Устройство для неразрушающего вихретокового контроля Советский патент 1980 года по МПК G01N27/90 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРЕЗРУШАЮЩНГО ВИХРЕТСЖОВОГО КОНТРОЛЯ

I

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии электропроводных объектов.

Известно устройство для неразрушаюшего вихретокового контроля, сод жащее генератор гармонического тока, вихретоковые преобразователи различных радиусов, регулируемые усилители, регулируемые фазовращатели, сумматоры и индикатор t.

Недостаток устройства - низкая надежность контроля, что обусловлено необходимостью точной устбшки взаимно связанных коэффициентов усиления усилителей для рещешш системы алгебраических уравнений. Кроме того, i eo aaoea гели различного радиуса имеют различное пятво контроля, что также снижает надежность.

Наиболее близким по техвяческой сушности к изобретению я&ияётся устройство для неразрушакяцего вихретокового контроля, содержащее ген аторы высшей в

нишпей частот, соединенный с ним вихретоковый преобразователь, подключенный к его выходу блок выделения составляющих векторов сигнала и регистратор 2.

Однако устройство не обеспечивает необходю юй надежности контроля, так как требует точную уставку взаимносвязанных коэффициентов усиления усилителей, получаемых в результате реще-, ния системы алге аических уравнений.

to

Цепь изобретения - повышение надеж ности контроля..

Поставленная цепь достигается тем, что снабжено четырьмя ум жктепями, первые два вз которых соеISдинены с выходами ЕНЗщеЙ частоты ока выделения составляющих векторов сигнала, а два умножителя - с выходами высшей частоты этого блока, тремя регуд1фуемымя фаэовращателяк и

30 с кольцевыми реостатами, один из которых соединен с выходами первых двух умножителей, второй - с вытадами ВТОРЫХ двух умножителей, а третий - с выхода3ми первых двух регулируемых фаэовращагелей, двумя фазовращател$1ми, генератюром промежуточной nadTOTH, соединенным соответственно с входами двух умножителей низшей и высшей частот непосредственно, а с входами двух других умножителей - через фазовращатель, и фазочувствительным детектором, включекным между третьим регулируемым фаэбвращателоу и регистратором, и, соединенным через второй фазовращатель с генератором промежуточной частоты, На фиг. I представлена блок-схема устройства для вихретокового неразрушающего контроля; на фиг. 2 - электрическая схема регулируемого фазовращателя с кольцевым реостатом. Устройство для неразрушающего, вихретокового контроля содержит генераторы . I и 2 высшей и низшей частот соот ветственно, вихретоковый преобразователь 3 блок выделения составляющих ве торов сигнала, включающий синхронные детекторы 4-7, умножители 8-11, регу лируемые фазовращатели 12-14 с кольцевыми реостатами, фазочувствительный детектор 15, генератор 16 промежуточной частоты, фазовращатели 17 и 18 и регистратор 19. Регулируемые фазовращатели 12-1 4со Держат два бхода 2О к 21 к выход 22, подключенные к кольцевому реостату 23 Устройство для неразрушающего вихретокового контроля работает следующим образом. Вихретоковый преобразователь 3 запитывается генераторами I и 2 высшей и низшей частот. В результате электромш нитного взаимодействия преобразователя 3 с объектом контроля на выходе преобразователя воникают напряжения высшей и низшей частот, зависящие как от контролируемых, так и мешающих параметров объекта контроля. Цель последующей обработки сигнала преобразовате ля состоит в подавлении влияния вариации мешающих параметров контролируемого объекта на результаты конт роля. Сигнал с преобразователя поступает на синхронные детекторы 4 - 7, на выходах которых получаются постоянные напряжения, пропорциональные проекциям соответственно высшей и низшей частот на ортогональные оси, т.е. составляющие векторов сигналов. Выбор осей осуществляется путем выбора фаз опорных напряжений, поступающих на умножители g-tt через фазовращатель 17 и непосредстве 1 но от генератора 16. Затем полученные постоянные напряжения преобразуются в напряжения промежуточной частоты с помощью у.1Ножителей 8-11 и генератора 16 промежуточной частоты. Полученные напряжения, сдвинутые на i90° друг относительно друга, поступают на соответствующие входы регулируемых фазовращателей 12 и 13 с кольцевыми реостатами. Регулируемые фазовращатели изменяют фазу вектора, состоящего из составляющих, . поступающих на вход фазовращателя только при наличии разности фаз между напряжениями, поступающими на его вход. Это позволяет путем регулировки фазовращателей 12-14 подавить влияние мешающих факторов, например вариации зазора и электропроводности при измерении толщины объекта контроля или вариации диаметра объекта контроля и его электропроводности при дефектоскопии. Суть преобразования с помош ью фазовращателей состоит в совмещении векторов изменения сигнала, обусловленных вариацией мешающих факторов, в одну плоскость, ортогональную к вектору опорного напряжения синхронного .детектора 15. При этом существенно то, что отстройка от вариации подавляемых параметров осуществляется независимо от первого из них путем регулировки фазовращателей 12 и 13, а от второго - путем регулировки фазовращателя 14. Фаза опорного напряжения детектора 15 устанавливается с помошью фазовращателя 18. Независимость настройки обусловлена тем, что при изменении первого подавляемого параметра на входы регулируемого фазовращателя 14поступают напряжения с одинаковой фазой, ортогональной -к вектору опорного напряжения детектора 15. Следовательно, ортогональность вектора вариации первой помехи, достигнутая регулировкой фазовращателей 12 и 13, не будет нарушена при любом значении коэффициента преобразования фазовращателя 14. Регулируя фазовращатель 14 таким образом, что вектор, обусловленный вариацией второго подавляемого параметра, станет ортогональным опорному напряжению детектора 15, удается подавить влияние обоих мешающих параметров. Таким образом, регистрирующее устройство зарегистрирует изменение контролируемого параметра независимо от Вариации двух мешающих параметров. Настройка устройства осуществляется .

