Феррозондовый дефектоскоп Советский патент 1980 года по МПК G01N27/82 

(54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и предназначено для дефектоскопии изделий и ферромагнитных материалов. О«о может найти применение, в частности, при контроле сварных соединений и околошовной зоны котлрагрегатрв. При контроле качества изделий феррозондовым методом при намагничивании контролируемого изделия полем электромагнита переменного тока воз«икает ряд трудностей по обеспечению выявляемости недопустимых мелких дефектов. Эти обстоятельства связаны с тем, что на феррозондовый преобразователь постоянно действует магнитное поле рассеяния индукционного блока намагничивания (электромагнита), и на выходе феррозондового преобразователя выделяется большой уровень ложных сигналов, что затрудняет выделение полезных сигналов, а в, ряде случаев вообще не позволяет выделять сигналы от мелких дефектов. Известен феррозондовый дефектоскоп, содержащий блок намагничивания, преобразователи, генератор для их возбуждения, детектор, усилители, пороговое устройство и индикатор 1. Недостатком этого устройства является изменение поля рассеяния при изменении зазора между электромагнитом и изделием. Это приводит к изменению выходного уровня сигнала как дефектной, так и бездефектной зоны, а порог срабатывания порогового устройства остается постоянным. Поэтому для того, чтобы исключить ложное срабатывание от поля рассеяния, необхЬдимо повысить пороговый уровень срабатывания порогового устройства. Однако это ведет к пропуску дефектов, сигналы от которых ниже уровня срабатывания порогового устройства. Известно также устройство, содержащее блок намагничивания, генератор феррозондовый преобразователь, усилитель и регистратор, которое, с целью повышения чувствительности и избирательности контроля, снабжено блоком предустановки нулевого уровня и блоком стробирования с двумя выходами 2. Устройство предназначено для контроля ферромагнитных материалов при намагничивании переменным магнитным полем, например полем электромагнита с расположен- 7 ,3 ным в центре межполюсного пространства феррозондовым преобразователем. Недостатком этого устррйства является то, что при контроле сложных изделий, имеющих грубо обработанную или необработанную поверхности (например, литая арматура) возможно резкое изменение зазора между участком контролируемого изделия и полюсами электромагнита. Это приводит к увеличению поля рассеяния от полюсов электромагнита, в результате чего происходит ложное срабатывание устройства, что в свою очередь понижает точность и достоверность контроля. Данный дефектоскоп не может с высокой точностью контролировать, изделия сложной конфигурации с необработанной поверхностью из-за отсутствия в нем блоков, подавляющих ложный сигнал, возникающий в результате воздействия на феррозондовый преобразователь поля рассеяния от намагничивающей системы при изменении зазора между контролируемым изделием и полюсами электромагнита блока намагничивания. Наиболее близким к изобретению техническим решением является феррозондовый дефектоскоп, содержащий индукционный блок намагничивания, феррозондовый преобразователь и соединенный с ним электронный блок и катушку индуктивНбСТй йнутри которой помещен феррозондовый преобразователь 3. Однако и в этом дефектоскопе на измерительный феррозокдовый преобразователь воздействует поле рассеяния от блока намагничивания. Это, мещающее поле вуалирует поле дефекта, особенно недопустимых мелких дефектов, что приводит к искажению информации при контроле. Точность и достоверность контроля снижаются прйгконтроле изделий с необработанной поверхностью, когда очень часто происходит резкое изменение зазора между контролируемьш изделием и полюсами электромагнита. Следовательно, в этом случае сигналы выделяемых гармоник могут быть соизмеримы с сигналом от дефектов, что приводит к частым ложным срабатыв аниям и перебраковке изделий. Целью изобретения является повыщение точности и достоверности контроля. Поставленная цель достигается тем, что феррозондовый дефектоскоп снабжен резистором, включенным последовательно с обмоткой электромагнита индукционного блока намагничивания и параллельно катущ ке индуктивности, плоскость витков которой параллельна оси сердечника феррозондового преобразователя. Наличие катушки индуктивности, питаемой током от блока намагничивания, позволяет создавать в зоне расположения феррозонда локальное поле, компенсирующее поле рассеяния электромагнита. Следовательно регулировкой величины и подбором направления тока в катущке индуктивности можно 7 создать локальное поле, равное по величине и противоположное по знаку полю рассеяния. При изменении зазора между полюсами электромагнита и контролируемой поверхностью изменя -гя и индуктивное сопротивление электромагнита, а следовательно, и величина тока намагничивания и тока в катущке индуктивности. При увеличении зазора ток через катущку индуктивности увеличивается, следовательно, увеличивается компенсирующее поле, которое препятствует нарастанию поля рассеяния в зоне расположения преобразователя. При уменьшении зазора все процессы протекают в обратном направлении. Таким образом, происходит.