Способ вихретокового контроля изделий
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности для дефектоскопии изделий из немагнитных материалов с низким значением электропроводности (σ *982MCM/M). ЦЕлью изОбРЕТЕНия яВляЕТСя пОВышЕНиЕ чуВСТВиТЕльНОСТи пРи КОНТРОлЕ издЕлий C НизКОй элЕКТРОпРОВОдНОСТью. Для эТОгО ВиХРЕТОКОВый пРЕОбРАзОВАТЕль, ВКлючЕННый B КОлЕбАТЕльНый КОНТуР, пиТАЕМый гАРМОНичЕСКиМ НАпРяжЕНиЕМ ВыСОКОй чАСТОТы, пРиВОдяТ B КОлЕбАТЕльНОЕ дВижЕНиЕ пО НОРМАли K пОВЕРХНОСТи КОНТРОлиРуЕМОгО издЕлия, ОпРЕдЕляюТ пРОизВОдНую ВыХОдНОгО НАпРяжЕНия КОНТуРА пО ВРЕМЕНи, изМЕРяюТ МАКСиМАльНОЕ зНАчЕНиЕ пРОизВОдНОй и пО НЕй СудяТ O КОНТРОлиРуЕМОМ пАРАМЕТРЕ. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ю1)5 G 01 N 27/90
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4677567/28 (22) 11.04.89 (46) 15.08.91 Бюл. М 30 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я. Пел ьше (72) Е.Н.Дерун (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 322602, кл. G 01 В 7/06, 1970. (54) СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности для дефектоскопии изделий из немагнитных маИзобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности для дефектоскопии изделий из немагнитных материалов с низким значением электропроводности (о< 2 МСм/M).
Цель изобретения — повышение чувствительности при контроле изделий с низкой электропроводностью за счет отстройки от мешающих параметров, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — зависимость выходного напряжения О» колебательного контура от зазооа при значениях электропроводности (Jf = 0.5 М Смlм, ор = 0,7 М См/м, оз = 0,9 МСм/м контролируемых изделий; на фиг. 3 — представлена зависимость максимальных значе5U 1670573 А1 териалов с низким значением электропроводности (гт< 2 MCM/м). Целью изобретения является повышение чувствительности при контроле иэделий с низкой электропроводностью. Поставленная цель достигается тем, что вихретоковый преобразователь, включенный в колебательный контур, питаемый гармоническим напряжением высокой частоты, приводят в колебательное движение по нормали к поверхности контролируемого изделия, определяют производную выходного напряжения контура по времени. измеряют максимальное значение производной и по ней судят о контролируемом параметре. 3 ил. ний производной по времени выходного напряжения колебательного контура от электропроводности контролируемых изделий.
Устройство, реализующее способ. состоит из генератора 1 гармонического напряжения высокой частоты, вихретокового преобразователя 2, вибромеханизма 3 для механических колебаний вихретокового преобразователя 2 по нормали к поверхности контролируемого изделия, колебательного контура 4, блока 5 обработки сигнала, дифференцирующего блока 6, выпрямителя
7 амплитудного значения, стрелочного индикатора 8.
Генератор 1 подключен к колебательному контуру 4. элементом которого является вихретоковый преобразователь 2, механически закрепленный на вибромеханизме 3.
Выход колебательного контура 4 присоеди1670573 нен ко входу блока 5 обработки сигнала.
Выход блока 5 обработки сигнала подключен к входу дифференцирующего блока 6.
Выход дифференцируащего блока 6 присоединен к входу выпрямителя 7 амплитудного значения. К выходу выпрямителя 7 амплитудного значения подключен стрелочный индикатор 8.
Способ реализуется следующим образом.
Вихретоковый преобразователь, вклюенный в кплебательный кон гур, устанавливают над поверх1остью контролируемого изд::лия и с помощью вибромеханизма 3 приводят в колебательное движение с постоянной частотой и амплитудой по норчали i ко1 гролируемой поверхности.
Затем определяют производную по времени выходного напря1кения контура и находят максимальн;е .начение производной, г.,э; ., ро1л судят î l r.,t тр.:ллруе,;ом парамет рс.
