Электромагнитный способ измерения глубины дефектов протяженных электропроводящих объектов Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

(5) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИМЫ ДЕФЕКТОВ ПРОТЯЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ

I

Изобретение относится к иераэрушающему контролю и может быть ис, пользовано для контроля протяженных электропроводящих объектов.

Известен способ электромагнитной дефектометрии, заключающийся в том, что на контролируемый объект воздействуют переменными магнитными полями нескольких частот, измеряют с помощью катушки индуктивности вносимое вихревыми токами изменение магнитного поля на бездефектном и контролируемом участках, получают разность измеренных величин, разделяют гармонические составляющие полученного сигнала, преобразуют многомерный сигнал путем его перемножения на матрицу коэффициентов и по полученному результату определяют глубину дефекта lj .

Недостаток известного способа заключается в низкой точности измерения глубины дефектов, что связано с неудовлетворительной точностью ОБЪЕКТОВ

|преобразования многомерного сигнала при вариации параметров контролируемого объекта в широком диапазоне.

Наиболее близок по технической сущности электромагнитный способ измерения глубины дефектов протяженных эпектропроводящих объектов, за- к/йочающийся в том, что через объект контроля пропускают переменный электрический ток и анализируют обусловленный взаимодействием дефекта с этим током сигнал измерительного преобразователя магнитного поля 2j..

Однако известный способ не обеспечивает необходимой точности определения глубины дефектов.

Цель изобретения - повышение точHoicjK измерения глубины дефектов. .

