Вихретоковый дефектоскоп

 

ВИХгеТОКОВЫЙ ДЕ4СКТОСКОП , содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу вихретоковый преобразсфотель, связанные с ним входами фааочувствитедьный канал, спорный вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствительный канал сйбработки сигналов, связан . ный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ н подключенные к. нему последовательно соединенные тель постоянного тока и индикатор сигналое , отличающийся тем, . что, с целью псжышения достоверности контроля, он снабжён включенными на выходе амплитудно-чувствительного канатла обработки сигналов регулируемым амплитудным (Шскриминатором и триггером иЬдщта, связанным с управляющим вхо дом электронного ключа, и узяом сортировки , выполненным в виде соединенной с т жггером Шмилта линии задержки, соединенных с ее выходом одними входами трех схем И, двух параллельно связаайых ) входами .с выходом усилителя постоянного тсжа пороговых узлов, подключенных к вторым входам двух схем И и узла Запрет , включеннсиго между выходами порО говых узлов и втифым входом третьей схемы, И. О СП О5 L.-- ,f

5 041 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

CNIH

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 5 01 М 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/ .;ь а,. Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3412581/18-28

: (22) 29. 03. 82

I,(46) 23.11.83. Вюл. l4 43 (72) В. Ф.Мужицкий, В С.,Лапшин, A.H. Бодров и И. А Мартынова (53) 620.179.14 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

l4 868554, кл. 9 01 И 27/90, 1980.

2. Дорофеев;А. Л. а др. Злектромаи нитная дефектоскопия. М., Машиностроение, 1980, с. 105-1(.18 (прототип). (54) (57) ВИХРЕТОКОВЫИ. ДЕФЕКТОСКОП, содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь, связанные с ним входами фаэочувствительный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствитепь. ный канал обработки сигналов, связан- . ный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ н подюпоченные к нему последовательно соединенные ycuus тель постоянного тока и индикатор сигналов, о т и и ч а ю m и и с я тем, . что, с целью повъпяения достоверности контроля, он снабжен включенными на выходе амплитудно-чувствительжк о кана-. ла обработки сигналов регулируемым амплитудным днскриминатором и триггером

Шмидта, связанным с управляющим вхо» дам электронного ключа, и узлом сортировки, выпсннвнным в виде соединенной с триггерам Шмидта линии задержки, сое1иаюнных с ее выходам одними входами трех схем И, двух параллельно связанных, входами, с выходом усилителя пост(киного

:тока пороговых узлов, подключенных к вторым входам двух схем И и узла ЗаgPsT ВЫЛЗОЧЭВВОВ О»ЩЦ(SLIXOIIOMH ИОРО говых узлов и вторым входом третьей схемы, И.

1 105

Изобретение относится к неразрушакьщим методам контроля физико-механических свойств электропроводящих материалов и может быть использовано во всех областях машиностроения а составе автоматических сортирующих устройств, предназначенных для контроли качества термической обработки изделий из высокопрочных алюминиевых сплавов.

Известно устройство для электромат 10 нитного контроля параметров объекта; реализующего фазовый способ выделения сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, усилитель, фазовый детектор, индикатор,а опорное напряжение,. на фазовый детектор поступает через фазо» вращатель, подключенный входом к генератору, а выходом к второму входу фазового детектора 1j.

Недостатком данного устройства является низкая надежность контропя, связанная с тем, что схема не позволяет отстроиться от изменений зазора между контролируемым изделием и преобразователем, объясняемая нелинейной зависимостью изменений зазора по линии отвода от электропроводности при изменении зазора от О до ео .

Кроме того, при резком отводе (или . 30 подводе) преобразователя к электропроводному объекту отсутствие отстройки от переходных процессов вызывает ложные срабатывания исполнительного устройства.

Это снижает надежность контроля и препятствует использованию в автоматичес35 ких сортирукнцих устройствах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вихрето40 тор переменного тока, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь, связанные с ним входами фаэочувствитель ный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератора и .ампли-.

45 тудно-чувствительный канал обработки сигналов, связанный с выходом фаэочув- ствительного канала электронный ключ и подключенные к нему последовательно соединенные усилнтель постоянного тока и индикатор сигналов 2).

Иввестный дефектоскоп позволяет измерения при условии, если преобразователь статически расположен на минимальном расстоянии от поверхности контролируемого изделия. При увеличении этого расстояния индикатор отключается с памсицью ключа, на управлявший вход которого поступает сигнал о зазоре.