При пигании В, П от генератора 1 напряжение «а контурс пределяе1ся сопротивлением контура. 01носительное
1зменение сопротивления контура Ы/Z, выраженное через относительные изменения ак 1 вного сппроrивлeния ЛР/R и индук1ив,-..;,. .! /! В П;;t aþò вид
AZ 1 — с +(, 0
2+ «2,02
AL Г g G2 (1 - (}- + Р2/О где С - доброты сть контура, М вЂ” — — рагст ройка контура; в - круговая чагтма тока генератора, питающего контур; ю„- - резонансная частота контура;
L, R — индуктиг11 QGTb и активное сопротивление вихре гокового преобразователя;
%!, Л Г вЂ” приращения L u R ВТП от кон ро lw!, ло1о параметра о.
И. ннра,кения (1) видно, чго чувстви ельность контура к изменениям L и R, и следовзтельно, к и контролир„емо о иэделия зависит от расстройки (кс. г ура, При
=1, т.е. при резонансе Л2. /Z определяется выражением
AZ Л1. Лй (2)
Z 1 К
Г1олу ° 1енное выражение показывает, что относительное изменение напряжения на контуре определяется только относительными изменениями 1 и R ВТП.
Величину расстройки (>, соответствующую максимальному приращению напряжения на контуре 0Т величины контролируемого параметра, можно определить путем исследования выражения (1) на экстремум:
5 а --= u, 1 (г,)
11 hL t AR
1 (3) Из выражения (3) следует, что расстройка при которой чувствительность контура с
10 ВТП к контролируемому параметру максимальна, зависит от добротности контура Q u величин AL/L и hR/R. При Q» 1 и малых изменениях Л1 /L и Л Р/R контура, что имеет место при малых изменениях контроли15 руемого параметра (контрол изделий с низким о), выражечие для AZ/Z принимаЕт В11Д
Л С1 Л 1 AR г1ри и ". --- -- = - — — - -,—- -- —, (4)
Z 2 1 2 Я
QA 1
2 1 2 Я
Следовательно, чувствительность колебательного контура с ВТП к контролируемо25 му парамегру упри Следовательно, производная выходного на35 пряжения контура по времени в точке максимальной крутизны кривой Uir(h) принимает наибольшее значение. Кроме того, ее величина зависит от величины контролируемого параметра а. Вследствие колебания ВТП над поверхностью контролируемого иэделия выходное напряжение дифференцирующего блока 6 переменное, Амплитудное значение этого напряжения пропорционально проиэведе45 нию максимума производной на частоту колебаний ВТП. Если входное напряжение д 1фферен цирующего блока U,x,ä изменяется по гармоническому закону 0ьх.a=Urn э1п ant, (5) гле м — круговая частота колебаний ВТП. то выходное напряжение дифференцирующего блока Litt> д равно 1 U sx.д иых.дат = юг, UmcosN ltt. (6) 55 Выходное напряжение выпрямителя амплитудного значения равно величине wUm Сгедовательно, стрелочный индикатор 8 . лксирует напряг ение колебательно1670573 Фиг.1 Р/ Ю2 ДУ P4 ning ДХ Р7 Составитель О, Барышникова Редактор Ю, Петрушко Техред М,Моргентал Корректор Н. Король Заказ 2746 Тираж 377 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ro контура при максимальной чувствительности к О. Как видно из фиг. 3, между U> и измеряемым параметром о контролируемого изделия существует однозначная связь, Это 5 показывает. что на результаты контроля не влияет такои сильно мешающий параметр. как зазор. Формула изобретения 10 Способ вихретокового контроля изделий, заключающийся в том, что вихретоковый преобразователь, включенный в колебательный контур, питаемый гармоническим напряжением высокой частоты, приводят в колебательное движение по нормали к поверхности контролируемого иэделия и используют параметр выходного напряжения колебательного контура для получения результатов контроля, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле изделий с низкой электропроводностью, в качестве параметра выходного напряжения контура используют максимальное значение производной по времени.