Поставленная цель достигается тем, что, , согласно способу измерения глубины дефектов протяженных электро-, проводящих объектов, по изделию пропускают ток другой частотЬ, измеряют обусловленный взаимодейсГвием дефек3та с током этой частоты сигнал измерительного преобразователя магнитного поля, нормируют амплитуды обоих полученных сигналов по соответствующим коэффициентам преобразования величин магнитных полей, зависящих от частоты изменения магнитны с полей j сравнивают пронормированные амплитуды обоих сигналов, регулируют амплитуду по меньшей мере одного из пропускаемых через - объект токов до равенства сравниваемых амплитуд сигналов, измеряют амплитуды токов, пропускаемых через контролируемый объект, и по ним определяют глубину дефекта. При этом глубину дефекта определяют по отношению амплитуд токов, пропускаемых через контролируемый объект, либо по разности ампяитуд токов, пропускаемых через контролируемый объект, нормированной по амплитуде одного из этих токов. На фиг. 1 представлено распределение плотностей токов двух частот в толщине контролируемого объекта на фиг. 2 - график зависимости отно шения токов, пропускаемых ло объекту, от глубины дефекта. Кривая 1 соответствует распределению плотности тока 3 по толщине контролируемого объекта в данном сл чае трубе с внутренним радиусом R и внешним радиусом , на высшей частоте, кривые 2 и 3 распределению плотности тока 3 на низшей частоте при двух различных значениях этой частоты, протекающего через се чение трубы, кривая k (фиг.2)показы вает зависимость между глубиной h дефекта в трубе и измеренным отноше нием токов низшей и высшей частот. Способ осуществляется следующим образом. По контролируемому объекту (труб пропускают переменный электрический ток высшей частоты, распределяхйцийся по толщине трубы в соответствии кривой 1. С помощью первичного изме ритель,ного преобразователя магнитного поля,установленного стационарно или перемещаемого по поверхности контролируемого объекта измеряют обусловленный воздействием дефекта сигнал. Для этой цели целесообразно использовать дифференциальный преобрагаователь, измеряющий составляющую магнитного поля, возникающую при обтекании дефекта переменным 3 током, например нормальную к поверхности контролируемого объекта и, следовательно, вырабатывающий сигнал лишь под действием дефекта сплошности. Затем пропускают ток низшей частоты, распределяющийся по толщине трубы в соответствии с кривой 2, и измеряют обусловленный взаимодействием дефекта с током нижней частоты сигнал. Амплитуды сигналов низшей и высшей частот нормируют по коэффициентам преобразования первичного измерительного преобразователя, зависящим от частоты измеряемого сигнала. В частности, при использований индукционного преобразователя необходимо нормировать амплитуды сигналов по частоте f изменения соответствующего , сигнала. Затем получают разность нормированных амплитуд сигналов, которая определяется различием токов высшей и низшей частот, протекающих в кольцевом слое контролируемой трубы, заключенном между радиусами R 2. и h Согласно принципу эквивалентности воздействия дефекта можно представить как магнитное поле, созданное прютивотрками, имеет то же распределение плотности тока, что и в целой трубе, но противоположную фазу в объеме дефекта. Таким образом, имеем Н -f(R)-r3 d, где Н„ магнитное поле, обуслов ленное дефектом; f{lO - функция зависящая от расстояния между измерительным преобразователем и дефектом,V - объем дефекта; 3 - плотность тока в сплошном объекте. Так как функция f(R) не зависит от частоты, То величины .магнитных полей, воздействующих на измерительный преобразователь, определяются только различием суммарного тока, протекающего через дефект. Однако последнее полностью определяется различием токов высшей и низшей частот, протекающих в указанном слое. Следовательно, при равенстве упомянутых токов величины магнитных полей, обусловленные дефектом нормированных амплитуд сигналов высшей и низшей частот, должны быть равны между собой. Регулируя амплитуду по меньшей мере одного тока, протекающего по трубе, например, низшей час 59 тоты, добиваются равенства токов, протекающих по кольцевому слою (2 2. ° первом приближении соответствует равенству площадей AffCp и AEFD (фиг. О. Однако при выполнении указанного условия отношение токов высшей и низшей частот, протекающих по трубе, однозначно связано с глубиной дефекта. Следовательно, измеряя отношение амплитуд этих токов, можно определить глубину дефекта. Градуировочная кривая рассчитывается аналитически по известным функциям распределения плотности тока в целой трубе и имеет вид представленный на фиг.2. При измерении глубины малых дефектов целесообразно измерять разность амплитуд токов высшей и низшей частот, также од нозначно связанную с глубиной дефекта, а для возможности использования одной градуировочной кривой при различных значениях токов, - нормироват полученную разность по амплитуде тока одной из частот, например выешей. Предлагаемый способ обеспечивает возможность измерения глубины дефектов независимо от его раскрытия и поперечных размеров, возможность измерения глубины дефекта независимо от относительного положения измерительного преобразователя и дефекта, что особенно важно для непрерывного контроля при стационарно установленных преобразователях. Совокупность указанных преимущест позволяет повысить надежность контро ля и упростить схему первичных измерительных преобразователей за счет уменьшения числа стационарно установ ленных преобразователей. формула изобретения 1. Электромагнитный способ измерения глубины дефектов протяженных 3 электропроводящих объектов, заключающийся в том, что через объект контроля пропускают переменный электрический ток и анализируют обусловленный взаимодействием дефекта с этим током сигнал измерительного преобразователя магнитного поля, о тличающийся тем, чтр, с целью повьшения точности измерения, по изделию пропускают ток другой частоты, измеряют обусловленный взаимодействием дефекта с током этоС( частоты сигнал измерительного преобразователя магнитного поля, нормируют амплитуды сЛоих полученных сигналов по соответствующим коэффициентам преобразования величин магнитных полей, зависящих от частоты изменения магнитных полей, сравнивают пронормированные амплитуды обоих сигналов, регулируют амплитуду по меньшей мере одного из пропускаемых через объект токов до равенства сравниваемых амплитуд сигналов, измеряют амплитуды токов, пропускаемых через контролируемый объект, и по ним определяют глубину дефекта. 2.Способ поп. 1, отличающий с я тем, что глубину дефекта определяют по отношению амплитуд токов, пропускаемых через контролируемый объект. 3.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что глубину дефекта определяют по разности амплитуд токов, пр иэускаемых через контрблируемьй объект, нормированной по амплитуде здного из этих тонов Источники информации, принятие во аиимание при экспертизе t. Авторское свидетельство СССР V 7в973Ь кл. 6 01 N 27/90, 1978. . 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2бО 87б/25-28, кя. G 01 Н 27/90, 978 (прототип).

V

V ,

Ф1Л1

и it

а4

2

«ИГ

«ТУ W%

п