Способ и устройство для неразрушающего испытания материала испытываемого объекта

Авторы патента:

G01N27/90 - с помощью вихревых токов

Владельцы патента RU 2570593:

ИНСТИТУТ ДР. ФЁРСТЕР ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Согласно изобретению предложен способ неразрушающего контроля материала испытываемого объекта (8), движущегося мимо датчика (1) с переменной относительной скоростью, содержащий следующие этапы: регистрация сигнала (US) датчика посредством датчика (1); аналого-цифровое преобразование сигнала (US) датчика с получением оцифрованного сигнала (USD) датчика в виде последовательности цифровых слов с заранее заданной, в частности постоянной, частотой повторения слов; n-ступенчатое прореживание частоты повторения слов оцифрованного сигнала (USD) датчика или цифрового детектированного сигнала (UM), выделенного из оцифрованного сигнала датчика, причем это n-ступенчатое прореживание осуществляют с помощью n-каскадного прореживателя (от 5_1 до 5_n), где n≥2; выбор выходного сигнала (от UA_1 до UA_n) одного из n каскадов (от 5_1 до 5_n) прореживателя в зависимости от мгновенной относительной скорости; и фильтрация выбранного выходного сигнала посредством цифрового фильтра (7), синхронизированного с частотой повторения слов выбранного выходного сигнала. Изобретение обеспечивает возможность надежно и просто осуществлять неразрушающий контроль материала испытуемого объекта при переменных относительных скоростях испытуемого объекта. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для неразрушающего испытания материала испытываемого объекта.

При неразрушающем контроле материала выявляются дефекты в испытуемом объекте, например в металлической заготовке.

Согласно одному из вариантов способа контроля на испытуемый объект воздействуют периодическим переменным электромагнитным полем излучающей катушки, запитываемой синусоидальным током. Наводимые этим полем в объекте вихревые токи индуцируют в датчике, например, выполненном в виде катушки или узла катушек, периодический электрический сигнал несущей частоты, амплитуда и/или фаза которого характерным образом модулируются при наличии в испытуемом объекте дефекта, попавшего в зону измерения датчика.

При контроле материала испытуемый объект может двигаться относительно датчика с переменной скоростью, например, когда объект ускоряется или тормозится относительно датчика. Спектр возникающего в датчике сигнала, вызванного дефектом испытуемого объекта, зависит от относительной скорости объекта и датчика, поэтому сигнал датчика обычно приходится пропускать через связанные с относительной скоростью наборы фильтров, что вызывает дополнительные издержки.

Аналогичные проблемы возникают и в тех вариантах контроля, в которых на испытуемый объект не воздействуют сигналом несущей частоты, так как в этом случае спектр сигнала датчика зависит от относительной скорости.

В документе WO 2006/007826 А1 раскрыт способ неразрушающего и бесконтактного обнаружения дефектов в испытуемом объекте, движущемся относительно датчика с переменной скоростью. В этом способе на испытуемый объект воздействуют периодическим переменным электромагнитным полем излучателя, а датчик регистрирует периодический электрический сигнал несущей частоты, амплитуда и/или фаза которого модулируются при наличии в испытуемом объекте дефекта, причем каскад аналого-цифрового преобразователя запускается n-м целым числом периодов колебаний несущей частоты, при этом n выбирают, помимо прочего, в зависимости от указанной относительной скорости.

В основе настоящего изобретения лежит задача создания таких способа и устройства для неразрушающего испытания материала испытуемого объекта, которые позволяют надежно и просто осуществлять контроль материала при переменных относительных скоростях испытуемого объекта и датчика.

Решение этой задачи достигается разработкой способа по п. 1 и устройства по п. 7 формулы настоящего изобретения.

Способ неразрушающего контроля материала испытуемого объекта, движущегося относительно датчика с переменной скоростью, содержит следующие этапы. С помощью датчика регистрируют сигнал датчика, например ток и/или напряжение датчика; с помощью аналого-цифрового преобразователя преобразуют сигнал датчика в оцифрованный сигнал датчика в форме последовательности цифровых слов с заранее заданной, в частности постоянной, частотой повторения слов; с помощью n-каскадного прореживателя проводят n-ступенчатое, с n≥2, прореживание частоты повторения слов оцифрованного сигнала датчика или выделенного из оцифрованного сигнала датчика цифрового детектированного сигнала, причем каждый каскад прореживателя выдает цифровой выходной сигнал с уменьшенной, например, на одну (1) октаву частотой повторения слов, однако при постоянной длине слова; выбирают выходной сигнал одного из n каскадов прореживателя в зависимости от мгновенной относительной скорости и фильтруют выбранный выходной сигнал через цифровой фильтр, синхронизированный с частотой повторения слов выбранного выходного сигнала.

