Устройство для вихретокового контроля

 

Изобретение может быть использовано в машиностроении для дефектоскопии поверхностных слоев электропроводящих обьектов. Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля. Устройство содержит вихретоковый преобразователь 1, управляемый автогенератор 2, амплитудный детектор 3, два цифроаналоговых преобразователя 4,12, генератор 5 импульсов, формирователь 6 импульсов, источник 7 опорного напряжения, ЭВМ 8, блок 9 ввода-вывода, два регистра 10. 11, коммутатор 13, аналого-цифровой преобразователь 14, ЭВМ по заданной программе, хранящейся в памяти, устанавливает на управляющей шине коды, осуществляющие перевод блока 9 в режим ввода или вывода. По совмещенной шине адреса данных из ЭВМ 8 в блок 9 ввода-вызода поступают цифровые коды, которые в зависимости от кода управляющего слова ЭВМ воспринимаются блоком 9 ввода-вывода как данные для записи в регистры 10, 11 или как управляющее слово для управления работой устройства . Из блока 9 ввода-вывода в ЭВМ 8 по шине адреса данных передаются коды с & Ё 2 ю 00 ю СА)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (И) (t i) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841627/28 (22) 25.06.90 (46) 23.07.92. Бюл. hk 27 (71), Специальное конструкторско-технологическье бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко и Московский машиностроительный завод им. Хруничева (72) В.H,Ó÷àíèí, М. — Б.С.Гадомский, В.А.Воротынцев, Ю.ММирош и 8.Й;Владычин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1105802; кл. G 01 И 27/90. 1984.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1649412, «л. G 01 N 27/90, 1988.

Щелкунов Н.Н. и др, Микропроцессорные средства и системы. — М.: Радио и связь, 1989.

Цифровые и- аналоговые интегральные микросхемы/Под ред. С.В.Якубовского.—

М.; Радио и связь. 1989.

Учанин В.H.. Калинин Н.П., Зыбов В.H., Грабский К),C. Вихретоковый высокочастотный структуроскоп для выявлейия газонасыщенных слоев изделий иэ титановых

cAIIsIoB. — Техн. диагностика и неразруа. контроль. 1989, ЬЬ 4, с. 68-71. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано в машиностроении для дефектоскопии поверхностных слоев эаектропроводящих объектов. Цель изобретения — повышение производительности i» точности контроля.

Устройство содержит вихретоковый преобразователь 1, управляемый автогенератор

2, амплитудный детектор 3, два цифроана логовых преобразователя 4, 12, генератор 5 импульсов, формирователь 6 импульсов, источник 7 опорного напряжения, ЭВМ 8, блок

9 ввода-вывода, два регистра 10, 11, коммутатор 13, аналого-цифровой преобразователь 14. ЭВМ по заданной программе, хранящейся в памяти, устанавливает на управляющей шине коды, осуществляющие перевод блока 9 в режим ввода или вывода.

По совмещенной шине адреса данных из

ЭВМ 8 в блок 9 ввода-вывода поступают цифровые коды, которые s зависимости от кода управляющего слова ЗВМ восприниМаются блоком 9 ввода-вывода как данные для записи в. регистрй 10, 11 или как ynpasляющее слово для управленйя работой устройства. Иэ блока 9 ввода-вывода в ЭВМ 8 передаются коды с

