Способ неразрушающего контроля и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК G01N27/90 G01B7/06 

Изобретение относится к неразруша кщим методам контроля качества матер алой и изделий и может быть, использовано в различных -Областях народного хозяйства. Известен амплитудный способ нераз рушанвдего контроля, заключающийся в определении амплитуды сигнала вихретокового преобразователя и использовании ее для определения контролируе мого параметра изделия l. Недостатком способа является огра ниченная область его применения из-з большой погрешности измерений контролируемого параметра при изменении подавляемого параметра. Известен также фазовый способ неразрушающегр контроля, заключающийся в измерении сигнала вихретокового преобразователя и использовании ее величины для определения контролируемого параметра 2. Недостатком известного способа также является ограйиченная область его применения. Наиболее близким к предлагаемому является способ неразрушанвдего контроля изделий из электропроводяошх материалов, заключающийся в том,что изделие размещают в зоне контроля преобразователя, выходной сигнал суммируют с некоторым компенсирующим сигналом, измеряют амплитуду А выходного сигнсша преобразователя и его фазу f относительно заданного опорного сигнеша и по результатам измерения определяют контролируемый параметр. Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные автогенератор, преобразователь с компенсатором, фазочуветвительный детектор, на который подается опорный сигнал от автогенератора через фазовращатель и индикатор з. Однако область применения эюго способа и реализующего его устройства существенно ограничена требованием прямолинейности и параллельности годографов выходного сигнала преобразователя в зависимости от изменений подавляемого параметра. На практике эти годографы, как правило, можно считать параллельными прямыми лишь в очень узком диапазоне изменений подавляемого параметра. Это привадит к.низкой точности контроля. Цель изобретения - Ьовышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно на комплексной плоскости строят годогра(1ы выходного сигнала преобразователя от изменений подавляемого и контролируемого параметров, находят по ним участки совпадения линий влияния подавляемого параметра с окружностя,ми, общий полюс и центры которых расположены на одной прямой - полярной оси. Измеряют амплитуду и фазу выходного сигнала преобразователя, конец вектора которого является общим полюсом окружностей, компенсируют выходной сигнал преобразователя путам суммирования efo с измеренным сигналом, опорный сигнал выбирают сопадающим по фазе с направлением поляной оси, а величину контролируемого параметра определяют по отношению A/cos f .

Устройство снабжено усилителемограничителем, амплитудным детектором и измерителем отношения напряжений, амплитудный детектор и усилитель-ограничитель по входам подключены к выходам преобразователя с компесатором, выход усилителя-ограничителя соединен со входом фазочувствитального детектора, выход амплитудного детектора подключен к одному из входов измерителя отношения напряжений, второй вход которого подключен к выходу фазочувствительного детектора, а выход - к индикатору.

Кроме того, устройство снабжено . квадр тором, подключенным между выходом амплитудного детектора и входо измерителя отношения напряжений.

На фиг. 1 изображены годографы выходного сигнала преобразователя в зависимости от изменений подавляемспго V и контролируемого и параметров; на фиг. 2 - структурная схема устройства; на фиг. 3 - то же,- с квадратором.

Устройство содержит автогенератор 1, преобразователь 2 с компенсатором, фазовр ащатель 3, фазочувствительный детектор 4, усилитель-ограничитель 5, амплитудный детектор б, измеритель 7 отношения напряжений, индикатор 8 и квадратор 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Годографы (фиг. 1) выходного сигнала преобразователя в зависимости от изменений подавляемого параметра V на(Некотором участке можно аппроксими вать дугами окрулсностей, общий полюс О и центры KOTOJSJX расположены на одной прямой - полярной оси. При этом размеры диаметров окружностей зависят от величины контролируемого параметра и и не зависят от величины подавляемого пара1 ютра V.

Размеры диаметров быть определены из нырг1жения | if |/cos (/ , где I и I - амплитуда вектора зйыходного

сигнала преобразователя, когда начало отсчета перенесено в TO4Kjf О ; V - сдвиг фаз между вектором U и вектором опорного сигнала О , направление которого на комплексной плоскости выбрано совпадающим с направлением полярной оси.

