6 управления, первый и второй ключи 7 и 8 и первый и второй выходные блоки 9 и 10.

Генератор 1 соединен с лреобразователем 2, Который через сигнальные входы 11 и 12 соединен с каналами 3 и 4. Генератор 1 соединен также е входом 13 блока 5 опорных напряжений. Выход 14 блока 5 соединен с оиорным входом канала 3, а выход 15 того же блока - е опорным входом канала 4 и с управляющим входом блока 6 управлеиия. Блок 6 лодключен к управляющим входам 16 и 17 каналов 3 и 4. Выходы каналов 3 и 4 соединены через ключи 7 и 8 с выходными блоками 9 и 10.

Блок 5 опорных напряжений выполнен в виде двух систем регулирования амплитуды и фазы сигнала, поступающего с входа 13. Эти системы имеют одинаковое построение и состоят ,из последовательно соединенных блоков: фазовращателей 18 и 19, нормализаторов 20 и 21 амплитуды, фазовых детекторов 22 и 23, усилителей 24 и 25. Сигнальный вход фазовращателя 18 и управляющий вход фазового детектора 22 иодключены к входу 13 блока 5 опорных наиряжений, а сигнальный вход фазовращателя 19 и управляющий вход фазового детектора 23 подключены к выходу нормализатора 20 амплитуды и к выходу 15 блока 5 опорных напряжений. Управляющие входы 26 и 27 фазовращателей 18 и 19 соединены с выходами усилителей 24 и 25. Выход нормализатора 21 подключен к выходу 14 блока 5 опорных напряжений.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 1 сииусоидальные колебания с частотой измерения поступают в вихрстоковый преобразователь 2 и одновременно в блок 5 опорных напряжений через вход 13.

Поворот системы опорных векторов напряжений осуществляется фазовращателем 18, на вход которого через вход 13 подается сигнал генератора 1, а на управля1ощлй

вход 26 подается сигнал с выхода фазового детектора 22 через усилитель 24. На входы фазового детектора 22 подаются сигнал с выхода генератора 1 через вход 13 и ходной сигиал нормализатора 20 амплитуды. Нормализаторы 20 i-i 21 представляют собой систему автоматического регулирования выходного уровня сигнала, ироходящего через усилители, с регулируемым путем

0 сравнения выпрямленного выходного и задающего постоянного напряжений коэффициентом усиления.

Система регулирования фазы выходного напряжения, поступающего на выход 15 с

1 нормализатора амплитуды 20, состоящая из фазового детектора 22, усилителя 24 иостоянного тока и фазовращателя 18, обеспечивает сдвиг 1ПО фазе выходного напряжения нормализатора 20 ио отношению к

0 фазе напряжения генератора 1 на угол

, а аналогичная система регулирования

фазы выходиого напряжения нормализатора 21, поступающего на выход 14, состоящая из фазового детектора 23, усилителя 25 и фазовращателя 19, сдвигает фазу выходного напряжения нормализатора 21 по отношению к фазе выходного напряжения

с выхода нормализатора 20 на угол-.

Таким образом выходное напряжение иормализатора 21 ио фазе совпадает с напряжением генератора 1. В результате действия двух систем регулирования фазового сдвига выходные наиряжения иормализаторов 20 и 21 образуют систему прямоугольно-координатных амплитудно-стабилизированных опорных напряжений, частота которых равна частоте генератора 1, фаза одного из которых совпадает с фазой напряжения генератора 1, а фаза второго находится в квадратуре с фазой напряжения генератора в широком частотном диапазоне.

Синфазное координатное выходное напряжение с выхода 14 блока 5 опорных напряжений поступает на опорный вход канала 3. Квадратурное координатное выходное нанряжение с выхода 15 блока опорных напряжений 5 поступает на опорный вход канала 4. В каналах 3 и 4 осуществляется компенсация синфазной и квадратурной составляющих выделяемой частоты входного сигнала. Блок 6 управления, соединенный через управляющие входы 16 и 17 с каждым из каналов 3 и 4, управляет системой преобразования сигналов. Выходной сигнал каналов 3 и 4 поступает на ключи 7 и 8. В режиме калибровки сигнал поступает на входы 28 и 29 выходных блоков 9 и 10, в режиме измерения - на входы 30 и 31. Результат измерения обрабатывается и регистрируется в выходных блоках 9 и 10.

Нримеиение данного устройства позволит

более точно прогнозировать поведение канала под нагрузкой и определять срок его службы. Кроме того, повышается безопасность при эксплуатации устройств, в которых используются стальные канаты.

Формула изобретения

Устройство для вихретокового контроля стальных канатов, содержаш,ее генератор, соединенный с ним преобразователь, фазовращатель, подключенный к выходу генератора, два параллельных канала измерения квадратурных составляющих сигнала, сигнальными входами соединенных с преобразователем, блок управления, включенный между выходом генератора и управляющими входами каналов, два выходных блока и два ключа, через которые каждый выходной блок подключен к выходу соответствующего канала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено подключенными к выходу фазовращателя последовательно соединенными нормализатором, фазовым детектором и усилителем, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя, последовательно соединенными вторым фазовращателем, вторым нор.мализатором, вторым фазовым детектором и вторым усилителем, выход которого соединен с управляющим входом второго фазовращателя, выход генератора соединен с входом первого фазового детектора, выход первого нормализатора соединен с входами второго фазовращателя, второго фазового детектора, блока управления и опорным входом одного из каналов, выходвторого нормализатора соединен с опорным входом второго канала.

Источникп информации, иринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 352481, кл. G 01 N 27/86, .1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 550570, кл. G 01 N 27/86, 1977.