1749823

/ выхода преобразователя 14. Изменяя коды регистров 10 и 11, а значит, и уровни управ- ляющих напряжений автогенератора 2 (например, напряжения питания и напряжения. управляющего параметрами элемента одного из его контуров). на выходе детектора 3 получают соответствующие заданным кодам уровни "отклика" автогенератора 2. ЭВМ обрабатывает имеющуюся информацию и выдает результаты анализа на устройства визуализации. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушаю- мы работы автогенератора, Зта оценка прощему контролю методом вихревых токов и изводится на этапе предварительных исслеможет быть использовано в машинострое- дований, зависит от влияния субьективных нии для дефектоскопии поверхностных сло- факторов. влияющих на точность. и требует ев электропроводящих объектов, . 5 больших затрат времени, что снижает проИзвестное устройстводля вихретоково- иэводительность. В йзвестном устройстве го контроля. содержащее последовательно отсутствует также возможность самокалибданные вихретоковый преобразователь рьвки. (ВТП), управляемый автогенератор и ампли- Цель изобретения — повйшение произтудный детектор, цифроаналоговый преоб- . 10 водительности и точности контроля за счет разователь(ЦАП), подключенный к йервому автоматического определенйя параметров управляющему. входу автогенератора, и ге- автогенератора и установки требуемых ренератор импульсов.. жимов работы и самокалибровки устройстНедостатком этого устройства являют- ва. ся низкая производительность и точность 15 Предлагаемое устройство для вихретоконтроля. Один из параметров автогенерато- кового контроля iso сравнению с известным ра (напряжение питания или управляющее должно определять параметры автогенера. напряжение) при смене преобразователя и тора по количественной оценке выходного изменении параметров коитролйруемых иэ- сигнала автогенератора с помощью ЗВМ, делий необходимо определять на этапе 20 проводитьанализ полученнойинформации, предварительных исследований; Кроме то- выбирать оптимальные значения параметго, необходимо производить дополнйтель- . ров автогенератора, производить сравненые регулировки, что связано с большими ние параметров при смене BTfl u затратами времени. Точность установки ре- изменении параметров контролируемых изжимов автогенератора зависит от влияния 25 делий, Использование в этих целях ЭВМ посубъективный факторов при определенйи высит производительность и точность работы параметров автогенератора в процессе на- . устройства. Кроме того, точность повысится в стройки, а большие затраты времени на нее связи с возможностью периодического контснижают производительность,,, ... роля управляющих напряжений автогенераНаиболееблизкимкпредлагаемомуяв-.30 тора и калибровки цепей задания этих ляется устройство для вихретокового конт- напряжений, роля. содержащее последовательно данные Поставленная цель достигается тем, что

ВЩ управляемый автогенератор и ампли-. устройство для вихретокового контроля, сотудный детектор, цифро-аналоговый преоб- держащее последовательно данные ВТП, разоаатель, подключенный к первому 35 управляемый автогенератор, и амплитуд- управляющему входу автогенератора, гене- ный детектор, ЦАП. подключенный к перворатор импульсов, источник опорного набуря- му управляющему входу автогенератора, жения и формирователь импульсов, генератор импульсов, формирователь имНедостатком известного устройства яв- пульсов и источник опорного напряжения, ляются низкая производительность и точ- 40 снабжено последовательно соединенными ность контроля, так как один из параметров электронно-вычислительной машиной автогенератора необходимо определять на (ЭВМ). блоком ввода-вывода и двумя региэтапе предварйтельных исследований и ус- страми, последовательно соединенными танавлиаать вручную при смене ВТП и из- вторым ЦАП, подключенным к выходу втомененйи параметров контролируемого 45 рого регистра, коммутаторами, второй и изделия. Кроме того, в известном.устройст- третий которого соединены соответственно ве не производится количественная оЦенка с выходами первого ЦАП и амплитудного выходного напряжения автогенератора, по детектора, а управляющий вход коммутатокоторомуопределяются оптимальные режи- ра подключен к блоку ввода-вывода. и ана1749823

6 лого-цифровым преобразователем (АЦП), 9 ввода-вывода, подключенный к объедивторой вход которого объединен с вторыми ненным входам регистров 10 и 11, является входами ЦАП и подключен к источнику многоразрядным выходом данных, остальопорного напряжения, третий выход АЦП ные выходы блока 9 ввода-вывода — управподключен к генератору импульсов, четвер- 5 ляющие, тый вход АЦП подключен через.формирова- На первом этапе управляющими сигнательимпульсовкблокуввода-вывода, выход лами с шины 18 блок 9 ввода-вывода устаАЦП подключен к блоку ввода-вывода пер- навливается в режиме ввода. по которому с вый вход первого ЦАП соединен с выходом шины 17 адреса/данных на управляющие первого регистра; а выход второго ЦАПпод- 10 выходы блока 9 ввода-вывода подается упключен к второму управляющему входу уп- раеляющее- слово. устанавливающее реравляемого автогенератора.;::: гистр 10 в режим записи, регистр 11 — s

На фиг. 1 представлена блок-схема уст- режим хранения, на выход "кемм1ггатора 13

-.. ройства; на фиг, 2- реализация сопряжения переключается выход ЦАП 4 и запускается

