Вихретоковый способ контроля параметров немагнитного слоя и зазора

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может йайти применение в неразрзтаающем контроле качества изделий вихретоковым, ультразвуковым, индукционным и др. методами, а также в акустике, экранировании РЭА, индукционной воздушной и наземной электроразведке полезных ископаемых и т.п. Целью изобретения является повьшение точности контроля . Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем размещение вихретокового преобразователя в зоне контроля, изменяют частоту тока возбуждения преобразователя , обеспечивая проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной ипи большей толщине слоя, и измеряют амплитуду вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты. Параметры слоя определяют по результатам обработки параметров сигнала, измеренньпс в характерной точке, измеряют также частоту и фазу вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне их вариаций по результатам обработки параметров сигнала, измеренных на максимальной частоте. Определяют зазор между преобразователем и слоен, затем нормируют измеренную амплитуду сигнала по частоте и зазору, определяют также зависимость нормированной по частоте и зазору амплитуды от фазы сигнала, вносимого в преобразова тель электропроводящим немагнитным слоем толщиной, много большей глубины проникновения электромагнитного поля. Сравнивают пронормированные по частоте и зазору амплитуду на полученной зависимости и измеренную амплитуду сигнала при одном и том же значении фазы сигнала и фиксируют параметры сигнала при совпадении пронормированных амплитуд. При этом наиболее оптимальным является решение , в котором из множества фиксиру емых параметров сигналов, соответствующих совпадающим значениям пронормированных амплитуд, для последующей обработки выбирают параметры сигнала на минимальной.частоте. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,. SU„„1392347 А 1 (51 )4 0 01 В 7/1О ° G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

«

-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CC ф е

Cr

« (21) 4049626/25-28 (22) 08.04.86 (46) 30.04.88. Бюл. N 16 (71) Московский энергетический институт (72) Е.Г.Беликов и А.П.Тычинин (53) 620.179.142.5.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1211684, кл. G 01 N 27/90, 26.02.85, (54) ВИХРЕТОКОВЫИ СПОСОБ КОНТРОЛЯ

ПАРАМЕТРОВ НЕМАГНИТНОГО СЛОЯ И 3А30РА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может йайти применение в неразрушающем контроле качества изделий вихретоковым, ультразвуковым, индукционным и др. методами, а также в акустике, экранировании РЭА, индукционной воздушной и наземной электроразведке полезных ископаемых и т.п. Целью изобретения является повьппение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем размещение вихретокового преобразователя в зоне контроля, изменяют частоту тока возбуждения преобразователя, обеспечивая проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной ипи большей толщине слоя, и измеряют амплитуду вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты. Параметры слоя определяют по результатам обработки параметров сигнала, измеренных в характерной точке, измеряют также частоту и фазу вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне их ва-1 риаций по результатам обработки параметров сигнала, измеренных на максимальной частоте. Определяют зазор между преобразователем и слоем, затем нормируют измеренную амплитуду сигнала по частоте и зазору, определяют также зависимость нормированной по частоте и зазору амплитуды от фазы сигнала, вносимого в преобразова тель электропроводящим немагнитным слоем толщиной, много большей глубины проникновения электромагнитного поля. Сравнивают пронормированные по частоте и зазору амплитуду на полученной зависимости и измеренную амплитуду сигнала при одном и том же значении фазы сигнала и фиксируют параметры сигнала при совпадении пронормированных амплитуд. При этом наиболее оптимальным является решение, в котором иэ множества фиксиру емых параметров сигналов, соответствующих совпадающим значениям пронор мированных амплитуд, для последующей обработки выбирают параметры сигнала на минимальной. частоте. 1 s.n. ф-лы, 2 ил.

1392347

Изобретение относится к контрольо-измерительной технике и может быть спользовано при неразрушающем конроле качества иэделий.

Цель изобретения — повышение точности контроля путем определения характерной точки, как точки совпадения двух сигналон или точки пересечения двух амплитудно-фазовых зависимостей. 10

На фиг. изображена структурная схема одного из вариантов устройства рля осуществления предлагаемого спо. соба; на фиг. 2 — нормиронанные по частоте и зазору амплитуда А на по- 15 лученной зависимости и измеренная амплитуда А, сигнала от изменений фазы ц, как функции частоты сигнала.

Устройство для осуществления пред лагаемого способа содержит последона- 20

1 тельно соединенные генератор 1 регу,,лируемой частоты вихретоковый преоб, :разователь 2, измерительный блок 3, второй вход которого подключен к выходу генератора 1, блок 4 обработки . параметров сигнала, два других входа которого подключены соответственно к частотному и фаэовому выходам измерительного блока 3, второй измерительный блок 5, два других входа кото 0 рого соединены соответственно с фазо вым и частотным выходами измерительного блока 3, а четвертый вход - c выходом запоминающего блока 6, включенного по входу с фазовым выходом иэмерительног0 блока 3, и второй блок

7 обработки параметров сигнала, два других входа которого подключены соответственно к частотному и фазовому выходам второго измерительного блока

5. Второй выход блока 4 обработки и оба выхода блока 7 обработки являются выходами устройства s целом.

