Устройство для электромагнитной дефектометрии Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающёму контролю и может быть использовано в вихретоковых устройствах для измерения параметров электропроводящих объектов. Известно устройство для электромаг.нитной дефектометрии, содержащее генераторы высшей и низшей частот, соединенный с ними вихретоковый преобразователь, последовательно соединенные подключенный к выходу преобразователя блок выделения составляющих векторов сигнала бяок преобразования сигналов в промежуточную частоту;блок фазовых преобразований сигнала промежуточной частоты и регистратор . Недостаток этого устройства заключается в малой точности измерения глубины дефектов, зависящей от взаимного положения и вихретокового преоб разоватепя, а также от ширины дефекта. Наиболее бли.зким по технической сущности к изоб м тч-:Н(1Ю нвпяется устройство для электромагнитной дефектометрии, содержащее генератор переменного тока, токовую цепь, предназначенную для передачи энергии генератора в контролируемый объект, соединенные последоватепьно измеритешзный преобразователь и блок обработки сигналов, и индикатор Г 2, Недостаток известного устройства также заключается в низкой точности измерения глубины дефекта, так как результаты контроля зависят от щирины дефекта и вариаций взаимного положения между дефектом и вихретоковым преобразователем. Цель изобретения -.повыщение точности измерения глубины дефектов. Поставленная цель достигается тем. Что устройство снабжено вторым генератором переменного тока, управляющ1{й вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а выход подключен к токовой цепи, блоком измерения отношения амплитуд токов генераторов, состоящим из преобразователя токов, двух избирательных усилителей, подключенных к выходу преобразователя и измеритепя отношения сигналов, входы которого подкгаочены к выходам избирательных усили тепей, а выход - к индикатору. Причем бпок обработки сигнапов выполней в виде избирательных усилителей, двух нормирующих преобразователей, подкпючеиных к избирательным усипителям, и компаратора, входы которого подключены к выходам нормирующих преобразоватепей. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для электромагнитной дефектометрии состоит из генераторов 1 и 2 переменного тока высшей и низшей час тот соответственно, токовой цепи 3 для передачи энергии генераторов в контролируемый объект, выполненной, например в виде группы контактов, предназначенных для электрического соединения контролируемого объекта с выходами генераторов 1 и 2, измерительного преобразователя 4, блока 5 обработки сигналов, выполненного в виде избиратегьных усилителей 6 и 7, подключенных своими вхо дами к измерительному преобразоватепю 4, а своими выходами через нормирующи преобразователи 8 и 9 соответственно к соответствуюш.им Ьлодам компаратора 1О выход которого соединен с упр«в(51яющим входом генератора 2, блока .11 измерения амплитуд токов генераторов, выпопненного в виде преобразователя 12 тока дпя измерения без разрыва цепи, например трансформатора тока, охватывающего участок цепи, соединенной с выходами генераторов 1 и 2, избиратепьных усилите пей 13 и 14, соединенных своими входами с преобразователем 12, а своими выходами с соответствующими входа ми блока 15 измерения отношения сигна лов, соединенного своим выходом с индикатором 16. Устройство работает следующим образом. Генераторы 1 и 2 переменного тока соответственно высшей и низшей частот через токовую цепь 3 для передачи энер гии генераторов в контролируемый объект создают в последнем токи, протекающие через контролируемый участок. При этом законы распределения плотностей токов в зоне контроля известны из предварительного анализа соответствующих математических моделей. Токи, протекающие через контролируемый объект, создают иевозмушенное магнитное попе. Измеритепьный преобразователь 4 ориентируют относительно невозмущенно: го магнитного попя таким образом, чтобы оно не взаимодействовало с измерительным преобразователем. Рекомендуется для улучшения подавления невозмущенного магнитного попя использовать дифференциальный измерительный преобразователь магнитного поля. При взаимодействии токов, протекающих через контролируемый объект, с дефектс м возникает возмущенное магнитное поле, не совпадающее по направлению с невозмущенным и взаимодействующее поэтому с измерительным преобразоват45лем 4. Величина напряжения в каждой из частот на выходе преобразователя определяется расстоянием между Дефектом и измерительным преобразователем 4, суммарным током . соответствующей частоты, перераспр§деленным дефектом и коэффициентомпреобразования преобразователя, зависящим от частоты изменения магнитного поля. Из теории электромагнитной дефектоскопии известно, что нормированные по указанному коэффициенту преобразования напряжения на выходе преобразователя будут в первом приближении равны при равенстве суммарных токов обеих частот перераспределенных дефектов. При воздействии возмущенного поля на измерительный преобразователь 4 сигнал, пропорциональный разности нфмированных амплитуд напряжений соответствукнцих частот на выходе преобразователя, формируется блоком 5 обработки сигнала Сигнал с выхода блока 5 обработки сигнала воздействует на управляющий вход генератора 2, изменяя ток на его выходе до получения равенства нормироиванных амплитуд напряжений обеих частот. Полученная совокупность амплитуд токов высшей и низшей частот однозначно связана с глубиной выявляемого дефекта, так как другие параметры дефекта и расстояния от последнего до измерительного преобразователя не изменяют соотношения между суммарными токами перераспределяемыми дефектом. Совокупность полученных амплитуд токов целесообразно характеризовать отношением амплитуд токов высшей и низшей частот. Амплитуды токов обеих частот измеряются блоком И измерения амплитуд токов генератора, а их отношение получают на выходе блока 15 измерения отношения амплитуд сигналов, сигнал с которого поступает на вход индикатора 16, по состоянию которого определяют глубину выявленного дефекта.

Предлагаемое устройство обладает возможностью измерения глубины дефекта независимо от его раскрытия и попе- речйых размеров, возможносчъю измереяия гггубйны дефекта независимо от относительного положения измерительного преобразователя и дефекта, что особенно важно для непрерывного контроля при стационарно установленных преобразователях.

Совокупность указанных преимуществ позволяет повысить надежность контроля и упростить систему первичных измерительных преобразователей за счет уменьшения числа стационарно установленных преобразователей.

Ф

ормула изобретения

1. Устройство для электромагнитной дефектомётрии, содержащее генератор переменного тока, токовую цепь, гредназначенную для передачи энергии reHepiaTOpa в контролируемый объект, соединенные последовательно измеритегшный преобразователь и блок обработки сигналов, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено вторым генератором переменного тока, управляющий вход которого соединен с выходе блока обработки сигналов, а выход подключен к токовой

цепи, блоком измерения отношения амплитуд токов генераторов, состоящим из преобразователя токов, двух избирательных усилителей, подключенных к выходу преобразователя и измерителя отношения сигналов, входы которого подключены к выходам избирательнь1Х усилителей, а выход - к индикатору.

2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что блок обработки

сигналов выполнен в виде двух избирательных усилителей, двух нормирующих преобгразователей, подключенных к избирательным усилителям и компаратора, входы которого подключены к выхсдаам нормируюЩИХ преобразователей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 167О62, кл. eOlN 27/86, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 26О4877/25-28,

Кл. 6 О1 N 27/90, 1978 .(прототип).