Вихретоковый дефектоскоп Советский патент 1980 года по МПК G01N27/86 

Изобретение относится к рбласти неразрушающего контроля вихретоковым методом и может быть использовано, например, для обнаружения трещин в цилиндрических изделиях.

Известно устройство, содержащее два автогенератора, в колебательный контур каждого из которых включен индуктивный преобразователь, и выход ной блок, выполненный в виде мостовой схемы с гальванометром в измерительной диагонали 1.

Известное устройство обладает болшой инерционностью измерения, что снижает производительность контроля.

Известно другое устройство, содержащее п 2 индуктивных преобразователей, п автогенераторов, в колебательный контур каждого из которых включен преобразователь, и вы ходной блок 2.

Известное устройство содержит в выходном блоке амплитудные детекторы, схему стабилизации питания и фазочувствительный индикатор.

Известное устройство имеет высокую чувствительность, но недостаточное быстродействие, что снижает производительность контроля.

Целью изобретения является повышение производительности контроля качества изделия.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено коммутатором, с сигнальными входами которого соединены автогенераторы, а выход его соединен с сигнальным входом выходного блока, блоком задержки и генератором тактовых импульсов, выхо которого непосредственно соединен с управляющим входом коммутатора, а через блок задержки - с входом выходного блока, который выполнен в виде Схемы измерения длительности периода

На фиг. 1 изображена структурная схема ripeдлat-аемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока измерения длительности периода.

Вихретоковый дефектоскоп содержит индуктивные преобразователи 1-3, автогенераторы 4-6, генератор 7 тактовых импульсов,- коммутатор 8, блок 9 задержки, выходной блок 10 из схемы 11 измерения длительности периода и индикатора 12 Дефектов.