:: персональногокомпьютерасблоком ввода- 15 формирователь 6 импульсов. На выходе

:. вывода, . .: . данных блока 9 ввода-вывода устанавливаУстройство (фиг. 1) содержит последе- ется начальный код, которь и записывается вательно данные ВТП 1, уйравляемый авто- в регистр 10. преобразуется с-помощью ЦАП генератор 2 и амплитудный детектор 3, . 4 в аналоговый сигнал и через коммутатор первый 4 ЦАП 4. подключенный к первому 20 13 поступает на вход АЦП 14, Полученный управляющему входу управляемого автоге- после преобразования на выходе АЦР 14 нератора, генератор 5 импульсов, формиро- код подается на третий вход блока 9 вводаватель 6 импульсов, источник опорного - вывода. ЭВМ 8 выдает новое управляющее напряжения (ИОН) 7, последовательно сое- слово., которое устайавлйвает блок 9 ввоаддиненные ЭВЮ8, блок 9 ввода-вывода идва 25 вывода в режим вывода. Полученный на вырегистра — 10 и 11; Устройство содержит ходе АЦП 14 код поступает в центральный также последовательно соединенные вто- процессор 15. а котором происходит сраврой ЦАП 12, подключенный к выходувторо- нение посланного и полученных кодов. В го 11 регистра, коммутатор 13, второй и случае их неидентичности производится катретий входы которого соединены соответ- 30 либровка проверяемого канала. ственно с выходами первого ЦАП 4 и ампли- . На втором этапе упраляющее слово тудного детектора 3, а управляющий вход ЭВМ8устанавливаетблок9ввода-вывода в коммутатора подключен к блоку 9 ввода-вы- режим ввода данных, регистр 10 устанавливода, и АЦП 14, второй вход которого объе- вается в режим хранения. регистр 11 — в динен с вторыми входами ЦАП 4 и 12 и 35 режимзаписи, на выходкоммутатора13пепоДключен к ИОН 7. Третий выход АЦП 14 реключается выход ЦАП 12 и запускается подключен к генератору 5 импульсов, чет- формирователь 6 ймпульсов. На выходе вертый вход АЦП 14 подключен через фор- данных блока 9 ввода-вывода устанавливамирователь 6 импульсов к блоку 9 ется новый начальный код, который записыввода-вывода, выход АЦП 14 подключен к 40 вается в регистр 11, преобразуется ЦАП 12, блоку 9 ввода-вывода. первый вход первого в аналоговый сигнал и через коммутатор 13

ЦАП соединен с выходом первого 10регист- подается на вход АЦП 14, где образуется ра, а выход второго ЦАП 12 подключен к обратновцифровойкод. ЭВМ8сновавыдавторому управляющему входу управляемо- ет. управляющее слово, устанавливающее

ro автогенератора. .: 45 блок 9 ввода-вывода в режим вывода, Код

При типовой структуре ЭВМ 8, содержа- АЦП 14 поступает в центральный процессор щей центральный процессор 15; основную 15 для сравнения посланного и полученного память 16, совмещенную шину 17 адре- кодов. Аналогично производится калибров са/данных и шину 18 управления, двунап- ка второго канала до получения идентично-: равленная шина между ЭВМ 8 и блоком 9 50 сти посланног0 и полученного кодов. ввода-вывода подключена к шине 17 адре- После окончания калибровки устройстса/данных, а второй вход блока ввода-выво- ва ЭВМ 8 выдает управляющее слово, устада — к шине 18 управления, навливающее блок 9 ввода-вывода в режим

Устройство работает следующим обра-; ввода. На шине 17 адреса!данных выставзом. 55 ляется новое слово данных. Управляющие

По алгоритму. заданному программой . сигналы на выходе блока 9 ввода-вывода

ЭВМ 8, на вход блока 9 ввода-вывода по устанавливают коммутатор 13 для подклюшине 18 управления подаются управляю- . " чейия выхода детектора 3 на вход АЦП 14, щие сигналы, определяющие режим работы попеременно записывают в регистры 10 и блока 9 ввода-вывода. Третий выход блока 11 цйфровые коды. которые преобразуются

1749823

ЦАП 4 и 12 в аналоговые сигналы, которые интерфейса 20 и обратно осуществляется поступают на управляющие входы автогене- сигналом BS. Переключение передачи дан-. раторэ 2 и устанавливают начальный режим ных в интерфейсе 20 осуществляют управляего работы. Одновременно управляющий ющие сигналы с шины 18 управления, Порт сигнал запускает формирователь 6 импуль- 5 А интерфейса соединен с входом регистров

cos. импульс на выходе которого разрешает 10 и 11, порт B подключен к выходу АЦП 14 цикл преобразования АЦП 14, Следующее (3. 4). управля ощее choco 3BM 8 устанавливает 8 качестве регистров 10 и 11 испольэублок 9 ввода-вывода е режим. вывода, осу- ются буферйые регистры типа КР589ИР12, щестеляя передачу цифрового кода сигнала 10 s качестве ЦАП 4 и 12 — микросхемы типа на выходе автогенератора 2 в центральный К572ПА1, в качестве коммутатора 13 — мик-. йроцессор 15, .::: : росхема типа КР590КНЗ, в качестве АЦП 14