путем вариации подавляемых параметров и регулировки сначала фазовращаетелей 12 и 13, а затем фазовращателя 14 до минимального уровня изменения выходного сигнала.

Устройство обеспечивает воаложность его настройки на подавление любого из двух мешающих факторов независимо от степени вариации и величины другого; возможность подавления одновретленной вариации двух мешающих параметров; более высокую стабильность устройства ввиду независимости коэффициента подавления одного параметра от коэффициента подавления другого к реализации алгоритма преобразования на пассивных элементах, а именно фазовращателях с кольцевыми реостатами; возможность отстройки от вариашш подавляемых параметров в большом динамическом диапазоне, так как применяемые фазовращатели с кольцевыми реостатами позволяет поворачивать фазу на 360. Формула изобретения Устройство для неразрушающего вихретокового контроля, содержащее генераторы высшей и низшей частот соединенный с ними вихретоковый преобразователь, подключенный к его выходу блок выделения составляющих векторов сигнала

и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено четьфьмя умножителями, первыедва из которых соеди нены с выходами низшей частоты блока выделения составляющих векторов сигнала, а вторые два умножителя - с выходами высшей частоты этого блока, тремя {регулируемыми фазовращаетлями с кольцевыми реостатами, один из которых соединен с выходами первых двух умножителей, второй - с выходами вторых двух умножителей, а третий - с выходами первых двух регулируаиых фазовращателей. двумя фазовращателями, генератором промежуточной частоты, соединенным соответственно с входами двух умножителей нцзшей и высшей частот непосредственно, а с входами двух других умножителей Через фазовращатель, н фазочувствитепь- ным деч ектором, включенным между третьим регулируемым фазовращаетелем и регистратором, и, соединенным через второй,фазовращатель, с генератором промежуточной частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 508732, кл. GOl N 27/86, 1976, 2. Методы неразрушающих испытаний. Под ред. Р. Шарпа,, М., Мир , 1972, с. 378 (прототип).