Преобразователи 1-3, включенные в колебательные контуры автогенераторов 4-6, предназначены для возбуждения вихревых-токов в контролируемом изделии. Частота автогенератора изменяется при прохождении под преобразователем дефектного участка изделия. Коммутатор 8 предназнг.чен для поочередного подключения автогенераторов 4-6 к схеме 11 блока lO.re нератор 7управляет работой коммутатора 8, Блок 9 предназначен для задержки переключения схемы 11, например отключения от коммутатора 8 на время коммутации, что предотвращает возможную ошибку при измерении длительностй периода автогенераторов 4-6. Индикатор 12 сигнализирует о на личии дефекта под одним из преобра ователей 1-3. Схема 11 предназначеча для вьаделения и измерения длитель юсти одного периода колебаний авто eнepaтopa. Схема 11 состоит из схемы 13 выделения периода, кварцевого генератора 14, схемы 15 совпадения, счет чика 16 и цифрового порогового устройства 17.v. Схема 13 преД1йаэ1 ачёна выделе ния двух одноименных фронтов импульсов (передних или задних) и формирования сигнала, длительность которо го равна длительности периода колебания автогенератора. К::арцевый генератор 14 генерирует высокочастотffijg стабильные колебания. Схема 15 предназначена для пропускания колебаний от генератора 14 лишь при наличии сигнала, поступающего с выхода схемы 13. Счетчик 16 предназначен дл определения числа периода генератора 14,fпрошедших через схему 15, По окончании счета.числа периодов генератора 14 счетчик 16 устанавливается в начальное соетояние, Цифровое Пороговое устройство 17 предназначено для форми хэвания сигнала в Чзлучае поступления в счетчик 16 импульсов, количество которых превышает определенное заранее установленное число. Для объяснения принципа действия в устройстве принято число номеров автогенераторов равное трем. Принято что автогенераторы 4 и 5, прёобразователи 1 и 2 которых находятся над поверхностью изделия без дефектов, работают с одинаковыми частотами. Ес ли преобразователь 3 автогенератора 6 находится над дефектбм, то вго ча тота меньше частоты автогенераторов 4 и 5. Подключение автогенераторов к схеме 11 блока 10 производится коммутатором 8 с частотой генератор . Передним фронтом импульса, пришед шего от. генератора 7 в ков4мутатор 8 дается разрешение на прохожден ие колебаний 6т автогенератора 4 через коммутатор 8 на схему 11. При посту лении переднего фронта импульса от автогенератора 4 на схему 13 вьщеле ния периода на выходе последней поя вится сигнал логической . Сигнал логической с выхода схемы 13подается на вход схемы 15 и разрешает прохождение колебаний 0-: генератора 14 на счетчик 16. Последний будет считать импульсы генератора 14b н:ачала периода до его конца, после чего на выходе схемы 13 появится сигнал логического закроет схему 15. Затем комму гатор 8 подключает к схеме 11 автогенератор 5. Схема 13 вьщеления периода выполнена так, что производит выделение периода сигнала от первого поступившего на нее фронта до следующего одноименного фронта (от заднего фронта до заднего или от переднего фронта до переднего). Выделение периода колебаний автогенератора 4 было произведено между двумя передними фронтами, а в случае поступления от автогенератора 5 в 1ачале заднего фронта-выделение периода его колебаний произойдет между двумя задними фронтами. затем произойдет подключение автогенератора 6 к схеме 11, которая произведет измерение длительности его периода. . Как показали практические испытания, длительность периодов автогенераторов 4 и 5 определяется.50 импульсами, со рчитанными счетчиком 16, а длительность периода автогенератора в зависимости от геометрических размеров дефекта - 51...60 импульсами. Последнее число будет зарегистрированО блоком 17 как дефект. Необходимость введения в устройство блока 9 вызвано тем, что в определенные моменты времени к схеме 11 Измерения длительности периода вместо айтогенера ора 5 подключается автогенератор 6, что, при отсутствии б.лока 9 задержки будет воспринято схемой 13 как передний фронт ймпульса от автогенератора 6. Подобное явление может привести к пропуску .дефекта . . Анализ параметров колебаний автогенераторов в известном устройстве ограничен по стоянныМи времени схемы детектора. Для надежной работы амплитудного, частотного и фазового детекторов время анализа равно t где Т период колебаний автогенераторов. Для предлагаемого вихревого дефектоскопа минимальное время анализа частоты составляет t где -с - время задержки, на которое происходит отключение схемы 11 от коммутатора 8, в г юмент коммутации автрген ераторов, где М - конструктивный коэффициент, определяемый алгоритмом работы схемы 13 выделения периода. Если выделение периода проИзводатся от любого первого импульса, прцшед1иего на схему выделения периода 13, до следующего одноименного (либр от переднего до переднего, либо от заднего до заднего), то коэффициент Mel,5. При вьщелении периода от определенного фронта до одноименного (например, только от переднего до переднего) коэффициент . Отличие коэффициента М от единицы вызвано тем, что автогенераторы работают с одинаковыми частотами, но различными фазами. В рассматриваемом дефектоскопе ко эффициент М 1,5. Время t для коммутаторов составляет несколько десятков наносекунд и при рабочих частотах до 1 МГц може не учитываться. Уменьшение времени измерения частоты автогенератора .до t (1,5-2) Т .позволяет увеличить частоту тактового генератора по сравнению с дефектоскопами, использующими амплитудный, частотный или фазовый детектор в 5-6 раз, что дает возможность увеличить в 5-6 раз скорость перемещения изделия относительно блока накладных датчиков или при той же скорости перемещения увеличить во столь ко же раз число преобразователей N.. Обе возможности позволяют увеличить производительность контроля качества изделий. Формула изобретения вихретоковый дефектоскоп, содержащий индуктивных преобразователей, п-автогенераторов, в колебательный контур каждого из которых включён преобразователь, и выходной блок, о. тличающийс я тем , что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен коммутатором, с сигнальными входами которого соединены автоге;нераторы, а быход его соединен с сигнальным входом выходного блока, блоком задержки и генератором тактовых импульсов, выход которого соединен непосредственно с уп равляющйм входом кбммутатора, а через блок задержки - с входом выходного блока, который выполнен в виде схемы измерения длительности периода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 55758, кл. G 01 N 27/86, 1938. 2.Авторское, свидетельство СССР N 27/86, 1974 № 490004, .клГ G 01 (прототип).

726476