Способ многочастотного вихретокового контроля и преобразователь для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01N27/90 

вают на контролируемый .объект, возбуждают в объекте вихревые токи двух частот, перемещают преобразователь по объекту и с его помощью выделяют сигналы каждой частоты, сравнивают эти сигналы и по результатам сравнения судят о годности объекта з,

Недостатком этого способа является невысокая точность при выявлении подповерхностных дефектов, так как возбуждение на обеих частотах про ходит посредством одной катушки. Это не позволяет отстраиваться от неоднородностей изделия, например от края, что снижает точность измерения.

Известен вихретоковый преобразрватель, содержащий i Ш-образный ферромагнитный сердечник, низкочастотную возбуждающую обмотку, расположенную на среднем стержне сердечника и индикаторные обмотки, расположенные на ;боковых стержнях сердечника 4 .

Недостаток преобразователя - наличи одной возбуждающей обмотки, что снижает точность контроля, так как не позвляет.калибровать преобразователь по неоднородностям изделия.

Целью изобретения является повыщение точности при выявлении подповерхностных дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь устанавливают на поверхности объекта так, что продольная ось магнитопровода перпендикулярна мерцающей контролю неоднородности объекта на расстоянии, определяемом требуемой амплитудой сигнала высщей частоты от этой неоднородности, и перед переме щением преобразователя устанавливают посредством изменения тока возбуждени низшей частоты равенство по амплитуде сигналов обеих частот, по крайней мере в одной точке.

Преобразователь для осуществлеш1я способа снабжен двумя высокочастотными возбуждающими,обмотками, помещенными на боковом стержне сердечника и включенными последовательно согласно.

На фиг. 1 приведено схетлатическое изображение Ш-образного индуктивного преобразователя, реализующего щюдлагаемый способ;, на фиг. 2 - эяектричес кая схема преобразователя; на фиг. 3 блок-схема дефектоскопа с индуктивным преобразователем на входе.

Ш-образный индуктивный преобразователь (фиг.1) содержит ферромагнитный сердечник 1, низкочастотную возбуждакщую обмотку 2, расположенную на среднем стержне 3 сердечника, индикаторные обмотки 4 и 5, расположенные не боковых стержнях б и 7, высокочастот-

5 ные возбуждакяцие обмотки 8 и 9, также расположенные на стержнях 6 и 7.

Обмотки 8 и 9 (фиг. 2) преобразователя 10 соединены последовательно и подключены к генератору 11 высокой

0 частоты. Обмотка 2 подключена к генератору 12 низкой частоты. Индикаторные обмотки 4 и 5 и резистор t3 образуют мостовую схему. Со средних точек балансировочных резисторов 14 и 15

5 включенных параллельно измерительной диагонали мостовой схемы, образованной обмотками 4 и 5 и резистором 13, снимают соответственно сигнал низкой частоты и сигнал высокой частоты. Преоб0 разователь 1О (фиг. З) соединен с гене раторами II и 12, и через резисторы 14 и 15 с измерительно-преобразовательными каналами 16 и 17 дефектоскопа, которые соединены с входами, например, 5 схемы 18 вычитания. Выходной сигнал

преобразователя Ю считывают по выходному индикатору 19. Преобразователь устанавливают на изделие, состоящее из общивтш 20 из электропроводящего ме0 талла и внутреннего металлического листа 21.

Устройство работает следукяцим образом.

Генератор 11 запитывает обмотки 8

,, и 9 током высокой частоты, генератор 12-обмотку 2 током низкой частоты. В связи с прохождением тока по указай - ным обмоткам силовые магнитные линии пойдут через стержни сердечника I и

др общивку 20, и лист 21 изделия. Изменение потока обмоток 8 и 9 характеризует дефект в общивке 20. Изменение потока обмотки 2 характеризует подповерхностный дефект в листе 21. Изме„ нёние потока через обмотки 4 и 5 поступает на измерительную диагональ (балансировочный резистор 13) моста в на входные резисторы 14 и 15 измерительных каналов 16 и 17, откуда побле усиления и дефектирования сигналы попа- дают на схему 18 вычитания. По разности .сигналов, считанной с нщщкагора 19, можно судить о харакг ю и расположении дефекта. Предварительно мостовую схему балансируют с пс «яцью резисто-

ра 13 на бездефектном участке изделия, добиваясь отсутствия сигнала на выходе измерительнсй диагонали (нулевые пока зания индияглтора 19). При поЕШлении