Таким образом, 38М 8 по задайной — мйкросхема типа К572П81. Формировапрограмме, хранящейся в памяти 16. уста- тель 6 импульсов выполнен на микросхеме навливзет нз управляющей шине 18 коды. 15 К155АГЭ, генератор 5 тактовых импульсоа осуществляющие перевод блока 9 ввода-вы- выполнен нэ микросхеме К155ЛАЗ, источвода в режим ввода или вывода. По совме- ник 7 Опорйого напряжения — нэ интегральщенной шине 17 адреса/данных из ЭВМ 8 ном стабилизаторе напряжения Ê142ÅÍ1. в блок 9 ввода-вывода поступают цифровые кода, которые. взаеисимостиоткодауправ- 20 . Формула и э обре те:H è я ляющвго слова ЗВМ 8. еосприйимаются устройство для еихретокового контроблоком 9 ввода-вйеодэ как данные для зэ- ля. содержащее последовательно соединенписи в регистры 10 и 11 или кэк управляю- ные вихретоковый преобразователь, щее слово для управления работой управляемыйэвтогенераториамплйтудный устройстве. Иэ блока 9 ввода-вывдз в ЭВМ 25 детектор, цифрозналоговый преобразова8 по вине 17 адреса/данййх передаются тель, подключенный к первому упраеляюкоды с выход АЦП 14. щему входу управляемого автогенератора.

Иэменяякодырегистров1Ои11,эзна- генератор импульсов, формирователь имчит, и уровни управляющих напряжений эе- пульсов и источник опорного напряжения; тогенератора 2 (например, напряжения 30 î t л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью питания и напряжения, управляющего па- повышения производительности и точности: раметрзми элемента одного из его конту- контроля, оно снабжено последовательно рое), нэ выходе детектора 3 получают соединеннымизлектронйо-вычислительной соответствующие заданным кодам .уровни машиной, блоком ввода-ей вода и двумя реоткяикэ эетогенерэтора 2. ЭВМ 8 обрабэты- 35 гистрами и последовательно соединенными вает имекицуюся информациЮ и выдает ре- вторым цифроаналоговым преобраэоватезультэты анализа на устройства лем, подключенным к выходу второго регивизуааизэции, . стра, коммутатором, второй и третий входы

8 частности, ЭВМ 8 нз дисйлее выводит которого соединены соответственно с выхографики зависимости выходного нзпряже- 40 дами первого цифроаналогового преобрания автогенератора 2 от изменения одного зователя и амплитудного детектора, а из управляющих найряженйй при постоян- управляющий вход коммутатора подключен . стев другого, распечатку значений упраеля- к блоку ввода-вывода, и аналого-цифровым ющих напряжений автогенератора 2 при преобразователем, второй вход которого экспериментальных значениях нэ его выхо- 45 объединен с вторыми входами цифроанаде (момент возникновения, срыва генера- логовых преобразователей и подключен к ций,максимзльноееыходноензпряжекиеи источнику опорного напряжения. третйй др.), соответствие параметров. управляю- вход аналого-цифрового преобразователя щих напряжений автогенератора 2 при сме- подключен к генератору импульсов,.четверне 8ТП 1 или изменении параметров 50 тый вход аналого-цифрового преобраэоваконтролируемыхизделий. теля подключен через формирователь

Персональный компьютер (фиг. 2) имеет " импульсов к блоку ввода- вывода. выход анасовмещенную шину 17 адреса/данных и лого-цифрового преобразователя подклюшину18управления,сблоком9веода-выво- чен к блоку ввода-вывода, первый вход да, Блок9 ввода/выводзсодержит шинный 55 первого цифроаналогового преобразоватеформирователь 19 типа К589АП16 и про- ля соединен с выходом первого регистра, а граммируемый параллельный интерфейс 20 вйход второго цифроаналогового преобратипа Ê580Â-855. Переключение передачи зователя подключен к второму управляющедзкных с шины 17 адреса/данных в порт му входу управляемого зетогенераторз, 1749823

Составитель

Техред М.Моргентал.

Корректор С,Черни

Редактор М.бланар

Заказ 2593 Тираж - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35. Раувскэл наб., 4/5

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