Устройство для вихретоковой дефектоскопии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВО ДЕФЕКТОСКОПИИ, содержащее соединенн последовательно генератор, вихреток вый преобразоя атель и схему амплиту но-фазового преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генера тору, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля оно снабжено соединенными последовательно аналоге цифровым преобразователем, подключенHbw к выходу схемы амплитудно-фазового преобразования сигнала, сдвиговыми регистрами оперативной памяти, чио ло которых л равно разрядности аналоrQ-цифрового преобразователя, сумматором предыдущих отсчетов, подключенным к первым N выходам сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором последующих отсчетов, подключенным к выходам М +2 - 2К1 +1 сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором конечных результатов, регистром памяти конечных результатов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к индикатору , и соединенными последовательно блоком управления, вход которого подключен к генератору, и шаговш сканатором, кинематически связанным с вихретоковым преобразователем, a входы управления аналого-цифрового преобразователя, сдвиговых регистров оперативной памяти (Г регистра памяти конечных результатов подключены к блоку управления.

COIO3 СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК з G 01 Ы 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаесмоье свидатвъстви

Я " " ж

I ( (21) 3583759/25-28 ! (22) 27.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. В 32 (72) А.Я. Тетерко, В.н. Учанин и В.А. Халин .(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В. Карпенко (53) 620. 179.14(088.8) (56) 1. Приборы для неразрушающего контроля качества материала и изделий. Справочник под ред. В.В. Клюева, М., "Машиностроение", ч. 2, 1976, с. 326.

2. Тетерко А.Я., Калганов К.А., Учанин В.Н., Диегуц П.П., Орловский А.А. Особенности конструирования дефектоскопов с датчиками градиентно-метрического типа. — В кн.:

Промышленное применение электромагнитных методов контроля, М., МДНТП, 1974, с. 79 — 85 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОЙ

ДЕФЕКТОСКОПИИ, содержащее соединенные, последовательно генератор, вихретоковый преобразоаатель и схему амплитудно-фазового преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генератору, и индикатор, о т л и ч а ю„„Я0„„1111094 А щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено соединенными последовательно аналога °

1 цифровым преобразователем, подключенным к выходу схемы амплитудно-фазового преобразования сигнала, сдвиговыми регистрами оперативной памяти, чио ло которых равно разрядности аналого-цифрового преобразователя, сумматором предыдущих отсчетов, подключенным к первым Й выходам сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором последующих отсчетов, подключенным к выходам и +2 — 2Ч +1 сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором конечных результатов, регистром памяти конечных результатов н цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к индикатору, и соединенными последовательно блоком управления, вход которого подключен к генератору, и шаговым сканатором, кинематически связанным с вихретоковым преобразователем, а входы управления аналого-цифрового преобразователя, сдвиговых регистров оперативной памяти и регистра памяти конечных результатов подключены к блоку управления.

1 11110

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промьппленности для определения дефек; тов токовихревым методом.

Известен вихретоковый дефектоскоп содержащий соединенные последовательно генератор, первичный преобразователь, схему амплитудно-фазовой обра- 1О ботки сигнала и индикатор .С1).

Недостаток известного устройства заключается в низкой помехоустойчивости измерений при совпадении фазы помехи с фазой полезнбго сигнала. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее соединенные последовательно генератор, вихретоковый пре- 2g образователь и схему амплитудно-фазового преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генератору, и индикатор С21.

Данное устройство характеризуется 25 недостаточной точностью из-sa невозможности отстройки от сигналов случайных помех (например, перекосов преобразователя), если сигнал помехи не отличается по фазе от полученного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее соединенные последовательно генератор, вихретоковый преобразователь и схему амплитудно-фазового преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генера- 40 тору, и индикатор, снабжено соединенными последовательно аналого-цифровым преобразователем, подключенным к выходу схемы амплитудно-фазового преобразования сигнала, сдвиговыми регистрами оперативной памяти, число которых и равно разрядности аналогоцифрового преобразователя, сумматором предыдущих отсчетов, подключенным к первым и выходам сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором последующих отсчетов, подключенным к выходам (4+2 - 28+1 сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором конечных результатов регистt 55 ром памяти конечных результатов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого. подключен к индикатору, и соединенными последовательно блоком

94 управления, вход которого подключен

° к генератору, и шаговым сканатором, кинематически связанным с вихрето,ковым преобразователем, а входы управления аналого-цифрового преобразователя, сдвиговых регистров оперативной памяти и регистра памяти конечных результатов подключены к блоку управления.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для вихретоковой дефектоскопии.

Устройство содержит вихретоковой преобразователь 1, шаговый сканатор

2, механически связанный с вихретоковым преобразователем 1, соединенные

l последовательно схему 3 амплитуднофазового преобразования сигналов, подключенную к вихретоковому преобразователю t, и аналого-цифровой преобразователь 4. Устройство содержит также блок 5 управления, выходы которого подключены к шаговому сканатору

2 и аналого-цифровому преобразователн

4, а сдвиговых регистров 6-9 оперативнзй памяти, число 1.1 которых равно разрядности аналого-цифрового преобразователя 4, входы которых подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя 4, сумматор 10 предыдущих отсчетов и сумматор 11 последующих отсчетов, подключенные к выходам сдвиговых регистров б — 9 оперативной памяти, н соединенные последовательно сумматор 12 конечных результатов, подключенный к выходам сумматоров 10 и 11 предыдущих и последующих отсчетов, регистр 13 памяти результатов, цифроаналоговый преобразователь 14 и индикатор 15. Входы управления сдвиговых регистров 6 - 9 оперативной памяти и регистра 13 памяти результатов подключены к блоку 15 управления.

