Патент ссср 175698

 

О П И С А Н И Е l75698

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсню

Социалистичесни2

Реслублии

Зависимое от авт. свидетельства №

К,л. 42k 46os

42k, 4604

Заявлено 27.VI,1964 (№ 908400125-28) с присоединением заявки №

МПК б 01п

G 01п

УДК 620.179.14.001.4. (088.8)

621.317.39.002.56 (088.8) П, иорнтет

Государствеиный момитет по делам изобретепий и отнрытий СССР

Опублшьовано 09.Х.1965. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 21.XII.1965

Автор изобретения

Б. В. Гончаров

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Подписная:pgn :а Л 172

Известны устройства для бесконтактного контроля изделий из немагнитных материалов, основанные на использовании метода вихревых токов, содержащие генератор напряжения высокой частоты; усилитель мощности, усиливающий напряжение высоко" частоты с генератора; датчик, питаемый переменным током от усилителя мощности; усилитель напряжения разбаланса, получаемого с датчика; фазовый детектор напряжения разбаланса, получаемого от этого усилителя, и индикатор дефектов, регистрирующий изменения напряжения на выходе фазового детектора.

Основной недостаток известных устройств заключается в том, что они имеют малую надежность контроля, так как при изменениях размеров и свойств контролируемых изделий изменяется и режим испытаний, что приводит к нарушениям правильности настройки их фазочувствительных схем.

Предло>кенное устройство отличается от известных тем, что в нем введена замкнутая система автоматического регулирования рабочей частоты, поддерживающая постоянство режима испытаний, выполненная из усилителя вносимого папря>кения измерительной катушки датчика; ограничителя усиленного вносимого напряжения; фазового детектора вносимого напряжения, получаемого с ограничителя; усилителя опорного напряжения для фазового детектора, получаемого с катушки датчика, не связанной с контролируемым изделием; усилителя постоянного тока, усиливающего напряжение разбаланса системы регулирования по фазовому углу, получаемое с фазового детектора; частотного модулятора, управляемого напряжением с усилителя постоянного тока и изменяющего ча10 стоту колебаний генератора до восстановления заданного значения фазы вносимого напряжения измерительной катушки датчика.

Это позволяет существенно повысить надежность контроля, так как при изменении

15 размеров и свойств контролируемых изделий не нарушается правильность работы устройства.

Кроме того, после усилителя вносимого напряжения выполнен выход для подключения

20 измерительных каналов, позволяющих измерять абсолютные значения диаметра и удельного электрического сопротивления контролируемых изделий.

Канал измерения диаметра выполнен из

25 амплитудного детектора вносимого напряжения, получаемого с усилителя; решающего усилителя, преобразующего квадратичную зависимость амплитуды вносимого напряжения от величины диаметра изделий в линей30 ную, и отсчетного прибора диаметра.

175698

Канал измерения удельного электрического сопротивления материала изделий выполнен из дифференцирующего усилителя вносимого напряжения, осуществляющего. умножение амплитуды вносимого напряжения на частоту рабочего электромагнитного поля датчика; усилителя напряжения, получаемого с дифференцирующего усилителя, и отсчетного прибора удельного электрического сопротивления.

Канал для измерения диаметра и канал для измерения удельного электрического сопротивления материала изделий электрически соединены.

На чертеже изображена блок-схема пред ложенного устройства.

Оно состоит из генератора 1 напряжения высокой частоты, усилителя 2 мощности высокой частоты, индуктивного датчика 3, усилителя 4 напряжения разбаланса, фазового детектора 5 напряжения разбаланса, усилителя опорного напряжения, индикатора 7 дефектов, усилителя 8 вносимого напряжения, выхода 9 для измерительных каналов, ограничителя 10 вносимого напряжения, фазового детектора 11 вносимого напряжения, усилителя 12 постоянного тока, частотного модулятора 18, амплитудного детектора 14, решающего усилителя 15, отсчетного прибора И диаметра, дифференцирующего усилителя 17, усилителя 18 напряжения, отсчетного прибора 19 удельного электрического сопротивления.

Принцип работы предложенного устройства заключается в следующем.

Генератор 1 вырабатывает напряжение высокой частоты, которое поступает на усилитель 2 мощности. Последний питает переменным током индуктивный датчик 8, измерительные катушки которого связаны через rtoток переменного магнитного поля с контролируемым изделием. Напряжение разбаланса, ьозникающее при наличии дефекта или структурной неоднородности на контролируемом участке изделия, поступает с датчика на усилитель 4. Оттуда напряжение разбаланса поступает на фазовый детектор 5, где сигналы дефектов и сигналы, вызванные структурными неоднородностями, разделяются. Для этого фаза опорного напряжения, подаваемого на фазовый детектор 5 с усилителя 6, уст»навливается равной фазе помехи. С фазового детектора 5 напряжение сигнала поступает на индикатор 7 дефектов.

