Способ вихретокового контроля

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и Сможет использоваться для дефектоскопии электропроводных изделий. Целью изобретения является повьппение надежности контроля за счет регистрации отклика вихревых токов с заданной глубины в момент отсутствия поля возбуждения . Для этого используют две или более токовых катушек, каждая из которых питается током заранее выбранной амплитуды и фазы с тем, чтобы максимум амплитуды результирующего электромагнитного поля находился под измерительной катушкой и на заданной глубине, при этом применяют импульсный режим - питают катушки импульсами синусоидального тока через промежуток времени, меньший чем длительность импульса, и измеряют сигнал измерительной катушки. 1 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3916883/25-28 (22) 24.06.85 (46) 15. 11. 86. Бюл. № 42 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) В.А. Сандовский (53) 620 ° 179.14(088.8) (56) Дефектоскопия, 1984, № 2, с. 46-49. (54) СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может использоваться для дефектоскопии электропроводных иэделий. Целью изобретения является повьппение надеж„„SU„„12?0116 А1

4 С 01 И 27/90 ности контроля за счет регистрации отклика вихревых токов с заданной глубины в момент отсутствия поля возбуждения. Для этого используют две или более токовых катушек, каждая из которых питается током заранее выбранной амплитуды и фазы с тем, чтобы максимум амплитуды результирующего электромагнитного поля находился под измерительной катушкой и на заданной глубине, при этом применяют импульсный режим — питают катушки импульсами синусоидального тока через промежуток времени, меньший чем длительность импульса, и измеряют сиг- нал измерительной катушки. 1 ил.

1270116

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для дефектоскопии электропроводных иэделий на заданной глубине. 5

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет регистрации отклика вихревых токов с заданной глубины в момент отсутствия поля возбуждения.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего способ.

Схема включает первую 1 и вторую

2 токовые катушки, измерительную катушку 3, последовательно соединенные генератор 4 синусоидального сигнала, коммутатор 5 и фаэовращатель б,подключенные к первой 1 катушке, аттенюатор 7, подключенный к второй icaтушке 2, генератор 8 коммутирующей частоты, подключенный к входу коммутатора 5, и последовательно соединенные блок 9 стробирования, блок

10 измерения и индикатор 11, подключенные к выходу коммутатора 5, а измерительная катушка 3 подключена к второму входу блока 10 измерения.

Способ основан на том, что с ис- 30 пользованием двух или более токовых катушек и при соответствующем выборе амплитуд и фаз питающих их токов, удается сформировать поле в контролируемом образце с максимумом на неко- 35 торой глубине. Регулировкой амплитуд и фаз по заданной программе можно перемещать этот максимум, возбуждая вихревые токи на заданной глубине иэделия. 40

Принцип возбуждения поля на заданной глубине изделия можно объяснить на примере двух возбуждающих токовых катушек. Известно выражение для расчета поля вектор-потенциала в электропроводном иэделии витком с током: (ф+di )

А =/ j 1 Г Х,(х)1,(б х)с1х, Px+ В

B=Rf2 fPPn6 - обобщенный вихретоковый параметр, O=h/R; h — зазор между витком и поверхностью образца;

I — амплитуда тока, протека- 55 ющего по витку; — частота этого тока; — магнитная проницаемость;

<з — удельная электрическая .проводимость Материала образца;

R — радиус витка, 1ZI

R б =1/R;Z f — координаты точки внутри образца, в которой рассчитывается поле, т.е. в формуле используются координаты, нормированные к радиусу витка.

Расчитывают по приведенной формуле поле в заданног на поверхности образца от двух витков с разными радиусами. Затем находят отношение амплитуд

N и разность фаз 9 . Для того, чтобы поле от двух витков компенсировать в заданной точке, надо ток в витке большего радиуса взять в N раэ больше, чем ток в первом витке, а его фазовый угол изменить в сторону опережения, т.е. +< = 7I -% . При этом поле, создаваемое в заданной точке на поверхности образца, будет состоять из двух полей одинаковой амплитуды,но с противоположными фазами, что и обеспечивает равенство нулю результирующего поля, При этом на некоторой глубине в металле поле оказывается максимальным.

Описанный способ формирования поля в образце является простейшим. В действительности формируют поле с использованием трех и более витков (системы катушек), добиваясь большей локализации поля внутри иэделия.

Однако величина полученного максимума электромагнитного поля на некоторой глубине изделия мала, по отношению внешнего поля возбуждения. Поэтому для надежной ее регистрации необходимо выключать внешнее поле в момент измерения. Причем измерительная катушка должна подключаться через промежуток времени после окончания возбуждения не больший, чем длительность, импульса возбуждения. В противном случае сИгнал отклика вихревых токов измерительной катушки из-эа затухания будет отсутствовать.

На чертеже представлена схема устройства осуществления предлагаемого способа, Способ реализуется следующим образом.

Генератором 4 синусоидального сигнала возбуждают катушки 1 и 2, причем амплитуда возбуждения устанавлиСоставитель В. Филинов

Редактор Н.Слободяник Техред И.Верес

Корректор Г. Решетник

Заказ 6093/19 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 о

3 1270 вается аттенюатором 7, а фаза — фаэовращателем 6, по заранее рассчитанным выражениям, например приведенным выше. Сигнал возбуждения подключается к катушкам 1 и 2 коммутатором 5, ко торый срабатывает от генератора 8 комкоммутирующей частоты в М раз (например, 30-40) меньшей частоты генератора 4. Таким образом формируется импульс возбуждения катушек 1 и 2. 10

Коммутатор 5 также управляет ралотой блока 9 стробирования, который вырабатывает стробирующие импульсы малой длительности, задержанные относительно конца коммутирующего им- 5 пульса на промежуток времени меньший, чем длительность импульса возбуждения. Измерительное устройство 10 работает во время подачи íà его вход стробирующих импульсов. Показания ин-20 дикатора 11 являются усредненными, так как рабочие импульсы повторяются

116 4 с частотой в М раэ меньшей, чем несущая частота генератора 4, и по ним определяют результат контроля.

Формула изобретения

Способ вихретокового контроля, заключающийся в возбуждении системой токовых катушек электромагнитного поля максимальной величины на заданной глубине контролируемого иэделия и регистрации отклика вихревых токов измерительной катушкой, по которому определяют результат контроля, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, возбуждают индуктивные катушки импульсом синусоидального тока заданной длительности и регистрируют сигнал измерительной катушки через промежуток времени меньший, чем длительность импульса возбуждения.