Электромагнитно-акустический дефектоскоп

 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для бесконтактной дефектоскопии металлопродукции электромагнитно-акустическим методом. Дефектоскоп позволяет повысить чувствительность контроля электромагнитно-акустическим методом при изменении частоты возбуждаемых в контролируемом изделии ультразвуковых колебаний. Электромагнитно-акустический дефектоскоп содержит генератор, усилитель, преобразователь, катушка которого выполнена в виде жгута из изолированных проводников, нормально закрытые ключи, число которых вдвое превышает число проводников, конденсаторы по числу проводников. Одна обкладка каждого конденсатора соединена с началом соответствующего проводника и подключена через ключ к выходу генератора, а другая - через ключ к земле. Кроме того, дефектоскоп снабжен парами встречно-последовательно включенных варикапов с резисторами по числу проводников катушки, блоком формирования управляющего напряжения, нормально закрытым ключом, а каждая пара варикапов подключена параллельно ключу, соединяющему обкладку конденсатора с землей. Общая точка пары варикапов через резистор соединена с выходом блока формирования управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, конец одного проводника катушки соединен с входом усилителя и через ключ с землей, а остальные концы проводников катушки соединены с землей непосредственно. Под действием управляющего напряжения каждый контур преобразователя при помощи системы варикапов настраивается на резонанс, соответствующий чистоте применяемых ультразвуковых колебаний. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУ4АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flP ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4400540/25-28 (22) 31.03 ° 88 (46) 30.10.89. Бюл. У 40 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии "Днепрчерметавтоматика" (72) О.В.Неволин, Ю.М.Шкарлет, Е.В.Холод, А.И.Бутенко, В.М.Таран, Ю.К.Тараненко, Г.И.Насельник и С.В.Тихонов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 794491, кл. G 01 N 29/04, 1972. (54) ЭЛЕКТРОИАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для бесконтактной дефектоскопин металлопродукции электромагнитно-акустическим методом. Дефектоскоп позволяет повысить чувствительность контроля электромагнитно-акустическим методом при изменении частоты возбуждаемых в контролируемом иэделии ультразвуковых колебаний. Электромагнитно-акустический дефектоскоп содержит генератор, усилитель, преобразователь, катушка которого выполнена в виде

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для бесконтактной дефектоскопии металлоизделий электромагнитно-акус.тическим методом.

„„SU„„1518783 А1 жгута иэ изолированных проводников, нормально закрытые ключи, число которых вдвое превьппает число проводников, конденсаторы по числу проводников. Одна обкладка каждого конденсатора соединена с началом соответствующего проводника и подключена через ключ к выходу генератора, а другая — через ключ к земле. Кроме того, дефектоскоп снабжен парами встречно-последовательно включенных варикапов с резисторами по числу проводников катушки, блоком формирования управляющего напряжения, нормально закрытым ключом. Каждая пара варикапов подключена параллельно ключу, соединяющему обкладку конденсатора с землей. Общая точка пары варикапов через резистор соединена с выходом блока формирования управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, конец одного проводника катушки соединен с входом усилителя и через ключ— с землей, а остальные концы проводников катушки соединены с землей непосредственно. Под действием управляющего напряжения каждый контур преобразователя при помощи системы варикапов настраивается на резонанс, соответствующий чистоте применяемых ультразвуковых колебаний. 2 ил.

Цель изобретения — повышение чувствительности дефектоскопа в широком диапаэоне частот эа счет автоматического управления резонансной частотой преобразователя в режиме приема.

1518783

На фиг.l показано конструктивное выполнение катушки преобразователя электромагнитно-акустического дефектоскопа на фиг.2 — схема предлагаеЭ

5 мого дефектоскопа.

Дефектоскоп содержит преобразователь, который состоит из катушки 1 индуктивности, намотанной жгутом, состоящим из изолированных проводников 2-5. Число проводников и конфигурация катушки индуктивности определяется параметрами контролируемого иэделия; два конца катушки условно обозначены как начало (н) и конец (к).lg

Кроме того, дефектоскоп содержит конденсаторы 6-9, нормально закрытые ключи 10-18, генератор 19, усилитель

20, блок 21 формирования управляющего напряжения, пары последовательновстречных включенных варикапов 2225 и резисторы 26-29. Ключи могут представлять собой, например, два диода, включенных встречно-параллельно ° Блок 21 формирования управляющего 25 напряжения может представлять собой преобразователь числа периодов в зондирующем импульсе в уровень постоянного напряжения, например, счетчик с цифроаналоговым преобразователем.