604 l 2

Однако этот дефектоскоп не может быть использован в автоматических устройствах при сортировке электропроводящих изделий по группам качества, в которых подведение (отведение) преобразователя происходит резко (с ускорением). Резкое изменение расстояния до контролируемого изделия вызывает переходной процесс в системе преобразователь — измерительный канал схемы. Переходной процесс вызывает паразитную амплитудно-фазовую модуляцию, приводящую к ложному срабатыванию исполнительного устройства, снижая достоверность и затрудняя автоматизацию процесса контроля качества изделий.

llew þ изобретения является повышение достоверности контроля.

Указанная цель достигается тем, что вюсретоковый дефектоскоп, содержащий генератор переменного тоха, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь, связанные с ним входами фазочувствительный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствительный канал абра ботки сигналов, связанный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ и подключенные к нему последовательно соединенные усилитель постоянного тока и индикатор сигналов, снабжен включенными иа выходе амплитудно-чув ствительного канала обработки сигналов регулируемым амплитудным дискриминатором и триггером Шмидта, связанным с управляющим входом электронного ключа, и узлом сортировки, выполненным в вйде соединенной с триггером Шмидта линии задержки, соединенных с ее выходом одними входами трех схем И, двух параллельно связанных входами с выходом усилителя постоянного тока пороговых узлов, подключенных к вторым вхо дам двух схем И и узла ЗАПРЕТ, включенного между выходами пороговых узлов и вторым входом третьей схемы И.

На фиг. 1 изображена структурная схема вихретокового дефектоскопа; на фиг. 2 — структурная схема узпа "Запрет."

Вихретоковый дефектоскоп содержит генератор 1 переменного (синусоидально- . го) тоха, вихретоковый преобразователь

2 накладного типа, фаэочувствительный канал, включающий первый усилительограничитель.З и фазовый детектор 4, на второй вход которого поступает опорное напряжение, снимаемое с выхода генератора 1 через последовательно включенные фазовращатель 5 и второй усилитель41 4 чика к поверхности контропируемого Изделия возрастает, в отводом - уменьшает-

cs. Сигнал с измерительной обмотки преобразователя 2 поступает на усипнтель-ограничитель 3, с помошью которого формируется П-образный импульс, поступаюцшй на фазовый детектор 4, нс второй вход которого поступает опорное напряжение П-формы, сформированное иэ сигнала, поступающего с генератора 1, сдвинутого по фазе фазоврашатепем 5 и ограниченно-. го усилителем-ограничителем 6. Гаким образом фазовый детектор 4 измеряет фазовый сдвиг между напряжением, наводимым на измеритепьной обмотке, и наприжением задающего генератора 1. Капряже. нне, пропорциональное разности фвэ, определяемое изменением эпектропроводности материала контропируемого изделия, поступает через ключ 7, усилитель 8 постоянного тока на индикатор 9 s вход узла 10 сортировки нв группы качества, .состоящего из двух пороговых узлов 11 и 12, узла 16 "Запрет и трех логических схем 13-15, с помощью которых пронэводится сортировка на группы качес. тва соответственно "твердые, "мягкие" и "годные" с выходом на испоинительныЧ механизм (не показан). Сигнал на сортировку поступает топько в том случае, если на второй управляющий вход «люча

7 поступает сигнап о наличии в зоне конт ропя контропируемого изделия, а на первые входы логических схем 1315 И сигнал задержки, формируемый следуюшим образом: сигнал с измерительной обмотки одновременно поступает на вход усилителя 17, детектируется амплитудным детектором 18 и поступает на вход регулируемого амплитудного дискримннатора 19 с регулируемым порогом срабатывания, определяемый максимально возможным зазором до иэделия с рабочим участком на годографе, где линия отвода преобразователя пикейна, что искпючает ложное срабатывание узпа 10 сортировки. Напряжение с дискриминатора 19 поступает на вход триггера 20 Шмидта, который формирует сигнал для включения ипочв 7 и на вход линии 21 задержки, постоянная времени которой выбирается из условия исключения влияния переходно. го процесса (ложной амплитудно-фазовой модуляции) на работу преобразователя структуроскопа в целом. Постоянная времени линии задержки равна ипи более времени подвода преобразователя к контролируемому .изделию. Задержанный сигнвп подается на входы логических схем 14„

3 10560 ограничитель 6. Дефектогкоп содержит также эпектронный ключ 7, передвющнй в случае, если ключ 7 замкнут, сигнал с выхода фазового детектора 4 нв усилитель 8 постоянного тока, индикатор

9 сигнала и узеп, 10 сортировки по группам качества, ьключаквций пороговые уэпы 11 и 12, три догиче".ких схемы

