Способ вихретокового контроля структуры материала Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

(5) СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛА

.... 1

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий вихретоковым методом и может быть использовано для структуроскопии неферромагнитных элект ропроводных материалов во всех oблactяx машиностроения.

Известен способ вихретокового контроля, заключающийся в том, что контролируемое изделие вводят во взаимодействие с электромагнитным преобразователем, изменяют температуру контролируемого изделия до значения, при котором изменения полного вносимого сопротивления в преобразователь от определенного физико-механического параметра изделия максимальны, и по значению обобщенного параметра судят о результатах контроля l.Недостатком известного способа является необходимость поиска и по- следующего поддержания такого значе- ния температуры материала, прж которои изменения полного вносимого сопротивления в преобразователь от определенного физико-механического параметра материала максимальны. Это усложняет процесс контроля, делает его менее оперативным и производительным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ вихретокового контроля мате10риала, заключающийся в том, что в контролируемом материале возбуждают вихревые токи и при помощи электромагнитного преобразователя получают сигнал, пропорциональный электро 5проводности контролируемого материала при данной температуре 2,

Недостатком известного способа является низкая точность и малая.

20 достоверность контроля, так как удельная электропроводность зависит не только от структуры и физико-механических свойств материала, но и от температуры материала, которая в известном способе не учитывается. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Указанная цель достигается тем, что в способе вихретоковогЬ контроля структуры материала, заключающемся в том, Что в. контролируемом материале возбуждают вихревые токи и при помощи электромагнитного преобразователя получают сигнал, пропорциональный электропроводности контролируемого материала при данной температуре, перед определением электропроводности размещают в контролируемой зоне датчик температуры, преобра зуют отклонение температуры контро-лируемого материала от номинального значения в электрический сигнал, подвергают полученный сигнал масштабному преобразованию с коэффициентом преобразования К, формируют вспомогательный сигнал, для чего результат масштабного преобразования суммируют со стабильным по величине и не равным нулю постоянным напряжением, умножают полученное суммарное напряжение на электрический сигнал, пропорциональный значению удельной электропроводности при данном значеНИИ температуры контролируемого мате риала, изменяют температуру контроли руемого материала несколько раз на произвольные величины и устанавливаю такое значение коэффициента К(уд масштабного преобразования, чтобы сигнал полученный после перемножения, остал ся постоянным при указанных изменениях температуры материала, и по полученному сигналу судят о структуре материала. На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит последователь но соединенные вихретоковый преобразователь 1, измерительную схему. 2, умножитель 3, измерительный прибор h А также последовательно соединенные датчик 5 температуры, измерительную схему 6, масштабный преобразователь 7, сумматор 8, выход последнего подключен ко второму входу умножителя 3. Ко второму входу сумматора 8 подключен источник 9 стабильного напряжения. Способ осуществляется следующим образом. 9 4 Вихретоковый преобразователь 1 и датчик 5 температуры располагают в контролируемой зоне исследуемого материала. Выходной сигнал вихретокового преобразователя преобразуют измерительной схемой 2, на выходе которой получают электрический сигнали. K.ev -J2 Г коэффициент преобразования где К.,вихретокового датчика 1 и измерительной схемы 2. Одновременно датчик 5 температуры измеряет температуру материала в контролируемой зоне. Он включен в измерительную схему 6, которую настраивают так, что при температуре материала, равной номинальному значению Тц, сигнал на ее выходе равен нулю. Если температура контролируемого материала отличается от номинального значения, то на выходе измерительной схемы 6 появляется напряжение, пропорциональное отклонению температуры контролируемого материала от номинального значения ,лт, ( коэффициент преобразования -« ьдатчика 5 температуры и измерительной схемы 6. Напряжение Ui поступает на вход масштабного преобразователя 7 с регулируемым коэффициентом преобразования. На выходе масштабного преобразователя получают сигнал ьКу Т, и, к.и . «Гб коэффициент преобразования где К масштабного преобразователя 7. -.Это напряжение поступает на первый вход сумматора В, на второй вход которого подается напряжение с выхода источника 9 стабильного напряжения. Сигнал на выходе сумматора В равен ( 5-Ч- Ч ЧбЬ 1 Это напряжение подается на первый вход умножителя 3. На второй вход умножителя поступает выходной сигнал и измерительной схемы 2.

Напряжение на выходе умножителя равно

V US-VCT U.T)-:

|Чб

дт

It-сц-

-1 -«-оСдТ которое измеряют измерительным ,при бором k, показание которого ,.е„ -1+оСдТ VJ4 -1 + с(.лТ гпе.Кд - коэффициент преобразовани измерительного прибора , Ку коэффициент np разования устройства. В процессе проведения контроля принудительно изменяют температуру контролируемого материала, т.е.-ДТ принимает разные произвольные знач ния. При этом регулируют коэффициент преобразования масштабного пре образователя 7 до тех пор, пока не установят такое его значение ICj, п котором показание выходного.прибора не зависит от указанных выше изменений температуры контролируемого материала. Из выражения (6) следует, что это достигается в том случае, если Кд-бК - -/ лцг-Г Отсюда следует, что V измерительного приПоказаниебора равно , и К(Гн . (9). Таким образом, показание выходного прибора пропорционально значению удельной электропроводности контролируемого материала при номинальном значении температуры. Предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность, и до товерность контроля стру| туры нефер ромагнитных металлических материало поскольку напряжение 11 получаемое

323876

в результате осуществления способа, зависит только от удельной электропроводности материала при некотором номинальном значении температуры, 5 и не зависит от того, при какой температуре находится контролируемый материал, т.е. при осуществлении предлагаемого способаизменения температуры контролируемого материала 10 не влияют на результаты контроля. Формула изобретения Способ вихретокового контроля структуры материала, заключающийс я в том, что в контролируемом материале возбуждают вихревые токи, и при помощи электромагнитного преобразователя получают сигнал, пропорциональный электропроводности контролируемого материала при данной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, перед определением электропроводности размещают в контролируемой зоне датчик температуры, преобразуют отклонение температуры контролируемого материала от номинального значения в электрический сигнал, подвергают полученный сигнал масштабному преобразованию с коэффициентом преобразования К, формируют вспомогательный сигнал, для чего результат масштабного преобразования суммируют со стабильным по величине и не равным нулю постоянным напряжением, умножают полученное суммарное напряжение на электрический сигнал, пропорциональный значению удельной электропроводности при данном значении температуры контролируемого материала, изменяют температуру контролируемого материала несколько раз на произвольные величины и устанавливают такое значение коэффициента Kj масштабного преобразования, чтобы сигнал, олученный после перемножения, осавался постоянным при указанных изенениях температуры материала, и о полученному сигналу судят о структуре материала.; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР кл. G 01 N 27/86, 1979. 2.Дорофеев А.Л. Электроиндуктивная дефектоскопия. М., Машинострое1967, с. (прототип).