Устройство содержит также генератор 16, выходы которого подключены к вихретоковому преобразователю 1, схеме 3 амплитудно-фазовой обработки сигнала и блоку 5 управления.

Устройство работает следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 1 перемещается шаговым сканатором 2 по поверхности контролируемого изде- лия (не показано) с шагом и частотой, задаваемым блоком 5 управления. Сигнал с вихретокового преобразователя

1 предварительно обрабатывается схемой 3 амплитудно-фазового преоб1111094

40 где (0„„), ° ., (u„» ) — последующие

sa точкой двоичные отсчеты, записанные в сдвиговых регистрах 6-9 оперативной памяти.

Сумматор 12 конечных результатов производит вычитание результатов,полученных в сумматоре.10 предыдущих отсчетов и в сумматоре 11 последующих

l отсчетов. Ло окончанию цикла обработки и предыдущих и N последующих двоичных чисел данные запоминаются буферным регистром 13 памяти результатов, с регистра которого они подаются на цифроаналоговый преобразователь

14, а с него — на индикатор 15, Затем начинается следующий цикл работы устройства. Данные с аналого -цифрового преобразователя 4 заносятся в

50 разования сигнала, реализующей изйерение проекции вектора сигнала вихретокового преобразователя на вектор опорного сигнала. Так как при сканировании над дефектом вектор сигнала на выходе вихретокового преобразователя 1 изменяет направление на противоположное, на выходе схемы 3 амплитудно-фазового преобразователя сигнала формируется знакопеременное на- 10 пря кение. Напряжение с выхода схемы

3 амплитудно-фазового преобразователя поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4 и преобразуется в цифровой код. С приходом управ- 15 ляющего сигнала от блока 5 .Управления этот код параллельно переписывается в И.-разрядные сдвиговые регистры 6-9 памяти.

Таким образом, в сдвиговые ре- 20 гистры 6-9 оперативной памяти с кажt дым шагом перемещения вихретокового преобразователя заносятся последова-, . тельно 2Й+1 отсчета. Одновременно каждый шаг сопровождается циклом об- 25 работки. Данные со сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти подаются на сумматоры 10 и 11 предыдущих и последующих отсчетов. На выходе сумма тора 10 предыдущих отсчетов формирует- 30 ся сумма вида

Ь = 4» Ь» --" " . где Ц, U<,..., Ug — двоичные числа, .записанные в сдвиговых регистрах 6-9 оперативной памяти.

35 !

Одновременно на выходе сумматора 11

:последующих отсчетов формируется сумма сдвиговые регистры 6-9, при этом результаты первого измерения. выталкиваются из сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти. Затем следует очередной цикл обработки результатов измерения. Полученный результат относим к 9+1 точке отсчета. В общем случае, устройство позволяет осуществлять преобразование сигнала вида

При этом отношение полезного сигнала, меняющего знак при изменении координаты к случайной некорректированной помехе, увеличивается в,М-1 раз, что объясняется правилом сложения среднеквадратической погрешности при суммировании сигналов. .Рассмотрим работу устройства при

2H+i = 5. "

На первом такте работы устройства по сигналу, вырабатываемому блоком

5 управления, производится его установка в состояние "0". На второмтакте работы производится запись ре-, зультатов преобразования в первые ячейки сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти. На выходе сумматора

10.предыдущих отсчетов будет результат

На выходе сумматора 11 последующих отсчетов получим =O (5)

В регистр 13 памяти результатов запишется при этом результат выраже-. ний (4,5). На третьем такте работы устройства результат, .записанный в первых ячейках сдвиговых регистров

6-9 оперативной памяти, сдвигается во вторые ячейки, при этом на выходах сумматора 10 предыдущих отсчетов и сумматора 11 последующих отсчетов будет результат.

UK4=U„»03;

Ugg =О.

В регистр 13 памяти результатов запишется Результат (6) °

На четвертом такте работы устройства данные предыдущих преобразований сдвигаются в регистрах 6-9 и занимают соответственно места: данные

1111094 Ы Ц + 6; 1%2 О2 } .

10 1 ;1 =02 03 l

Ц mQ

u,. (U, u,)-iО,.U,) UZ1=(4 (4 1

"хг U».

Оа-0< 06 О

Составитель Ю. Глазков

Редактор M. Келемеш Техред Т.Фанта

Корректор Г. Решетник .

Заказ 6303/36 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 первого преобразования будут записаны в третьих ячейках сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти, данные второго преобразования — во вторых ячейках и данные третьего преобразования — в первых ячейках регистров.

На выходах сумматоров 10 и 11 будет результат

Соответственно perистр 13 памяти результатов запоминает результат (7) .

На пятом такте заносятся данные преобразования в первые ячейки сдвиговых регистров 6-9, а остальные данные сдвигаются. На выходе сумматоров 10 и 11 появляется результат

На выходе сумматора 12 конечных результатов при этом получим

На шестом такте работы устройства данные шестого преобразования заносятся в первые ячейки сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти, предыдущие четыре отсчета сдвигаются.

В результате на выходах сумматоров 10 и 11 появляется результат

На выходе сумматора 12 конечных результатов получим

Полученный результат относим к третьей точке отсчета и запоминаем в регистре 13 памяти результатов.

15 На седьмом такте работы происходит запись результатов шестого преобразования в сдвиговых регистрах

6-9 памяти и сдвиг предыдущих отсче тов, при этом результат первого пре20 образования стирается.

В результате обработки на выходе сумматора 12 конечных результатов появится сумма

О =Cu,.u, -(u;u,), которую относим к четвертой точке отсчета. В дальнейшем работа устрой-, ства протекает аналогично описанному.

В результате применения предлагаемого устройства повышается точность

30 и достоверность контроля, его качество, что влечет за собой уменьшение числа отбракованнцх деталей, предотвращение преждевременного разрушения ответственных узлов изделий.