Реализация цифрового фильтра тем сложнее, чем дальше предельная частота фильтра отстоит от частоты дискретизации или частоты повторения слов (требуемые размеры слова, неустойчивости и т.д.). Поэтому согласно настоящему изобретению частоту повторения слов снижают перед фильтрацией насколько можно. Пониженная частота повторения слов может, например, составлять примерно от одной 20-й до одной 30-й максимальной встречающейся частоты сигнала. В применениях с колеблющейся относительной скоростью колеблется и частота сигнала. Это обстоятельство требует согласования в процессе работы предельных частот фильтра или фильтров с частотой сигнала. Изменение предельной частоты фильтра перенастройкой коэффициентов фильтрации без остановки производства проблематично (переходные процессы, проверка устойчивости всех наборов коэффициентов и т.д.). Но поскольку при цифровой фильтрации отношение предельной частоты к частоте дискретизации или частоте повторения слов постоянно, то вместо этого согласно настоящему изобретению используемая частота дискретизации или частота повторения слов динамически согласуется с мгновенной частотой сигнала, т.е. с относительной скоростью. Наборы коэффициентов фильтрации могут в этом случае оставаться неизменными.

Согласно одному из вариантов изобретения n-ступенчатое прореживание частоты повторения слов содержит следующие этапы. Прореживают частоту повторения слов в одном из каскадов прореживателя, в частности в первом каскаде, с регулируемым коэффициентом k, причем k≥2, предпочтительно 20≤k≤40, и прореживают частоту повторения слов в оставшихся каскадах прореживателя, в частности со второго по n-й, с постоянным для них коэффициентом два, т.е. ровно на октаву. Таким способом можно мелким шагом перекрыть большой динамический диапазон. Предпочтительно задавать k в зависимости от мгновенной относительной скорости.

Согласно одному из вариантов изобретения цифровой фильтр представляет собой полосовой фильтр, в частности, с заранее заданными, постоянными в процессе работы, т.е. в процессе неразрушающего контроля материала испытуемого объекта, коэффициентами фильтрации.

Согласно одному из вариантов изобретения частота повторения слов оцифрованного сигнала датчика или цифрового детектированного сигнала лежит в диапазоне от 1 кГц до 200 МГц, предпочтительно от 2 до 6 МГц.

Согласно одному из вариантов изобретения способ также содержит следующие этапы. Воздействуют на испытуемый объект переменным магнитным полем для создания в испытуемом объекте соответственного действующего переменного магнитного поля, причем переменное магнитное поле периодически меняется, по меньшей мере с одной заранее заданной несущей частотой, так что сигнал датчика содержит по меньшей мере одну несущую частоту, а его амплитуда и/или фаза модулируются в зависимости от свойств материала испытуемого объекта, и проводят цифровое детектирование оцифрованного сигнала датчика, при котором оцифрованный сигнал датчика перемножают с цифровым несущим сигналом по меньшей мере одной несущей частоты для получения оцифрованного детектированного сигнала в виде последовательности цифровых слов с заранее заданной частотой повторения слов аналого-цифрового преобразования.

Предложенное устройство выполнено с возможностью осуществления вышеуказанного способа и содержит датчик, аналого-цифровой преобразователь, выполненный для аналого-цифрового преобразования сигнала датчика в оцифрованный сигнал датчика, n-каскадный прореживатель, средство выбора, например матричный переключатель или коммутатор, выполненные для выбора выходного сигнала одного из n каскадов прореживателя в зависимости от относительной скорости, и цифровой фильтр.

Согласно одному из вариантов изобретения датчик представляет собой датчик магнитного поля, выполненный, в частности, для регистрации магнитного поля индуктивным способом или с использованием эффекта Холла.

Согласно одному из вариантов изобретения предусмотрены: средство создания магнитного поля, выполненное для воздействия на испытуемый объект переменным магнитным полем, и цифровой детектор, выполненный для цифрового детектирования оцифрованного сигнала датчика.

Ниже настоящее изобретение раскрывается со ссылкой на чертеж, представляющий предпочтительный вариант осуществления изобретения. При этом на фиг. 1 схематически представлено устройство для неразрушающего испытания материала испытуемого объекта 8, который движется мимо магнитного датчика 1 с переменной, известной устройству относительной скоростью и с помощью не показанных подробно средств создания магнитного поля подвергается воздействию переменного магнитного поля, создаваемого сигналом возбуждения, причем сигнал возбуждения, а вместе с ним и переменное магнитное поле, периодически изменяют по меньшей мере с одной заранее заданной частотой возбуждения или несущей частотой. Частота возбуждения или несущая частота может, например, лежать в диапазоне от 1 до 500 кГц.

Благодаря этому в испытуемом объекте создается соответственное действующее переменное магнитное поле, так что сигнал US датчика содержит по меньшей мере одну несущую частоту, а его амплитуда и/или фаза модулируются в зависимости от свойств материала испытуемого объекта.