аефекта, напршиер, в подповерхностном слое листа 21 произойдет разбаланс Моста по низкой частоте, т.е. сигнал в Канале 16превысит сигнал в канале 17 что отметит индикатор 19. В случае приближения преобразователя к краю издешш низкочастотное поле, как убывающее медленнее, чем высокочастотное, уже за 10-15 мм от края изделия покажет наличие ложного подповерхностного дефекта. Для устранения указанного недостатка преобразователь устанавливают на таком расстоянии от края изделия (в общем случае от любой неоднородности, не являющейся дефектом), на котором высокочастотное поле отмечает наличие края изделия, возбуждают (фиг.1 экв1талентные контуры 22. я 23 ви;-«хревых токов изменением .напряжения питания генераторов 11 и 12, уравновещ& вают в этом положении, например, регулировкой чувствительности каналов 16 и 17 амплитуды сигналов низкой и вы-. сокой частоты (индикатор 19 должен показывать нуль), после чего производят контроль изделия обычным методом. Для полной компенсации сигналов от мешающих факторов необходима абсолютная идентичность высокочастотного и низкочастотного сигналов на выходе каналов 16 и 17 при сканировании преобразователя. Чтобы избежать этого, компенсируют помеху по крайней мере в одном положении преобразователя, а для остальных его положений обеспечивают полярность сигнала от помехи, противоположную полярности сигнала от .дефекта (на выходе схемы вычитания 18). Такого положения можно добиться при указанном расположении возбуждающих обМоток 8, 9 и 2 и предварительной установке питающих преобразователь Ю напряжений; При этом достигается не только резкое уменьщение амплитуды сигнала-помехи, но и изменение ее полярности по сравнению с полярностыо сигнала от дефекта, что облегчает селекцию сигналов от дефектов на фоне сигналов-помех. Таким образом, если дефектов нет я преобразователь приближается к краю изделия (либо к другой неоднородности, не являющейся дефектом) р в обоих каналах дефектоскопа на входах схемы 18 вычитания появятся сигналы примерно одинаковых амплитуд, что не приводит к срабатыванию индикатора 19 дефектоскопа. Но если подповерхностный дефе1сг расположен вблизи коая изделия, то срабатывание индикатора 19 произойдет, так как сигнал по низкой частоте значительно возрастает благодаря совместного действия края и дефекта к будет превышать сигнал высокочастотного каналй.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что после предварительной калибровки по краю изделия повышается точность при выявлении

подповерхностных дефектов путем исключения сигнала помехи от неоднородности контролируемого изделия.

Формула изобретения

1.Способ многочастотного вихретокового контроля, заключакнцийся в том, что Ш-образный индуктивный преобразователь устанавливают на контролируемый объект, возбуждают в объекте вихревые токи двух частот, перемещают преобразователь по объекту и п его помощью выделяют сигналы каждой частоты, сравнивают эти сигналы и по результатам рравнения судят о годности объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при выявлении подповерхностных дефектов, преобразователь устанавливают на поверхности объекта так, что продольная ось магнитопровода перпендикул$фна мешающей контролю неоднородности объекта на рассто5шии, определяемом требуемой амплитудой сигнала высшей частоты от этой неоднородности, и перед перемещением преобразователя устанавливают посредством изменения тока возбуждения низшей частоты равенство по амплитуде сигналов обеих частот, по крайней мере в одной точке.

2.Преофазователь для осуществлеЕия способа по п. I, содержащий Ш-юбразный ферромагнитный сердечник, низкочастотную возбуждающую обмотку, расположенную на среднем стержне сердечника и индикаторные обмотки, расположен ные на боковых стержнях с дечннка, отличающийся тем, что он снабжен двумя высокочастотными возбуждакидимн обмотками, помещенными на боковые стержни с дечника и оключенвыми последовательно согласно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Дорофеев А. Л. Электроиндуктивнау (индукционная) дефектоскопия. М., Машиностроенне, 1967, с. 43-46.

2.Авторское свидетельство СССР Mi 314131, кл. QOIN 27/82, 1969.

77897308

3. Методы неразрушающих испытаний,4. Авторское сввдетельство СССР

Под ред. Р. Шарпа. М., Мир, 1972,№ 593134, кл. GOl N 27/86, 1976

с. 359-360 (прототип).(прототип).