13-15 И и узел 16. "Запрета, выход порогового;уэпа 11 подключен к одному tp

as входов логической схемы 13 И группы качества твердые, выход порогового узда 12 подключен к одному иэ входов логической схемы 14 И группы качества мягкие . Одновременно выходы пороговых узлов 11 н 12 связаны с обоими входами узла 16 Запрет, выход которого подключен к одному.иэ sxogos третьей логической схемы 15 И группы качества годные . 20

Дефектоскоп содержит также амппнтуд;но-чувствительный какал отстройкн от, впияния переходных процессов, происходяшнх в момент подведения преобразоватепя к контактируемой поверхности 25 нв прьвиньность сортировки по группам качества. Он состоит иэ по-. . сцедоватепьыо соединенных усинителя 17, детектора 18„регулируемого амплнтудного ggcx ss ops 19 (c регули- ЗО руемым порогом срабатывания), триггера

20 Шмидта, выход которого связан с линией 21 задержки и ключом 7, а выход линии 21.задержки связан с другими входами логических схем 13-15 И, узда

10 сортировки по группам качества: твердые, мягкие, годные . Уэеп 16

"Запрет" содержит два инверторв 22 и

23, логическую схему 24 И, входы инверторов 22 и 23 соединены с выходами пороговых узлов ll и 12 и подключены .40 через схему 24 И к второму входу логической схемы 15 И узла 10 сортнровки группы качества годные".Преобразователь 2 накладного типа выпопнен с возбуждающей и двумя встречно включен45 ными измерительными обмотками, скомпенсироввнкыми так, что при отсутствии детали в зоне контропя ЭДС, наведенная на выходе преобразователя, равна нулю.

Внхретоковый дефектоскоп работает следующим образом.

B исходном положении при отсутствии иэделия иа выходе преобразователя 2 сигнал отсутствует. При подведении его к объекту контроля в измерительной обмотке преобразователя 2 наводится ЭДС, определяемая обобщенным параметром p .

Амплитуда сигнала с приближением датГ ! 7f

Я i

Г

I 12

Составитель И. Кесоян

Редактор Л. Гратилдо Техред Т.Фанта, Корректор И. Эрдейи

Заказ 9291/35 Тираж S73 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 10560

13 и 15 И, подготавливая разрешение на срабатывание узла 10 сортировки на группы качества.

Настройка прибора ведется по кентропвным образцам, аттестованным по механическим свойствам на группы качества, например "годные", мягкие, твердые . . При установке датчика на годное иэделие фазовый детектор 4 настраивается с помощью фазоврашателя 5 опорного канала. 10 таким образом, чтобы на выходе фаэо ого детектора был нулевой уровень сигнала. Тогда нулевой уровень сигнала будет и на обоих входах узла 16 Запрет.

На выходах инверторов 22 и 23, схемы 3S

24 И устанавливается единичный уровень сигнала - сигнал разрешения узла 3аарег, который подготовит к работе логическую схему И группы качества год- . ные, и при поступлении сигнала с линии 20 21 задержки сработает исполнительный механизм узла 10 сортировки. При seasленни иэделия иэ группы качества мягкие" или твердые" напряжение, пропорциональное разности фаэ, определяемое . 25 значением электропроводности контражруемой детали, через управляемый ключ

7, усилитель 8 постоянного тока, поступает на индикатор 9 и пороговые узлы

11 или 12. Б зависимости от знака сиг- 30

41 Ф нада (детали "мягкие дают, например, положительный знак, а твердые - отрицательный знак или наоборот), срабаты4 вает один из пороговых узлов, который подготавливает к срабатыванию схемы

13 или 14 И групп качества узла 10 сортировки. На выходе узда 16 Запрет" устанавливается нулевой уровень - сигнал запрета для групп качества годные .

При появлении раэрешакмцего сигнала с динии 21 задержки на выходе схемы И группы качества появляется сигнал и заставляет сработать исполнительный меха низм разработки. При наличии изделия группы качества мягкие срабатывает схема 14 И узла 10 сортировки, а при: наличии иэделия группы качества "твердые срабатывает схема 13 И узла 10 сортировки. Детали соответственно попадают в разряд "мягких" или в разряд твердых .

Предлагаемое изобретение позволяет исключить влияние переходного процес» са при подведении преобразователя к изделию, выбрав максимально возможный зазор момента включения "хемы устройства, что позвсаяет надежно вести раэбраковку изделий на группы качества при asrîìàòèýaaâè процесса контроля.