Устройство для вихретокового контроля Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения параметров электропроводящих объектов.

Известно устройство для вихретокового контроля, содержащее электромагнитный преобразователь, выполненный в виде замкнутого магнитопровода с катушкой индуктивности, и проходящий через отверстие магнитопровода проводник, подключенный к выходу источника постоянного тока .

Недостаток известного устройства - недостаточная надежность контроля, что связано с нестабильностью параметров электромагнитного преобразователя из-за вариации магнитной проницаемости сердечника под воздействием изменения внешних условий, например, температуры или интенсивности радиационного излучения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для вихретокового контроЛЯ, содержащее генератор переменного тока, питаемый от генератора накладной электромагнитный преобразователь с рабочими обмотками, блок обработки сигнала преобразователя и индикатор, а также блок стабилизации параметров электромагнитного преобразователя, включающий задатчик параметров преобразователя, блок сравнения, соединенный одним входом с заtoдатчиком, а другим входом, через разделительный конденсатор - с обмоткой преобразователя, и регулируемый источник постоянного тока, подключенный своим управляющим входом

IS к выходу схемы сравнения, а своим выходом через разделительный дроссель - к обмотке преобразователя 2.

Недостаток известного устройства заключается в недостаточной на20дежности контроля при использовании вихретоковых преобразователей с ферромагнитными сердечниками, обеспечивающими высокую локальность контроля и абсолютную чувствительность. Это связано с тем, что в известном устройстве стабилизируется только активное сопротивление катушек преобразователя.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вихретокового контроля, содержащее генератор переменного тока, питаемый от генератора накладной электромагнитный преобразователь с рабочими обмотками, блок обработки сигнала преобразователя и подключенный к нему индикатор, а также блок стабилизации параметров электромагнитного преобразователя, включающий задатчик параметров преобразователя, блок сравнения, соединенный одним входом с задатчиком, и регулируемый источник постоянного тока, подкюченный своим управляющим входом к выходу схемы сравнения, снабжено пиковым детектором, преобразователь выполнен с полым цилиндрическим ферромагнитным сердечником и тремя дополнительными обмотками, рабочие обмотки преобразователя охватывают сердечник по периметру, а плоскости витков дополнительных обмоток перпендикулярны плоскостям витков его рабочих обмоток, одна из дополнительных обмоток подключена через токостабилизирующий регистр к генератору переменного тока, вторая дополнительная обмотка через пиковый детектор подключена к второму входу схемы сравнения, а третья дополнительная обмотка соединена с выходом источника постоянного тока.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для вихретокового контроля; на фиг. 2 - используемый в устройстве вихретоковый преобразователь с ферромагнитным сердечником.

I

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1 переменного тока, накладочного электромагнитного преобразователя 2, выполненного с полым цилиндрическим ферромагнитным сердечником 3 рабочими возбуждающей обмоткой « и измерительной обмоткой 5 и дополнительными обмотками 6-8, плоскости витков которых перпендикулярны плоскостям рабочих обмоток, блока 9 обработки

сигналов и индикатора 10. Обмотка 7 соединена с выходом генератора 1 через токостабилизирующий резистор 11, обмоТка 8 соединена со входом пикового детектора 12, подключенного своим выходом к первому входу схемы 13 сравнения, соединенной вторым входом с задатчиком 1 параметров преобразователя и своим выходом - с

0 входом регулируемого источника 15 постоянного тока, соединенного своим выходом с обмоткой 6.

Устройство работает следующим образом.

5 Генератор 1 переменного тока питает возбуждающую обмотку , перемагничивающую сердечник 3 вдоль его оси. Магнитный поток, выходящий из рабочего торца сердечника 3, взаимодействует с объектомконтроля, возбуждая в нем вихревые токи, интенсивность и распределение которых зависит от параметров объектов контроля и магнитной проницаемости сердечника 3Вихревые токи создают магнитный поток, воздействующий через сердечник 3 на измерительную обмотку 5 напряжение которой преобразуется блоком 9 обработки сигнала, и фиксируются

0 индикатором 10. Таким образом, надежность контроля зависит от стабильности магнитной проницаемости сердечника 3- Обмотка 6 создает магнитный поток, изменяющий магнитную проницаемость сердечника 3.

Обмотка 7 создает п@ременный магнитный поток, полностью замкнутый в сердечнике 3, вследствие чего он взаимодействует с обмоткой 8 и не взаимодействует с рабочими обмотками и объектом контроля. При изменении магнитной проницаемости сердечника 3 под воздействием внешних условий изменяется индуктивная связь между обмотками 7 и 8 и, как следствие, напряжение, наводимое на обмотке 8 магнитным потоком, создаваемым обмоткой 7 что приводит к появлению разностного сигнала на выходе схемы

13 сравнения из-за отклонения напряжения, поступающего на ее вход с пикового детектора 12, от заданного задатчиком 1, В результате изменяется управляющий сигнал на входе

регулируемого источника 15 постоянного тока, .а следовательно, и ток, протекающий через подмагничивающую обмотку 6, что приводит к обратному изменению магнитной проницаемости сердечника до заданного значения за счет изменения тока подмагничивания сердечника. При необходимости функции обмоток 6-8 выполняются одной обмоткой, подключаемой к исто нику постоянного тока через дроссель к генератору - через конденсатор, и включенной в мостовую измерительную схему, соединенную своей диагональю с пиковым детектором. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность использования элект ромагнитных преобразователей с ферромагнитными сердечниками (без ухудшения стабильности устройства), улуч шение локальности контроля и увеличение сигналов непосредственно с первичного преобразователя, что повышает помехоустойчивость устройства Формула изобретения Устройство для вихретокового конт роля, содержащее генератор переменного тока, питаемый от генератора накладной электромагнитный преобразователь с рабочими обмотками, блок обработки сигнала преобразователя и подключенный к нему индикатор, а .также блок стабилизации параметров электромагнитного преобразователя, включающими задатчик параметров преобразователя, блок сравнения, соединенный одним входом с задатчиком, и регулируемый источник постоянного тока, подключенной своим управляющим входом к выходу схемы сравнения, отличающееся тем, %то, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено пиковым детектором, преобразователь выполнен с полым цилиндрическим ферромагнитным сердечником и с тремя дополнительными обмотками,, рабочие обмотки преобразователя охватывают сердечник по периметру, а плоскости витков дополнительных обмоток перперпендикулярны плоскостям витков его рабочих обмоток, одна из дополнительных обмоток подключена через токостабилизирующий резистор к генератору переменного тока, вторая дополнительная обмотка через пиковый детектор подключена к второму входу схемы сравнения, а третья дополнительная обмотка соединена с выходом источника постоянного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. G 01 N 27/86, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР 560175, кл. G 01 N 27/86, 1977 (прототип) .

// 7 Фиг.1