Сигнал US датчика фильтруют подключенными далее противопомеховыми фильтрами 2 и затем с помощью аналого-цифрового преобразователя 3 преобразуют из аналоговой форму в цифровую для получения оцифрованного сигнала USD датчика в виде последовательности цифровых слов с заранее заданной постоянной частотой повторения слов и заранее заданной постоянной длиной слова. Таким образом, сигнал US датчика оцифровывают с постоянной частотой повторения слов или частотой дискретизации с квантованием по амплитуде и времени. Частота повторения слов определяется аналого-цифровым преобразователем 3 и составляет, например, 4М (4×2²⁰) отсчетов в сек. Аналого-цифровой преобразователь 3 и предвключение противопомеховых фильтров 2 обеспечивают выполнение условий теоремы Шеннона, т.е. входной сигнал аналого-цифрового преобразователя 3 содержит только частотные составляющие < 2 МГц.

Цифровой детектор 4 служит для цифрового детектирования оцифрованного сигнала USD датчика, при этом оцифрованный сигнал USD датчика перемножают с не показанным подробнее оцифрованным несущим сигналом по меньшей мере одной несущей частоты для получения таким образом оцифрованного детектированного сигнала UM в виде последовательности цифровых слов с заранее заданной частотой повторения слов. Детектирование производят синхронизированно с сигналом возбудителя, чтобы можно было определить содержащий результаты контроля сдвиг фаз между сигналом возбудителя и сигналом US датчика. Детектирование осуществляют перемножением с сигналом возбудителя при сохранении полной частоты повторения слов аналого-цифрового преобразователя 3.

Детектирование может выполняться дважды: во-первых, перемножением с косинусным сигналом несущей частоты для получения Х-компоненты, и, во-вторых, перемножением с синусным сигналом несущей частоты для получения Y-компоненты. При этих перемножениях возникают сумма и разность имеющегося спектра и несущей частоты. Дальнейшую обработку каждой из детектированных компонент осуществляют идентичным образом, поэтому дальнейшая обработка раскрыта далее на примере только одной компоненты.

Обычно детектирование производят с 1 или 2 опросами или выборками отсчетов за период несущей при постоянных фазовых углах. В этом случае детектирование означает одновременную дискретизацию с несущей частотой или удвоенной несущей частотой. Чтобы избежать помех в результате наложения спектров, перед этим детектированием частотные диапазоны около 0 Гц и вокруг несущей частоты и кратные им должны быть подавлены фильтром защиты от наложения спектров.

Детектирование согласно настоящему изобретению выполняют с полной, постоянной частотой повторения слов аналого-цифрового преобразователя 3, так что детектирование не зависит от частоты возбудителя или несущей частоты. За счет этого схемные издержки на аналоговую часть перед аналого-цифровым преобразователем 3 сводятся к минимуму, именно к постоянному противопомеховому фильтру нижних частот при половинной частоте повторения слов или частоте повторения слов аналого-цифрового преобразователя 3. Благодаря тому, что частота повторения слов до и в процессе детектирования не уменьшается, противопомехового фильтра перед детектированием не требуется.

Прореживатель с n каскадами от 5_1 до 5_n служит для n-ступенчатого прореживания частоты повторения слов цифрового детектированного сигнала UM, причем выходы каскадов 5_1 - 5_n прореживателя соединены с соответствующими входами средства выбора в виде матричного переключателя 6. Число n каскадов прореживателя может составлять, например, 13.

В детекторе 4 или после него предусмотрено включение не показанного фильтра нижних частот, параметры которого рассчитаны так, чтобы происходило достаточное подавление паразитных сигналов детектирования удвоенной несущей частоты. Одновременно этот фильтр служит фильтром защиты от наложения спектров перед прореживанием частоты повторения слов.

Выход матричного переключателя 6 соединен с цифровым полосовым фильтром 7 в качестве фильтра приложения, причем матричный переключатель 6 выбирает каскад прореживателя в зависимости от мгновенной относительной скорости, значение которой подается на матричный переключатель 6 от скоростемера 9. Выбранный матричным переключателем 6 выходной сигнал служит входным сигналом для полосового фильтра 7, синхронизированного с соответственно уменьшенной частотой повторения слов выбранного выходного сигнала.

Благодаря тому, что синхронизация полосового фильтра 7 зависит от относительной скорости, предельные частоты фильтра оказываются автоматически согласованы с мгновенной относительной скоростью, так что зависящий от относительной скорости спектр выдаваемого датчиком 1 сигнала учитывается автоматически и для этого не нужны обычно требуемые наборы фильтров, зависящие от относительной скорости.

Полосовой фильтр 7 или фильтр 7 приложения, содержащий фильтр 7а нижних частот и фильтр 7b верхних частот, служит по существу для подавления помех, специфических для данного приложения. Помехи, подлежащие фильтрации, порождаются, в основном, материалом испытуемого объекта, например, неоднородностями структуры, отклонениями проницаемости, шероховатостью поверхности и т.д. Здесь важен фильтр 7b верхних частот. Фильтр 7а нижних частот служит для подавления низкочастотных помех, например, фона сети переменного тока и т.п.

Полоса пропускания фильтра 7 приложения соответствует частотам различных искомых дефектов материала при данной скорости продвижения (от узких трещин, пересекаемых поперек, до широких трещин, пересекаемых под углом). На выход фильтра 7 приложения выдается прошедший соответствующий полосовой фильтр детектированный сигнал, который, например, при необходимости может быть после дальнейшего уменьшения частоты повторения слов проанализирован в микропроцессоре или специализированном устройстве для выявления дефектов в испытуемом объекте.