автоматическая компенсация поля рассеяния в области феррозондового преобразователя при изменении зазора между полюсами электромагнита и контролируемой поверхностью изделия. На чертеже приведена блок-схема ферромагнитного дефектоскопа. Дефектоскоп содержит индукционный блок намагничивания, выполненный в виде генератора 1 низкой частоты и электромагнита 2, обмотка 3 которого подключена к генератору 1, резистор 4, включенный последовательно с обмоткой 3, феррозондовый преобразователь 5, катущку 6 индуктивности и электронный блок, выполненный в виде iieнератора 7 возбуждения феррозондового преобразователя, последовательно соединенных фазового выравнивателя 8, выравнивателя 9 затухания, дифференциального усилителя 10, полосового фильтра 11, усилителя 12, фазового детектора 13 и оконечного блока 14, умножителя 15 частоты и детектора 16. Генератор 7 электронного блока соединен с обмоткой возбуждения преобразователя 5, измерительные обмотки которого соединены с входом В1ыравнивателя 8 электронного блока. Умножитель 15 включен между выходом генератора 7 и опорным входом детектора 13. Катущка 6 включена параллельно части или всему резистору 4. Детектор 16 включен между концом резистора и входом АРУ усилителя 10. Дефектоскоп работает следующим образом. Обесточенный электромагнит 2 с необходимым зазором устанавливают на эталонном образце, выпрдаенном из того же материала, что и контролируемое изделие. Генератором 7 устанавливают оптимальный режим возбуждения преобразователя 5. Выходной сигнал автономно С каждого полузонда (за счет наличия выведенной накорпус средней точки измерительных обмоток) подают на вход фазового выравнивателя 8, где получают синфазные сигналы, поступающие затем на выравниватель 9 затухания. С выхода выравнивателя 9 синфазные сигналы с одинаковой амплитудой подаются на вход дифференц1 ального усилителя 10. Напряжение между выходом усилителя в этом Ьлучае будет равно нулю и не зависит от величины сигналов на его входе, поэтому на выходе полосового фильтра II, а следовательно, на выходе усилителя 12 и фазового детектора 13, на опорный вход которого пос1г7г1а&ТЬ1Горн01енапряжёНйё: с умвожителя 15, сигнала не будет. Этим достигается балансировка преобразователя 5. Далее генератором 1 низкой частоты устанавливают оптимальную величину поля электромагнита 2 и, изменяя ток через катушку б путем снятия частичного напряжения, подающегося на резистор 4, добиваются нулевых показаний индикатора оконечного блока 14. Затем электромагнит 2 устанавливают на контролируемой поверхности, и производят контроль обычным способом. в дефектоскопе намагничивание контролируемого изделия осуществляется переменным полем. Для выравнивания чувствительности дефектоскопа в течение каждого, периода перемагничивания на вход АРУ дифференциального усилителя 10 поступают импульсы с выхода детектора 16. Синхронность этих импульсов с намагничивающим током обеспечивается тем, что на вход детектора 16 подано напряжение, пропорциональное току намагничивания, т.е. .подано падение напряжения на резистор 4. Такое выполнение схемы дефектоскопа позволяет повысить также его чувствительность и избирательность при намагничивании изделий полем электромагнита 2 через раздел диэлектрика и обеспечить высоконадежный контроль изделий с грубо обработанной или необработанной поверхностями (например, литья щтампосварных изделий и др.) на наличие мелких недопусфимых дефектов по ГОСТ 21104-75. Формула изобретения Феррозондовый дефектоскоп, содержащий индукционный блок намагничивания, феррозондовый преобразователь и соединенный с ним электронный блок и катушку индуктивности, внутри которой помещен феррозондовый преобразователь, отличающийся тем, чти, с целью повышения точности и достоверности контроля, он снабжен резистором, включенньгм последовательно с обмоткой электромагнита индукционного блока намагничивания и параллельно катущке индуктивности, плоскость витков которой параллельна оси сердечника феррозондового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 345428, кл. G 01 N 27/86, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 521511, кл. G 01 N 27/86, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР № 534683, кл. G 01 N 27/82, 1973 (прототип).