Способ основан на наличии счетного множества точек совпадения (пересечения) нормированных по частоте и зазору амплитудно-фазовой зависимости системы ",преобразователь-контролируемый слой" с амплитудно-фазовой зависимостью системы "преобразователь - электропроводящее немагнитное 50 изделие толщиной t

Способ осуществляют следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 2 размещают в зоне контроля. С помощью 55 генератора 1 регулируют частоту тока возбуждения преобразователя 2 в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщине слоя. После этого выходной сигнал преобразователя 2 поступает на вход измерительного блока 3, на второй вход которого . с выхода генератора 1 одновременно поступает опорный сигнал. С помощьв блока 3 измеряют параметры (амплитуду А,, фазу q, и частоту ы,) вносимого в преобразователь 2 сигнала. Затем напряжения, пропорциональные измеренным параметрам А,, с и ы, сиг1 нала, поступавт на соответствующие входы блока 4 обработки. В блоке 4 измеряются параметры сигнала на максимальной частоте, обрабатываются по известному алгоритму и по результатам обработки ныделявтся напряжение

U(h), пропорциональное зазору h между преобразователем 2 и контролируемым слоем. Кроме того, н блоке 4 осуществляется операция нормирования измеренной амплитуды А„ сигнала по частоте ь.„ сигнала и зазору h, т,е, выделяется сигнал А,. При этом сигнал А» действует на первом выходе блока 4 обработки, а сигнал U(h) на втором выходе блока 4, являвщимс одновременно выходом устройства в целом.

Экспериментальным или расчетным путем определяют также зависимость нормированной по частоте ы и зазору hо амплитуду А < от фазы, вносимого в преобразователь 2 электропроводящим немагнитным слоем толщиной, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля. Вводят полученную зависимость.в запоминающий блок 6. Затем напряжения, пропорциональные фазе у„ и частоте ы,, с выхода измерительйого блока 3 и напряжение, пропорциональное пронормированной амплитуде А „, с выхода блока 4 обработки поступают на входы второго измерительного блока 5, на четвертый блок которого с выхода запоминавщего блока 6 поступает напряжение, пропорциональное пронормированной амплитуде А" на полученной зависимости (фиг, 2). При этом вход запоминающего блока 6 является одновременно фаэоным выходом блока 3.

Во втором измерительном блоке 5 при измеренной фазе q, сигнала преобразователя 2 сравниваются пронор1392347 миронанная амплитуда А" на полученг ной зависимости и измеренная амплитуда А (фиг. 2) и при условии их

+ совпадения фиксируют параметры (А„

4 и ы,) сигнала преобразователя 2.

После этого напряжения, пропорциональные А», q, и ы,, поступают на входы второго блока 7 обработки. В блоке 7 осуществляется обработка параметров 10

А, у, и ы, сигнала, например, по соответствующим алгоритмам:

M(p)=1п(А + С1Ц /(У +С ), где (3=RItd,р; Ь

R --- -эквивалентный радиус ВТП; р — магнитная постоянная;

Aî=Aо/Ам 100;

А — максимальная вносимая н ВТП амплитуда сигнала, соответст-20 вующая минимально возможному при контроле значению зазора h u b-a

С,=5 и Су=1,6 (при H=h/Вп(0,1;

3,0 1 и ра(0,625; 402; 25 а также ойдо ) где С =(2-2,5) и; п=1,2,3,....

С устанавливают при градуировке на заданные диапазоны вариаций ь „, Ь и t no минимальной погрешности. При этом на выходе блока 7 действуют сиг- 35 налы u(C) и Б(1), пропорциональные соответственно только удельной электрической проводимости Й и толщине т слоя.

Дополнительное повьппение точности контроля параметров слоя достигается тем, что из множества фиксируемых в блоке 5 параметров сигналов, соответствующих совпадающим (точки/О и С 45 на фиг. 2) значениям пронормиронанных амплитуд, для последующей обработки в блоке 7 выбирают параметры сигнала, измеренные на минимальной частоте, т,е, н точке 0 (А, р, и ь>,), в 50 окрестности которой различие.(А,-А ) пронормиронанных амплитуд на смежных фазах (частотах) больше, нежели, например, в точке С. При этом С выбирают равным 2-2,5; а п=1. формула изобретения

1, Вихретоконый способ контроля параметров немагнитного слоя и зазора, заключающийся н том, что преобразователь размещают в зоне контро" ля, изменяют частоту тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей толщины слоя до величины, равной или большей толщины слоя, измеряют амплитуду вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты, измеряют амплитуду, фазу и частоту вносимого в преобразователь сигнала в характерной точке, по результатам обработки измеренных фазы и нормированной.по частоте амплитуды определяют удельную электрическую проводимость слоя, а по результатам обработки измеренной частоты и найденного значения удельной электрической проводимости определяют толщину слоя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности контроля, предварительно измеряют на максимальной частоте амплитуду и фазу вносимого в преобразователь сигнала, по результатам обработки фазы и нормированной по частоте амплитуды определяют зазор, изменяют частоту в выбранном диапазьне, определяют зависимость нормированной по частоте и зазору амплитуды от фазы сигнала, вносимого в преобразователь электропроводящим немагнитным слоем, толщиной много большей глубины проникнонения в него . электромагнитного поля, затем измеряют также частоту и фазу сигнала, вносимого в преобразователь контролируемым слоем, сравнивают пронормированные по частоте и sasopy измеренную амплитуду и амплитуду на полученной зависимости при одном и том же значении фазы сигнала, и определяют характерную точку по их совпадению.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что из множества фиксируемых параметров сигналов,соответствующих совпадающим значениям пронормированных амплитуд, для последующей обработки выбирают параметры сигнала на минимальной частоте.

1392347

Й о

Уию. 2

87 ptw), spud.

Составитель И.Кесоян

Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Редактор А.Ревин

«»

Заказ 1803/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4