В приложениях с колеблющейся скоростью продвижения или относительной скоростью колеблется и частота сигнала. Это обстоятельство требует согласования в процессе работы предельных частот фильтра или фильтров приложения с частотой сигнала. Изменение предельной частоты фильтра перенастройкой коэффициентов без остановки производства проблематично (переходные процессы, проверка устойчивости всех наборов коэффициентов и т.д.). Однако, поскольку при цифровой фильтрации отношение предельной частоты к тактовой частоте, т.е. к частоте повторения слов, постоянно, то вместо этого тактовая частота динамически согласуется с частотой сигнала. Наборы коэффициентов фильтра 7 приложения могут в этом случае оставаться в процессе работы неизменными.

Ширина полосы должна быть настраиваемой в зависимости, с одной стороны, от встречающихся дефектов материала, а с другой, от появления сигналов помех. Если фильтр 7а нижних частот фильтра 7 приложения эксплуатируется всегда с одним и тем же набором коэффициентов, то для фильтра 7b верхних частот фильтра 7 приложения могут быть приготовлены несколько наборов коэффициентов для конкретных приложений, из которых оператор при наладке может выбрать нужные для данного приложения. Однако в процессе работы испытательного устройства нет необходимости менять набор коэффициентов.

Реализация фильтра 7 приложения тем сложнее, чем дальше предельная частота фильтра отстоит от тактовой частоты фильтра 7 приложения. В связи с этим всегда подготавливается с помощью прореживателя оптимизированная тактовая частота, т.е. частота повторения слов. К примеру, частота повторения слов может быть снижена с помощью прореживателя до одной 24-й от наиболее вероятной частоты сигнала.

Прореживание производят не одним этапом, а делят на ступени; на первой ступени 5_1 прореживания частоту повторения слов изменяют в пределах октавы, а на каждой из соединенных в цепочку ступеней от 5_2 до 5_n частоту повторения слов уменьшают вдвое.

После каждого каскада 5_2 - 5_n в цепи прореживания или делений пополам предусмотрен отвод. Это значит, что одновременно имеются сигналы многих частот регистрации с октавным шагом. При изменении частоты сигнала можно с помощью матричного переключателя 6 перейти на другой, соответственный отвод. Динамический диапазон возможных переключений путем удлинения цепи каскадов 5_2 - 5_n делений пополам можно, в принципе, сделать сколь угодно большим.

Каждый из каскадов 5_1 - 5_n прореживания содержит не показанный фильтр прореживания с меньшим расстоянием между предельной частотой и соответствующей частотой повторения слов, так что фильтры прореживания могут быть выполнены простыми и устойчивыми.

Первый каскад 5_1 прореживания понижает частоту от частоты повторения слов аналого-цифрового преобразователя 3 до наивысшей требуемой частоты регистрации с варьируемым в пределах октавы коэффициентом прореживания k, где k, например, равен 20, 21, 22 … 40. Снижение частоты может, например, происходить таким образом, что после взятия некоторого отсчета k-1 ближайших отсчетов удаляются. К примеру, в первом каскаде 5_1 прореживания частота повторения слов может быть за 20 шагов изменена на октаву при ширине шага ≤5%.

Изменение k происходит при согласовании с частотой сигнала, которая, в свою очередь, определяется по относительной скорости. При колеблющейся относительной скорости производятся регулярные замеры скорости, и, вместе с ней, динамически в ходе работы определяют величину k понижения частоты.

Диапазон изменений частоты повторения слов расширяется октавными шагами на ступенях 5_2 - 5_n прореживания до самой нижней требуемой частоты повторения слов. Понижение частоты с коэффициентом 2 осуществляют отбрасыванием каждого второго отсчета.

Цепочка каскадов 5_2 - 5_n прореживания всегда задействуется на всю длину соответственно минимальной частоте сигнала. После каждой ступени деления пополам может быть использован отвод для дальнейшей обработки испытательного сигнала. Сам же прореживатель остается при этом всегда неизменным.

Понятно, что в случае немодулированных сигналов датчиков от детектора можно отказаться.

Показанные варианты изобретения позволяют надежно и просто осуществить контроль материала при переменной относительной скорости испытуемого объекта и датчика.

1. Способ неразрушающего испытания материала испытываемого объекта (8), движущегося мимо датчика (1) с переменной относительной скоростью, содержащий следующие этапы:
- регистрация сигнала (US) датчика посредством датчика (1);
- аналого-цифровое преобразование сигнала (US) датчика с получением оцифрованного сигнала (USD) датчика в виде последовательности цифровых слов с заранее заданной, в частности постоянной, частотой повторения слов;
- n-ступенчатое прореживание частоты повторения слов оцифрованного сигнала (USD) датчика или цифрового детектированного сигнала (UM), выделенного из оцифрованного сигнала датчика, причем это n-ступенчатое прореживание осуществляют с помощью n-каскадного прореживателя (от 5_1 до 5_n), где n≥2;
- выбор выходного сигнала (от UA_1 до UA_n) одного из n каскадов прореживателя (от 5_1 до 5_n) в зависимости от мгновенной относительной скорости;
- фильтрация выбранного выходного сигнала посредством цифрового фильтра (7), синхронизированного с частотой повторения слов выбранного выходного сигнала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное n-ступенчатое прореживание частоты повторения слов содержит следующие этапы:
- прореживание частоты повторения слов в одном из каскадов прореживателя, в частности в первом каскаде (5_1), с задаваемым коэффициентом k, где k≥2 и предпочтительно 20≤k≤40,
- прореживание частоты повторения слов в оставшихся каскадах прореживателя, в частности со второго по n-й каскад (от 5_2 до 5_n), с постоянным для них коэффициентом два.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что k задают в зависимости от мгновенной относительной скорости.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что цифровой фильтр (7) представляет собой полосовой фильтр, в частности, с заранее заданными, постоянными в процессе работы коэффициентами фильтрации.

5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что частота повторения слов оцифрованного сигнала датчика или цифрового детектированного сигнала лежит в диапазоне от 1 кГц до 200 МГц, в частности от 2 до 6 МГц.

6. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
- воздействие на испытуемый объект (8) переменным магнитным полем для создания в испытуемом объекте (8) соответствующего переменного магнитного поля, причем это переменное магнитное поле периодически меняют по меньшей мере с одной заранее заданной несущей частотой, так что сигнал (US) датчика содержит по меньшей мере одну несущую частоту, а его амплитуду и/или фазу модулируют в зависимости от свойств материала испытуемого объекта;
- цифровое детектирование оцифрованного сигнала (USD) датчика путем его перемножения с оцифрованным несущим сигналом, характеризующимся указанной по меньшей мере одной несущей частотой, для получения указанного цифрового детектированного сигнала (UM) в виде последовательности цифровых слов с заранее заданной частотой повторения слов.

7. Устройство для осуществления способа по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что содержит
- датчик (1),
- аналого-цифровой преобразователь (3), выполненный с возможностью аналого-цифрового преобразования сигнала (US) датчика с получением оцифрованного сигнала датчика,
- n-каскадный прореживатель (от 5_1 до 5_n),
- средство (6) выбора, выполненное с возможностью выбора выходного сигнала (от UA_1 до UA_n) одного из n каскадов прореживателя (от 5_1 до 5_n) в зависимости от относительной скорости,
- цифровой фильтр (7).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что датчик (1) представляет собой датчик магнитного поля, выполненный, в частности, с возможностью регистрации магнитного поля индуктивным способом или с использованием эффекта Холла.

9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что содержит
- средство создания магнитного поля, выполненное с возможностью воздействия на испытуемый объект переменным магнитным полем,
- цифровой детектор (4), выполненный с возможностью цифрового детектирования оцифрованного сигнала датчика.

Использование: для неразрушающего контроля качества пайки токоведущих соединений. Сущность изобретения заключается в том, что предварительно определяют уровень пропаянности, для чего калибруют первую шкалу вихретокового устройства контроля, используя образец, имитирующий пропаянность 0%, у которого зазор между стенками П-образной оправки и вкладываемой в нее медной пластиной запаян только по поверхности.

Устройство для вихретоко-магнитной дефектоскопии ферромагнитных объектов // 2566416

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано для выявления и определения параметров подповерхностных дефектов в ферромагнитных объектах.

Устройство и способ для обнаружения питтинговой коррозии в газовых турбинах // 2563606

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения коррозии в лопатках газотурбинной установки. Сущность: датчик содержит детекторную головку, форма которой согласована с геометрией поверхности переходной секции лопатки газовой турбины.

Устройство и способ регистрации электропроводных частиц в жидкости // 2562911

Изобретение относится к устройству для регистрации электропроводных частиц (20) в жидкости (16), текущей в трубе (10) со скоростью (v), причем передающие катушки (18) подвергают жидкость воздействию периодических переменных электромагнитных полей для наведения в частицах вихревых токов, улавливающие катушки (15) регистрируют периодический электрический сигнал, соответствующий вихревым токам и содержащий несущее колебание, при этом, когда частицы попадают в эффективную ширину зоны чувствительности улавливающих катушек, наличие частицы способствует формированию амплитуды и/или фазы сигнала, каскад аналого-цифровых преобразователей преобразует сигнал улавливающей катушки в цифровую форму, блок (17, 19, 35, 37, 52, 60, 68, 74, 76, 78, 80, 88, 90, 94) обработки сигналов создает полезный сигнал из сигнала улавливающей катушки, преобразованного в цифровую форму, и блок (50, 60, 64) обработки данных обрабатывает полезный сигнал, чтобы зарегистрировать прохождение в трубе электропроводных частиц.