Начала проводников 2-5 соединены с выходом генератора 19 через ключи

lO-18, концы проводников 2-4 соединены с землей непосредственно, а конец проводника 5 — с входом усилителя 20 и с земпей через ключ 18.

Пары последовательно-встречно включенных варикапов 22-25 подключены параллельно ключам 14-17, соединяющим обкладки конденсаторов 6-9 с землей, 40

Вторые обкладки указанных конденсаторов через ключи 10-13 соединены с выходом генератора 19. Выход генератора 19 через блок 21 формирования управляющего напряжения и резисторы 45

26-29 подключен к общей точке пар варикапов 22-25, Дефектоскоп работает следующим образом.

Ключи 10-18 замыкаются зондирую50 щим импульсом, поскольку величина его напряжения превышает потенциальный барьер встречно-параллельно включенных диодов. При этом в блоке 21 формируется напряжение управления, пропорциональное числу периодов в зондирующем радиоимпульсе, Напряжение управления через резисторы 26-29 поступает на пары варикапов 22-25, однако указанного напряжения недостаточно для размыкания ключей 14-17.

Поэтому в режиме излучения каждому иэ проводников 2-5 подключен только один иэ конденсаторов 6-9 и образуется система параллельных контуров, настроенная на резонансную частоту, определяемую емкостью конденсаторов

6-9 и индуктивностью проводников 2-5.

В режиме излучения полоса пропускания преобразователя должна быть шире, чем при приеме, поэтому требование к настройке контуров в резонанс при излучении может не выполняться.

Вход усилителя 20 во время излучения через ключ 18 соединен с землей.

Зондирующий импульс генератора 19 создает в преобразователе 1 направленное электромагнитное поле, которое в объекте контроля через взаимодействие наведенных им вихревых токов с полем постоянного магнита трансформируется ь упругие колебания ультразвуковой частоты, после отражения которых от дефекта или противоположной стенки объекта контроля происходит обратное преобразование упругих колебаний в электромагнитное поле на поверхности объекта контроля. Укаэанное вторичное поле возникает после окончания зондирующего импульса. При этом ключи 10-18 размыкаются, усилитель 20 подключается к последовательному контуру из варикапов 25, конденсатора 9 и проводника 5. Под действием управляющего напряжения с блока 21 емкости варикапов настраиваются на резонанс всех контуров, образованных элементами с позициями 2, 6, 22; 2, 23, 7;

4, 24, 8; 5, входное сопротивление усилителя 20, 25, 9. Последний контур имеет электромагнитную связь со всеми остальными и при резонансе тока обеспечивает эффективный прием излученного сигнала.

Управляющее напряжение на выходе блока 21 удерживается до прихода следующего зондирующего импульса. Если частота заполнения последующего зондирующего импульса отличается от предыдущей, меняется выходное управляющее напряжение блока 21 и преобразователь автоматически настраивается на прием в резонанс. Последовательно-встречное включение варикапов в парах позволяет линеаризовать характеристику преобразования управляющеформула изобретения

Фиг.2

Составитель И.Кесоян

Техред А,Кравчук Корректор О.ципле

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 6602/51 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 15!87 го напряжения в емкость. Модуляция емкости варикапов входным напряжением в данной схеме не существенна, так как уровень входного сигнала сос5 тавляет единицы микровольт.

Электромагнитно-акустический дефек-10 тоскоп, содержащий генератор, усилитель, преобразователь, катушки которого выполнены в виде жгута иэ п изолированных проводников, 2п нормально закрытых ключей, и конденсато- 15 ров, одна обкладка каждого из которых соединена с началом соответствующего проводника и подключена через ключ к выходу генератора, вторые обкладки (п-1) конденсаторов через 20 соответствующие ключи соединены с землей, а конец одного иэ проводни83 б ков соединен с выходом усилителя и через ключ — с землей, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен и парами встречно-последовательно включенных варикапов, п резисторами, блоком формирования управляющего напряжения и дополнительным нормально закрытым ключом, каждая пара варикапов подключена параллельно ключу, соединяющему обкладку конденсатора с землей, а общая точка пары варикапов через резистор соединена с выходом блока формирования управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, вторая обкладка п-ro конденсатора через дополнительный ключ соединена с землей, а концы остальных проводников соединены с землей непосредственно.