Многоэлементный вихретоковый преобразователь для контроля внутренней поверхности труб

 

Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение точности контроля, что достигается за счет повышения помехоустойчивости устройства . Данное устройство возбуждает вихревые токи в трубе 20 посредством катушки 5 индуктивности,а посредством пьезоэлектрических подложек 7 возбуждаются механические колебания в электродинамических преобразователях 9. Генерируемая величина ЭДС в последних характеризует контролируемый участок трубы 20. Подавая последовательно на пьезоэлектрические подложки 7 возбуждающее напряжение от источника осуществляют сканирование поверхности трубы 20 в циркулярном направлении. Сканирование в осевом направлении осуществляют механическим перемещением преобразователя . 3 ил. (Л / //-I 5 89 7 1.2 6 20 Фиг.

СС«ЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК(51) 4 С 01 и 27/90

®СВ с..;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

7 1. фиИ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3931642/25-28 (22) 28.05.85 (46) 23.03.87. Бюл. 1« - 11 (71) Московский энергетический институт (72) С.А.Филист (53) 620.179,13(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под ред. В.В.Клюева. — М,:

Машиностроение, 1976, ч.2, с.116.

Авторское свидетельство СССР

9 903759, кл. G 01 М 27/90, 1980. (54) МНОГОЭЛЕМЕНТНЬ1Й ВИХРЕТОКОВНЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ЕОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ (57) Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение точности

„„Я0„„1298 0 А1 контроля, что достигается за счет повышения помехоустойчивости устройства. Данное устройство возбуждает вихревые токи в трубе 20 посредством катушки 5индуктивности,а посредством пьезоэлектрических подложек 7 возбуждаются механические колебания в электродинамических преобразователях 9. Генерируемая величина ЭДС в последних характеризует контролируемый участок трубы 20. Подавая последовательно на пьезоэлектрические подложки 7 возбуждающее напряжение от источника осуществляют сканирование поверхности трубы 20 в циркулярном направлении. Сканирование в осевом направлении осуществляют механическим перемещением преобразователя. 3 ил.

Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано для неразрушающего контроля объектов сложной формы, в частности для контроля внутренней поверх- Г ности труб.

Цель изобретения - повышение точности контроля, что достигается за счет повышения помехоустойчивости устройства. 10

На фиг. 1 изображено устройство для контроля внутренней поверхности трубы, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — структурная блок-схема устройства. f5

Устройство содержит матрицу 1 чувствительных элементов 2, источник 3 возбуждающего напряжения, высокочастотный генератор 4, подключенную к нему обмотку возбуждения, 20 выполненную в виде катушки 5 индуктивности соленоидного типа, коаксиально схватывающую катушку 5 диэлектрическую втулку б, на внешней поверхности которой закреплена матрица 1 чувствительных элементов 2, каждый элемент 2 матрицы 1 выполнен в виде пьезоэлектрической подложки

7 и закрепленной на ней диэлектрической пленки 8 с размещенным на ней 30 электродинамическим преобразователем

9, все электродинамические преобразователи 9 соединены последовательно и включены в измерительную цепь, а рабочие грани пьезоэлектрических 35 подложек 7 соединены через коммутатор 10 с источником 3 возбуждающего напряжения.

В блок-схему устройства входят последовательно соединенные усили- 40 тель 11, демодулятор 12, детектор

1.3, аналого-цифровой преобразователь

14, а также микропроцессор 15, оперативно запоминающий блок 16, цифроаналоговый блок 17, сумматор 18 и регистратор 19. Устройство размещают в контролируемом объекте — трубе 20.

В предлагаемом устройстве частота источника 3 возбуждающего напряжения намного вьппе частоты высокочас- gg тотного генератора 4, Источник 3 возбуждающего напряжения подключен к рабочим граням пьезоэлектрических подложек 7 через коммутатор 10, а высокочастотный генератор 4 соединен с катушкой 5 индуктивности.

Устройство работает следующим образом.

30 2

Устройство протягивается (например, посредством телескопической штанги) внутри контролируемой трубы

20. На катушку 5 индуктивностн подается питание от высокочастотнс>го генератора 4 и она иницирует появление в стенке контролируемой трубы

20 продольное переменное магнитное поле, которое в свою очередь возбуждает вихревые токи в ней. На рабочие грани пьезоэлектрических подложек

7 подается питание от источника 3 возбуждающего напряжения через коммутатор 10, который управляется микропроцессором 15. Напряжение, поступающее с выхода последовательно соединенных электродинамических преобразователей 9, поступает на вход резонансного усилителя 11, настроенного на частоту источника 3 возбуждающего напряжения, которое воздействует на рабочие грани пьезоэлектрических подложек 7. Выходной сигнал с усилителя 11 демодулируется в демодулятояе 12, а затем поступает на вход детектора 13, после чего преобразуется в цифровую форму аналогоцифровым преобразователем 14, Микропроцессор 15 последовательно подключает источник 3 возбуждающего напряжения к пьезоэлектрическим подложкам

7 и записывает информацию, получаемую на выходе аналого †цифрово преобразователя 14 в оперативно запоминающий блок 16 в режиме Настройка".

В режиме "Работа" микропроцессор

15 также управляет возбуждением подложек 7 и одновременно выводит коды, полученные в режиме "Настройка из оперативно запоминающего блока 16 на вход цифро-аналогового преобразователя 17. В сумматоре 18 производится сравнение текущих значений выхоцного напряжения с напряжениями, полученными в режиме Настройка (на образцовом участке трубы 20).

Результаты сравнения выводятся на регистратор 19.

Таким образом, в предлагаемом устройстве катушка 5 индуктивности возбуждает вихревые токи в кон..ролируемой трубке, при этом в пьезоэлектрических подложках 7 возбуждаются принудительно механически» колебания„ за счет чего осуществляет— ся сканирование поверхности трубы

20 в циркулярном направлении. Сканирование в осевом направлении осу1298

10 ществляется механическим перемещением преобразователя.

В предлагаемом устройстве исключена необходимость в коммутации измерительных цепей, обеспечивается модуляция выходного сигнала часто— той возбуждения механических колебаний, что способствует повышению помехоустойчивости, а следовательно, и точности контроля.

Формула изобретения

Многоэлементный вихретоковый преобразователь для контроля внутренней поверхности труб, содержащий матрицу чувствительных элементов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, 630 4 он снабжен источником возбуждающего напряжения, высокочастотным генератором, подключенной к нему обмоткой возбуждения, выполненной в виде катушки индуктивности соленоидного типа, и коаксиально охватывающей ее диэлектрической втулкой, на внешней поверхности которой закреплена матрица чувствительных элементов, каждый элемент матрицы выполнен в виде пьезоэлектрической подложки и закрепленной на ней диэлектрической пленки с размещенными на ней электродинамическим преобразователем, все электродинамические преобразователи соединены последовательно и включены в измерительную цепь, а рабочие грани пьезоэлектрических подложек соединены через коммутатор с источником возбуждающего напряжения.

1298á30

Составитель А.Черных

Pедактор M.Бланар Техред N.Ходанич КоРРектоР Г Решетник

Заказ 881/45 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная.