Устройство для вихретоковой де-фектоскопии

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

< оюэ Советскмк

Социалистических

Республик (u)824021 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 270779 (21) 2802919/25-28 рз)м. к. с присоединением заявки N9

G 01 и 27/90

Государственный комитет

СССР

II0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 3.0431. бюллетень 15

Дата опубликования описания 259481 (53) УДК 620.179. .14.08(088.8) (72) Автор изобретения

В.С. Никульшин (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изде.лий, точнее, к устройствам для дефектоскопии электропроводных изделий вихретоковым методом.

Известны устройства для вихретоковой дефектосхопии элек тропроводных изделий, содержащие генератор переменного тока, первичный преобразователь и последовательно соединенные компенсатор, усилитель переменного тока, детектор, амплитуд;ный селектор и блок индикации (1 ).

Однако эти устройства обладают недостаточной надежностью, сложны в реализации из-за трудности отстройки в широких пределах из-за влияния изменений электропроводности и геометрических размеров по длине изделия и повышенных требований к стабильности элементов и блоков дефектоскопа.

Известно устройство для дефектоскопии электропроводных изделий, содержащее измерительный и образцовый первичные преобразователи, сумматор, компенсатор, усилитель, детектор и индикатор (21.

Однако это устройство также обладает недостаточной точностью дефектоскопии при изменении в широких пределах электропроводности и геометрических размеров по длине изделий.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вихретоковой дефектоскопии электропроводных изделий, содержащее генератор и соединенный с ним преобразователь, выполненный в виде катушки возбуждения и двух дифференциально включенных измерительных катушек, последовательно включенных усилителя и детектора, последовательно включенных первой схемы памяти, схемы сравнения и блока индикации (3 ).

Недостатком устройства является недостаточная надежность деФектоскопии из-за изменения чувствительности дефектоскопа к дефектам, обусловленная временной нестабильностью электронных блоков, изменениями параметров внешней среды: температуры, влажности, напряжения питания и др., изменением геометрических размеров, электропроводности и температуры по длине иэделия.

Цель изобретения — повышение точности контроля путем исключения влияния нестабильности злектроннык блоЗО .ков устройства, влияния внешней сре824021

;цы и влияния изменения геометрических размеров электропроводности и температуры иэделия.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство. снабжено второй схемой памяти и коммутатором, общий контакт первой группы которого соецинен с входом усилителя, один из крайних контактов подключен к общей точке дифференциально включенных катушек, а другой, крайний контакт этой группы, соединен с их выводам, общий- контакт другой группы коммутатора соединен с выходом детектора, а один из крайних ее контактов — co входом первой схемы памяти, выход второй схемы .памяти соединен с другим входом схе мы сравнения, а ее вход — с другим крайним контактом второй группы коммутатора.

На чертеже приведена блок-схема устройства для вихретоковой дефекта- 20 скопии

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, преобразователь 2, выполненный в виде катушки 3 Возбуждения и двух дифференциально вклю- 25 ченных измерительных катушек 4 и 5, элемент 6 нагрузки, подключенный к выводу дифференциально включенных .катушек 4 и 5., делитель 7 напряжения, подключенный к общей точке катушек

4 и 5, усилитель 8 переменного тока, детектор 9, первую схему 10 памяти, . вторую схему 11 памяти, схему 12 сравнения, блок 13 индикации и коммутатор 14 с первой 15 и второй группой 16 контактов.

Блоки и элементы устройства включены в следующей последовательности: генератор 1 соединен с катушкой, 3 преобразователя 2, катушка 4 (общая точка катушек 4 и 5) соединена через 49 делитель 7 и с одним.из крайних контактов группы 15 коммутатора 14. С другим его крайним контактом соединен вывод одной из катушек преобразователя 2, например катушки 5, тогда 4g вь вод катушки 4 через "землю" соединен с делителем 7. Средний контакт группы 15 коммутатора 14 соединен с входом усилителя 8, выход которого сбединен с детектором 9, а выход по- у следнего — co средним выводом другой группы 16 коммутатора 14. Один крайний контакт этой группы 16 соединен с входом схемы 10 другой — c входом схемы 11, выходы схем 10 и 11 соединены- с входами схемы 12, выход которой соединен с блоком 13. Иэделие,17 . помещается внутри катушек преобразователя 2, элемент 6 включен параллель.- но катушке 5 преобразователя 2 для бО согласования режима ее работы.

Работает устройство следующим .Образом.

Катушка 3 преобразователя 2, подключенная к генератору 1, наводит в контролируемом иэделии 17 вихревые токи, электромагнитное поле которых вызывает в катушках 4 и 5 появление напряжения. Катушки 4 и 5 выполнены идентйчными и включены последовательно встречно (т.е. дифференциально), поэтому выходное суммарное напряжение катушек 4 и 5 при установке в преобразователе 2 изделия 17 с однородной структурой равно нулю. При прохождении через преобразователь 2 изделия 17 с дефектом суммарное напряжение катушек 4 и 5 становится отличным от нуля„

Суммарное напряжение катушек 4 и

5 через группу 15 контактов коммутатора 14 подается на усилитель 8 переменного тока, усиленное напряжение которого детектируется детектором 9 и через группу 16 контактов поступа-. ет на вторую схему 11 памяти, подсое1диненную выходом ко входу элемента

12 сравнения. В следующий цикл работы, при срабатывании коммутатора 14, к усилителю 8 подключается катушка 4, напряжение с делителя 7 через группу 15 подается на усилитель 8, затем детектируется детектором 9 и через группу 1б поступает на схему 10. Коммутатор 14 обеспечивает поочередное подключение на вход. усилителя 8 через группу 15 контактов суммарного напряжения катушек 4 и 5 и части напряжения катушки 4 с делителя 7, и соответственно, подключение к выходу детектора 9 через группу 1б контактов схем 10 и 11. Схема 12 сравнения вырабатывает сигнал в том случае, если напряжение от дефекта (суммарное напряжение катушек 4 и 5 на схеме.11) превышает определенный уровень (на- ..; пряжение со схемы 10). Блок 13, подсоединенный к выходу схемы 12, производит регистрацию результатов контроля. выхода детектора 9 на схемы 10 и 11 напряжение поступает поочередно.

Схемы 10 и 11, в качестве которых могут быть использованы, например конденсаторы, имеют время запоминания больше периода переключения коммутатора 14 и обеспечивают нормальную работу схемы 12, поскольку для ее работы необходима одновременная

Подача напряжений на оба вхоца.

Предлагаемое устройство имеет более высокую достоверность дефектоскопии, чем известные. Это объясняется тем, что выходное напряжение U4 8 < катушки 4,при прохождении через преобразователь 2 дефектного изделия 17 диаметром 0 с электропроводностью 6; определяется из соотношения:, u,„= 0+ К V(t.).0„,, (1) где О, = f (6 D ) — н апряже н ие на катушке

4 при установке в преобразователь 2 бездефектного изделия;

824021 — коэффициент,. зависящий от размеров, формы и месторасположения дефекта, f(6) — коэффициент, зависящий от Расстояния 6 от де- 5 фекта до катушки 4.

Выходное н апряженне U дифференФвих циального преобразователя определяется из соотношения, "9fsbl_#_ = о"4.в iх - u oblx где U<,„и U — выходные напряжения катушек 4 и" 5.

Преобразуя выражение (2), получаем„

0 = u "к -у (g)о

- u + к . р, (е - Е) о, Преобразователь имеет идентичные измерительные катушки поэтому U4

V4(S) =, ()= P(Я) и U определяется из соот- 20 ношения:

u = u- k (((. + ц - q (e) ) (q)

Таким образом, при постоянных величине, размерах, форме и местораспо- 25 ложении дефекта выходное напряжение дифференциального первичного преобразователя изменяется пропорционально изменению напряжения на одной измерительной катушке, т.е. чувствитель- ЗО ность дифференциалъного преобразователя к дефектам зависит от напряжения на одной измерительной катушке.

Напряжение .на измерительной катушке изменяется при изменении электропроводности и диаметра контролируемых изделий, напряжения питания преобразоватедя и параметров катушки.

Напряжение на схемах 10 и 11 изменяется также при изменении паРаметров 4 блоков дефектоскопа.

Опорное напряжение схемы 12 сравнения изменяется пропорционально изменению напряжения на одной из измерит льнйх катушек, что пЪзволяет повысить достоверность дефектоскопии 45 при изменении в широких пределах электропроводности. и диаметра изделий и напряжения питания преобразователя.

Использование одного канала для обработки сигнала от дефекта (схема 10) 50 и опорного напряжения (схема 11) существенно снижает требования к стабильности элементов и блоков дефектоскопа. Элемент б нагрузки и делитель

7 напряжения обеспечивают равную нагрузку на измерительные катушки 4 и 5 преобразователя 2 и работу уси.лителя 8 в одном диапазоне при обработке сигнала от дефекта и опорного напряжения, что также повышает стабилЬность работы устройства.

Изобретение обеспечивает повышение точности контроля за счет уменьшения влияния на результаты контроля изменений электропроводности и геометрических размеров изделий.

Кроме того предлагаемое устройство проще в изготовлении, настройке и эксплуатации из-за снижения требований к стабильности элементов и блоков.

Формула изобретения !

Устройство дпя вихретоковой дефектоскопии электропроводных изделий, содержащее генератор и соединенный с ним преобразователь, выполненный в виде катушки возбуждения и двух дифференциально включенных из- мерительных катушек, последовательно включенных усилителя и детектора, последовательно включенных первой схемы памяти, схемы сравнения и блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности контроля путем исключения влияния нестабильности электронных блоков устройства, влияния внешней среды и влияния изменений геометрических размеров электропроводности и температуры изделия, оно снабжено второй схемой памяти и коммутатором, общий контакт первой группы которого соединен с входом усилителя, один из крайних контактов подключен к общей точке дифференциально включенных катушек, а другой, крайний контакт этой группы, соединен с их выводом, общий контакт другой группы коммутатора соединен с выходом детектора, а один из крайних ее контактов — со входом первой схемы памяти, выход второй схемы памяти соединен с другим входом схемы сравнения, а ее вход — с другим крайним контактом второй группы .коммутатора.

Источники информации, ;принятые во внимание при экспертизе

1. Дорофеев A.Ë. Неразрушающие

;испытания методом вихревых токов,,М., "Машиностроение", 1961, с ° 54.

2.. Неразрушающие испытания. Под ред. Мак-Мастера, М., "Машинострое-, ние"ф 1965, т. 2, с. 194-200.

3. Герасимов В.Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных иэделий, М., "Машиностроение", 1972, с. 144 (прототип), 824021

Составитель А. Матвеев

Техред Н.Граб, :Корректор В. Синицкая

Редактор В. Жиленко

Тираж 907 . " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений И открытий

113035, Москва, X-35, Раушская.наб;, д. 4/5

Закаэ 2097/62

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4