Узел проходной катушки, устройство для проверки длинномерных изделий, снабженное таким узлом, и способ проверки длинномерных изделий // 2561007

Использование: для проверки длинномерных изделий с помощью вихревых токов. Сущность изобретения заключается в том, что узел проходной катушки (100) для применения в устройстве проверки длинномерных изделий непрерывным способом с помощью вихревых токов включает узел катушки возбуждения с катушкой возбуждения (122), окружающей проходное отверстие (112) для пропуска длинномерного изделия (190) в направлении прохода (192), и расположенный вокруг проходного отверстия узел приемной катушки.

Устройство контроля двигателя турбомашины // 2555214

Настоящее изобретение относится к устройству производимого без демонтажа неразрушающего контроля конструктивных элементов двигателя, в частности турбомашины. Устройство (10) производимого без демонтажа неразрушающего контроля конструктивных элементов двигателя турбомашины, содержащее трубку (12), на дистальном конце которой установлен палец (14), который удерживает на одном из своих концов пластинку (16) поддержки инструмента контроля (18), а на своем противоположном конце лапку (20) поддержки и (или) зацепления на конструктивном элементе двигателя; причем эта лапка перемещается в направлении (30), параллельном продольной оси пальца.

Устройство неразрушающего контроля детали // 2548581

Изобретение относится к устройствам контроля вихревыми токами для определения дефектов на поверхности или на малой глубине детали, в частности лопасти вентилятора авиационного двигателя.

Способ настройки вихретокового дефектоскопа // 2548384

Изобретение относится к измерительной техники, конкретно к способам неразрушающего контроля, и позволяет повысить точность определения параметров дефектов. Снимают годографы влияния зазора между преобразователем и объектом контроля на сигнал на бездефектном участке настроечного образца и на участке этого образца с калибровочным дефектом известной величины.

Устройство двухпараметрового контроля толщины электропроводных покрытий // 2533756

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и изделий и может быть использовано для измерения толщины немагнитных металлических покрытий на диэлектрической основе или на немагнитной основе с другой удельной электрической проводимостью.

Способ измерения толщины неферромагнитного электропроводящего покрытия стали // 2532858

Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом вихревых токов. Способ заключается в том, что измерителем возбуждают в изделии электромагнитное поле гармоническим сигналом u1(ωt), получают сигнал u2(ωt), пропорциональный электромагнитному полю вихревых токов, наведенному в изделии, оценивают фазовый сдвиг Δφ сигнала u2(ωt) относительно u1(ωt), по которому судят о толщине покрытия.

Способ оценки качества паяного соединения обмоток электрических машин // 2572791

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов с помощью вихревых токов и может быть использовано для контроля качества паяных соединений обмоток различных электрических машин (ЭМ) при производстве и ремонте. Способ оценки качества паяного соединения обмоток электрических машин заключается в том, что зондируют соединение вихретоковым измерителем, для чего обмоткой возбуждения, расположенной с одной стороны соединения, создают магнитное поле, которое принимают соосной измерительной обмоткой, расположенной с противоположной стороны соединения. Измеряют амплитуду принятого сигнала. Перед измерениями калибруют измеритель, для чего зондируют образцовые: непропаянное, полностью пропаянное, а затем исследуемое соединение. Оценивают качество исследуемого паяного соединения обмотки электрической машины, сопоставляя амплитуды принятого от него сигнала с сигналами от образцовых соединений. При зондировании соединений дополнительно измеряют фазу принятого сигнала, при калибровке зондируют непропаянное и полностью пропаянное соединения несколько раз при различных относительных положениях соединения и обмоток измерителя. Вычисляют положение равноудаленной точки комплексной плоскости, относительно которой амплитуда принятых сигналов не зависит от относительного положения соединения и обмоток как для непропаянных, так и пропаянных соединений. Для оценки степени пропаянности соединения используют соотношения амплитуд принятых сигналов образцовых и исследуемого соединений, пересчитанные относительно равноудаленной точки. Технический результат заключается в повышении точности измерений. При этом процесс измерений становится инвариантным к точности установки обмоток и их размеров по отношению к паяному соединению. 2 ил.

Способ и устройство для обнаружения дефектов посредством вихревых токов // 2574420

Изобретение относится к дефектоскопии посредством вихревых токов. Сущность: способ обнаружения дефектов посредством вихревых токов включает в себя этап синхронизации, на котором синхронизируют фазу напряжения возбуждения, прикладываемого средством управления катушкой к катушке возбуждения для генерирования вихревого тока в исследуемом объекте, с фазой напряжения управления, имеющего более высокую частоту, чем напряжение возбуждения, прикладываемое средством управления устройством к устройству на основе эффекта магнитного импеданса, для обнаружения изменения магнитного поля, возникающего в катушке возбуждения; и этап обнаружения магнитного поля (S5), на котором обнаруживают изменение магнитного поля, возникающего в катушке возбуждения вследствие вихревого тока, сгенерированного в исследуемом объекте, с использованием устройства на основе эффекта магнитного импеданса. Технический результат: повышение точности обнаружения дефекта за счет уменьшения шума. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ вихретокового контроля толщины композитных материалов на неметаллических подложках и устройство для его осуществления // 2577037