Для поддержания постоянства режима испытаний при контроле изделий с различными геометрическими размерами и физическими свойствами в устройство введен» замкнутая система автоматического регулирования, изменяющая синхронно с изменениями параметров изделий частоту рабо;его электромагнитного поля датчика.

Для управления работой системы используется фаза вносимого напряжения измерительной катушки, поступающего с датчика 8

15 го

45 на усилитель 8. Вносимое напряжение далее поступает на выход 9 для подключения измерительных каналов и на ограничитель 10, выдающего напряжение постоянной амплитуды.

Ограниченное вносимое напряжение поступает на фазовый детектор 11, в котором осуществляется сравнение его фазы с фазой опорного напряжения, поступающего с усилителя б. При отклонении фазы вносимого напряжения от заданного зна -, ения в результате изменений параметров и свойств контролируемых изделий на выходе фазового детектора возникает сигнал разбаланса, который усиливается усилителем 12 постоянного тока и поступает в качестве управляющего напряжения на частотный модулятор 18. Частотный модулятор изменяет частоту колебаний генератора 1 до восстановления заданного значения фазы вносимого напряжения.

При контроле диаметра изделий с выходя для подключения измерительных каналов вносимое напряжение поступает на амплитудный детектор 14. Выпрямленное вносимое напряжение поступает на решающий усилитель 15, преобразующий квадратичную зависимость величины вносимого напряжения от диаметра изделий в линейную. Затем с усилителя 15 сигнал поступает на прибор отсчета диаметра.

При контроле удельного электрического сопротивления материала изделий с выхода для подключения измерительных каналов вносимое напряжение поступает на дифференцирующий усилитель 17, осуществляющий умножение амплитуды вносимого напряжения на рабочую частоту.

С усилителя 17 сигнал, пропорциональный величине удельного электрического сопротивления материала изделий, усиливается усилителем 18 и затем поступает па отсчетный прибор 19.

Канал выявления дефектов и измерительные каналы полностью независимы, и устройство может работать с одним из трех каналов или с двумя, а также с тремя каналами одно вр ем ен «о.

Предмет изобретения

1. Устройство для бесконтактного контроля изделий из немагнитных материалов, основанное на методе вихревых токов, содержащее генератор напряжения высокой частоты, усититель мощности, усиливающий напряжение высокой частоты с генератора, датчик, питаемый переменным током от усилителя мощности, усилитель напряжения разбаланса, получаемого с датчика, фазовый детектор напряжения разбаланса, получаемого от этого усилителя, и индикатор дефектов, регистрирующий изменения напряжения на выходе фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, введена замкнутая система агтоматического регулирования рабочей частоты, поддержи175698

Ва ощая постоянство режима испытаний, выполненная из усилителя вносимого напряжения измерительной катушки датчика, ограничителя усиленного вносимого напряжения, фазового детектора вносимого напряжения, получаемого с ограничителя, усилителя опори:>гî Hàttpÿæåíïÿ для фазового детектора, получаемого с катушки датчика, не связанной электрически с контролируемым изделием, усилителя постоянного тока, усиливающего напряжение разбаланса системы регулирования по фазовому углу, получаемое с фазового детектора, частотного модулятора, управляемого напряжением с усилителя постоянного тока и изменгнощего частоту колебаний генератора до госстановления заданного значения фазы вносимого напряжения измерительной катушки датчика, а также после усилителя вносиМОГО Н. IÏPßÆÐIIÈß ВЫНОЛНЕН ВЫХОД ДЛЯ ПОД ключения одного или более измерительныx каналов.

2. Устройство по п. 1, отличагощееся тем, что с выходом для подключения измерительных каналов электрически соединен канал измеренпя диаметра, выполненный из амплитуд ного детектора вносимого напряжения, получаемого с усилителя, решающего усилителя, преобразующего квадратичную зависимость амплитуды вносимого напряжения от величины диаметра изделий в линейную, и отсчетного прибора диаметра.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с выходом для подключения измерительных каналов электрически соединен канал измерения удельного электрического сопротивленияя материала изделий, выполненный из дифференцирующего усилителя вносимого напряжения осуществляющего умножение а;tплитуды вносимого напряжения на частоту рабочего электромагнитного поля датчика, усилителя напряжения, получаемого с дифференцирующего усилителя, и отсчетного прибора удельного электрического сопротивления.

4. Устройство по пп. 1, 2, 3, отличающееся тем, что с выходом для подключения измерительных каналов электрическ!! соединены канал для измерения диаметра н канал для измерения удельного электрического сопро25 тивления материала издел!!,;.