Автогенератор 1 питает преобразователь 2 с компенсатором (фиг. 2), выходной сигнал с которого поступает одновременно на амплитудный детектор б и через усилитель-ограничитель 5 на фазочувствительный детектор 4. Опорный сигнал на фазочувствительный детектор 4 подается от автогенератора 1 через фазовращатель 3. Усилитель-ограничитель 5 обеспечивает на входе фазочувствительного детектора 4 сигнал фиксированной амплитуды, в результате чего выходной сигнал фазочувствительного детектора 4 пропорционален только величине , Выпрямленные сигналы с выходов обоих детекторов подаются на.входы измерителя 7 отношения напряжений, выходной сигнал которого пропорцис нален величине A/cosY и регистрируется индикатором 8.

Сигнал с выхода преобразователя 2 с компенсатором (фиг. 3) подается непосредственно на вход фазочувствительного детектора 4, сигнал на выходе фазочувствительного детектора 4 пропорционален произведению , а выходной сигнал измерителя 7 отношения напряжений пропорционален величине (А-со5) A/cos.V . Эту величину и регистрирует индикатор 8.

Использование способа и реагизующих его устройств позволяет расширить диапазон отстройки от изменений подавляемого параметра при решении большого класса задач-дефектометрии, толщинометрии, структуроскопии и технической диагностики.

В электромагнитном контроле положительный эффект достигается при использовании всех известных типов преобразователей; накладных, проходных, комбинированных. Способ и устройства применяются, например, для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитной электропроводящей основе, магнитной проницаемости слабомагнитных металлов в большом диапазоне изменений их удельной электропроводности, диамет-. ра практически любых немагнитных металлических цилиндров независимо от их удельной электропроводности, параметров дефектов (например, глубины) с подавлением изменений удельной электропроводности немагнитных металлов, толщины диэлектрика, нанесенного на металлическую фольгу, с отстройкой в больших пределах от вариаций удельной электропроводности фольги и ее.толщины, толщины металлических листов или труб в большом Щапаэоне изменений их удельной электропроводности,геометрических и электромагнитных параметров слоисты полупроводниковых и металлических структур, удельной электропроводнос ти или диэлектрической проницаемост несове1Л11енных диэлектриков, удельно электропроводности немагнитных мета лов независимо от изменений затора широких пределах. В ультразвуковом методе испытани материалов, например в импедансном, способ позволяет во много раз расши рить диапазон отстройки от подавляе мого параметра - механического импе данса материалов. Способ и устройства могут быть и пользованы при решении многоцелевых задач, возникакицих на практике,например при необходимости независимого неразрушагацего контроля одновременного ряда геометрических и электромагнитных параметров материа лов и изделий различной конфигурации. формула изобретения 1. Способ неразрушающего контрол изделий из электропроводящих материалов, заключающийся в том, что изделие размещают в зоне контроля пре.образователя, выходной сигнал суммируют с некоторым компенсирующим сигналом, измеряют амплртуду А выходного сигнала преобразователя и его фазу V отнбсительно заданного опорного сигнала и по результатам измерения определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности контроля, предварительно на комплексной плоскости строят годографы выходного сигнаша преобразователя от изменений подавляемого и контролируемого параметров, находят по ним участки совпадения линий влияния подавляемого параметра с окружностями, общий полюс и центры которых расположены на одной прямой : полярной оси, измеряют амплитуду и фазу выходного сигнгша преобразователя, конец вектора которого является общим полюсом окружностей, компенсируют выходной сигнал преобразователя путем суммирования его с из меренным сигналом, опорный сигнал выбирают совпадающим по фазе с направлением полярной оси, а величину контролируемого параметра определяют по отношению А/cos Y . 2.Устройство, реализующее способ по П.1, содержащее последовательно соединенные автогенератор, преобразователь с компенсатором, фазочувствительный детектор, опорный сигнал на который подается от автогенератора через фазовращатель и Индикатор, отличающееся тем, что, оно снабжено усилителет«-ограничитвлем, амплитудным детектором и измерителем отношения напряжений, амвшитудный детектор и усилитель-ограничитель по входам подключены к выходам преобразователя с компнеса::ором, Еыход усилителя-ограничителя соединен со входом фазочувствительного детектора, выход гииплитудного детектора подключен к одному из входов измерителя отноиения напряжения, второй вход которого подключен к выходу фазочувствительного детектора, а выход - к индикатору.. . 3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено- к,вадратором, подключенньом между илходом амплитудного детектора и входом измерителя отнсхиения напряжений . Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Приборы дпя неразрушакяцего контроля материалов и изделий. Справочник. Под ред. Юиоева В.В., М., Машиностроение, 1976, кн. 2, с. 127. 2.Там же, с. 128. 3.Там же, с. 130-132(прототип).

ImU