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для оценки надежности и качества многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов на основе контроля толщины слоев. Сущность: способ характеризуется тем, что предварительно измеряют градуировочную характеристику, в зоне измерения толщины композитного материала устанавливают металлические закладные элементы малой площади, устанавливают вихретоковый преобразователь на поверхность контролируемого композитного материала в центре зоны измерения толщины, измеряют сигнал, пропорциональный периоду измерительного автогенератора и толщине измеряемого композитного материала, дополнительно генерируют сигналы опорным автогенератором, по величине пропорциональные периоду. Определяют сигнал, пропорциональный разности периода колебаний измерительного и опорного автогенератора. Линеаризируют полученный сигнал. Перед каждым измерением толщины вихретоковый преобразователь устанавливают вне зоны контроля и измеряют сигнал, пропорциональный разности периодов сигналов опорного и измерительного автогенераторов, и уточняют линеаризированный сигнал, регистрируют значение толщины на регистрирующем устройстве. Для осуществления способа используется устройство, включающее вихретоковый преобразователь с катушкой индуктивности, измерительный автогенератор, регистрирующее устройство, опорный автогенератор со второй катушкой индуктивности, измеритель периода колебаний измерительного автогенератора, измеритель периода колебаний опорного автогенератора, вычитатель/сумматор измерителей периода колебаний, блок временных поправок, блок управления блоком временных поправок и линеаризатор передаточной функции. Технический результат: повышение точности измерения и достоверности результатов оценки технического и эксплуатационного состояния конструкций и их элементов. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ измерения параметров трещин в немагнитных электропроводящих объектах // 2584726

Использование: для измерения параметров трещины в немагнитных электропроводящих объектах. Сущность изобретения заключается в том, что полость трещины дефектного участка заполняют магнитной жидкостью, сканируют дефектный участок подключенным к электронному блоку дефектоскопа вихретоковым преобразователем, регистрируют максимум вихретокового сигнала, вносимого трещиной, и получают основной сигнал, по которому судят о параметрах трещины, далее получают дополнительный сигнал, зависящий преимущественно от глубины трещины, а о ширине трещины судят по совокупности основного и дополнительного сигналов с помощью предварительно полученных зависимостей основного сигнала от трещин, заполненных магнитной жидкостью, с различной глубиной и шириной. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения геометрических размеров трещин в немагнитных электропроводящих объектах. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ измерения коэффициентов диффузии водорода в титане // 2586960

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения коэффициентов диффузии водорода в различных конструкционных материалах на основе титана, используемых в космической и атомной технике, в изделиях, подвергаемых наводороживанию в процессе эксплуатации. Исследуемый образец из титана насыщают водородом в электролитической ячейке. Одна сторона образца соприкасается с электролитом, а ко второй плотно прижат вихретоковый датчик магнитного спектрометра. В процессе насыщения образца водород диффундирует к его противоположной стороне. В результате изменяются показания вихретокового датчика. По измерению времени изменения показаний вихретокового датчика рассчитывают коэффициент диффузии водорода в титане. Изобретение обеспечивает возможность определения коэффициента диффузии водорода в титане в производственных условиях в местах малодоступных для анализа. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Вихретоковый преобразователь проходного типа // 2590940

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества двухслойной проволоки диаметром менее 1 мм с верхним слоем, имеющим большую электрическую проводимость, например, стабилизированных Nb3Sn сверхпроводников с медной оболочкой и сердцевиной из сплава ниобий-олово. Сущность: вихретоковый преобразователь проходного типа для контроля качества проволоки содержит полый цилиндрический каркас 1 с размещенными на нем соленоидальными и бифилярно намотанными возбуждающей катушкой 2 и измерительной катушкой 3, полый цилиндрический каркас 4 с идентичными измерительными катушками 5 и 6, расположенными с осевым зазором и соединенными последовательно - встречно. Каркас 1 размещен внутри каркаса 4 симметрично с ним. Вихретоковый преобразователь содержит также потенциометр 7, каркас 8, идентичный каркасу 1, с размещенными на нем и намотанными бифилярно катушками 9 и 10 индуктивности, подобным возбуждающей катушке 2 и измерительной катушке 3 индуктивности, соответственно, но с большим числом витков W4=W5=(1,1…1,3)Wв, где W4, W5 и Wв - число витков четвертой катушки 9, пятой катушки 10 и возбуждающей катушки 2 индуктивности, соответственно. Катушка 9 индуктивности соединена последовательно с возбуждающей катушкой 2 индуктивности, а катушка 10 индуктивности соединена параллельно с потенциометром 7, подключенным своим средним выводом к выводу третьей измерительной катушки индуктивности. Преобразователь позволяет в процессе производства контролировать отношение "медь/не медь" в стабилизированных Nb3Sn сверхпроводниках и одновременно выявлять дефекты типа пор и включений из различных металлов. Технический результат: повышение информативности и пороговой чувствительности контроля стабилизированных сверхпроводников, диаметром менее 1 мм. 3 з.п. ф-лы , 4 ил.

Установка неразрушающего контроля труб // 2605391

Использование: для наружной дефектоскопии труб. Сущность изобретения заключается в том, что установка выполнена в виде модуля контроля толщины стенки трубы, модуля контроля продольных дефектов, модуля контроля поперечных дефектов, снабженных соответствующими сканирующими устройствами. Модуль контроля толщины стенки и модуль контроля продольных дефектов снабжены устройствами для позиционирования сканирующих устройств с датчиками относительно трубы. Устройство для позиционирования выполнено в виде трех корпусов и закрепленных в нем с возможностью вращения направляющих элементов в виде диска, закрепленного в корпусе, с наклоном относительно оси трубы. Диски закреплены в корпусе посредством соединительного элемента, винта и пружины и расположены на входе и выходе из первых двух модулей. Корпуса подвижно соединены между собой с возможностью одновременного схождения-расхождения относительно трубы. Диски выполнены с кольцевыми скосами. Одни из кольцевых скосов являются контактной поверхностью с трубой и выполнены с термоупрочняемым слоем. Другие кольцевые скосы обеспечивают более компактное расположение дисков относительно датчиков для уменьшения «мертвой» зоны сканирования. Сканирующие устройства установлены с возможностью вращения в противоположные стороны. Технический результат: повышение качества контроля труб, расширение диапазона контролируемых диаметров труб без увеличения габаритов установки, а также повышение надежности работы установки. 7 ил.

Способ вихретокового контроля электропроводящих объектов и устройство для его реализации // 2610931

Изобретение относится к бесконтактному контролю качества объектов из электропроводящих материалов при производстве и эксплуатации. Сущность: способ основан на том, что в электропроводящем объекте постоянным магнитным полем возбуждают вихревой ток и сканируют электропроводящий объект вихретоковым преобразователем, содержащим по меньшей мере один индуктор постоянного поля и по меньшей мере один датчик изменения электромагнитного поля при перемещении вихретокового преобразователя и электропроводящего объекта, фиксируют сигналы, соответствующие изменению электромагнитного поля, по результатам измерений которых определяют наличие дефектов. При этом возбуждение вихревых токов в электропроводящем объекте осуществляют с помощью вихретокового преобразователя накладного типа, в котором датчики изменения электромагнитного поля устанавливают на полюсе индуктора постоянного поля, а возбуждение вихревых токов осуществляют через датчик изменения магнитного поля. Вихретоковый преобразователь состоит по меньшей мере из одного индуктора постоянного поля и по меньшей мере из одного датчика изменения электромагнитного поля, и блока обработки и анализа, вход которого связан с выходом датчика изменения электромагнитного поля. В качестве вихретокового преобразователя используют вихретоковый преобразователь накладного типа, при этом датчик изменения электромагнитного поля закреплен на полюсе индуктора постоянного поля, причем датчик изменения электромагнитного поля и индуктор постоянного поля выполнены в виде единого целого. Технический результат: возможность контроля при одностороннем доступе. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство для контроля роторов паровых турбин по осевому каналу // 2612729

Использование: для диагностики металла с имеющимися процессами высокотемпературной ползучести и прогнозирования его остаточного ресурса. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для контроля роторов паровых турбин по осевому каналу включает механизм для перемещения, модуль для выявления дефектов, согласно изобретению в корпусе устройства расположены три канала с втулками, через первый канал подается контактная жидкость, второй - для датчика, в третьем канале расположена губка для сбора контактной жидкости, при этом в корпус устанавливается либо датчик продольных волн, либо датчик поверхностных акустических волн. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения и прогнозирования образования дефектов и оценка ресурса ротора паровой турбины. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ совмещения диагностических данных отдельных листов днища рвс с целью построения визуального образа днища рвс с привязкой диагностических данных к номерам листов и сварных швов // 2617175

Использование: для неразрушающего контроля днища резервуаров вертикальных стальных (далее РВС) для хранения нефти и нефтепродуктов. Сущность изобретения заключается в том, что обследование днища резервуара вертикального стального (далее РВС) производят комплексом для диагностики днищ, в котором используют метод утечки магнитного потока (MFL) и вихретоковый метод для выявления дефектов листов днища и сварных швов, определения их местоположения, а также измерения остаточной толщины листов днищ РВС и антикоррозионного покрытия, при этом комплекс для диагностики днищ состоит из сканера листов и сканера швов; сканер листов, в свою очередь, включает в себя тележку специальной конструкции, на которой размещены магнитная система с блоком датчиков, блок привода актуатора, блок аккумуляторный, блок электроники, навигационная система, а сканер швов также состоит из тележки, на которой размещены блок электроники, блок аккумуляторный, одометр и внешний датчик, при этом и сканер листов, и сканер швов снабжены бортовым накопителем диагностической информации, а блоки электроники сканера листов и сканера швов запрограммированы на определенные параметры работы, связанные с обнаружением дефектов, накоплением диагностической информации, настройкой навигационной системы. Технический результат: обеспечение возможности повышения достоверности диагностических данных и своевременного прогнозирования развития критических дефектных зон днища резервуара. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.