Устройство для измерения составляющих вносимого напряжения вихретокового преобразователя

 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и изделий и. предназначено для определения годографов вносимого напряжения вихретокового преобразователя . Цель изобретения - повьшение точности измерения составляющих вносимого напряжения за счет исключения влияния паразитных емкостей обмоток вихретокового преобразователя. С этой целью для формирования опорных напряжений используется компенсирующее напряжение и напряжение, сдвинутое на 90 относительно компенсирующего напряжения. Сдвиг фаз осуществляет квадратурный фазовращатель 9, а формирование опорных напряжений из синусоидальных выходных сигналов блока формирования опорных напряжений и квадратурного фазовращателя 9, сдвинутых на , осуществляют формирователи 7 и 8. Выходные напряжения формирователей 7 и 8 опорного напряжения управляют работой соответственно амплитудно-фазового детектора 5 активной составляющей и амплитуднофазового детектора 6 реактивной составляющей вносимого напряжения.На вторые входы детекторов поступает выходное напряжение вычитающего блока 3, пропорциональное вносимому напряжению вихретокового преобразователя 2. В результате , полученный с помощью устройства годограф вносимого напряжения реального преобразователя не отличается от годографа вносимого напряжения идеального преобразователя и содержит информацию о свойствах объекта контроля. 2 ил. i (Л го о vj о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (g1) 4 6 01 и 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3924897/25-28 (22) 08.07,85 (46) i5.05.87. Бюл.Ф is (71) Научно-исследовательский инсти тут электронной интроскопии при Томском политехническом институте им. С,М.Кирова (72) В,К.Жуков, А.Е.Гольдштейн и П.А.Овсянников (53) 620.179.)4(088.8) (56) Толмачев И,И. Прибор для измерения вносимых напряжений вихретоковых преобразователей, — В кн.: Тезисы докладов 4-й Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий, Омск, 1983, ч.1, с.105107. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВНОСИМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и изделий и.предназначено для определения годографов вносимого напряжения вихретокового преобразователя. Цель изобретения — повышение точности измерения составляющих вносимого напряжения эа счет исключения влияния параэитных емкостей обмоток вихретокового преобразователя, С этой целью для формирования опорных напряжений используется компенсирующее напряжение и напряжение, сдвинутое на 90 относительно компенсируюо щего напряжения. Сдвиг фаэ осуществляет квадратурный фазовращатель 9, а формирование опорных напряжений из синусоидальных выходных сигналов блока формирования опорных напряжений и квадратурного фазовращателя 9 сдвио нутых на 90, осуществляют формирователи 7 и 8. Выходные напряжения формирователей 7 и 8 опорного напряжения управляют работой соответственно амплитудно †фазово детектора 5 с

Я активной составляющей и амплитуднофазового датактора 6 раактивиои состав- (j) ляющей вносимого напряжения.На вторые входы детекторов поступает выходное на- С пряжение вычитающего блока 3, пропорциональное вносимому напряжению вихретокового преобразователя 2. В результате, полученный с помощью устройства годограф вносимого напряжения реального преобразователя не отличается от годографа вносимого напряжения идеального преобразователя и содержит информацию о свойствах объекта контроля. 2 ил.

131070

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и изделий и-может быть использовано для определения годографов вносимого напряжения вихретокового преобраэователя, Цель изобретения — повышение точности измерения составляющих вносимо. го напряжения вихретокового преобразователя за счет устранения влияния паразитных емкостей обмоток преобразователя.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 секторные диаграммы для идеального

15 (а) и реального (б) вихретоковых преобразователей, Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, вихрето20 ковый преобразователь 2, вычитающии блок 3, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 через блок 4 формирования компенсирующего напряжения, и первый амплитудно-фазовый детектор 5, вход которого соединен с входом второго амплитуднофазового детектора 6.

Устройство содержит также формирователи 7 и 8 опорных напряжений и

30 квадратурный фазовращатель 9.

Вторые входы амплитудно-фазовых детекторов 5 и 6 соединены с выходами формирователей 7 и 8 опорных напряжений, Выход блока 4 формирования компенсирующего напряжения соеди- 35 нен с входом формирователя 8 опорного напряжения и входом квадратурного фазовращателя 9, выход которого подключен к входу формирователя 7 опорного напряжения.

8 2 фазовращатель 9 осуществляет изменение фазы компенсирующего напряжения на 90 во всей полосе исследуемых частот, а формирователи 7 и 8 опорных напряжений осуществляют преобразование напряжений синусоидальной формы в напряжение прямоугольной формы. Величина фазы выходного напряжения формирователя 8 опорного напряжения совпадает с фазой компенсирующего напряжения и с фазой начального напряжения вихретокового преобразователя 2, а фаза выходного напряжения формирователя 7 опорного напряжения сдвинута относительно фазы о начального напряжения на 90 . Эти напряжения используются для выделения активной и реактивной составляющих вносимого напряжения вихретокового преобразователя и являются управляющими напряжениями амплитудно-фазовых детекторов 5 и 6. Входным напряжением амплитудно-фазовых детекторов 5 и 6 является выходное напряжение вычитающего блока 3, равное разности начального и компенсирующего напряжения и пропорциональное вносимому напряжению вихретокового преобразователя 2. При отсутствии металлического предмета выходные напряжения амплитудно-фазовых детекторов 5 и 6 равны нулю. При внесении в зону контроля вихретокового преобразователя

2 металлического объекта выходные напряжения амплйтудно-фазовых детекторов 5 и 6 будут пропорциональны амплитудам соответственно активной и реактивной составляющих вносимого напряжения вихретокового преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение генератора 1 поступает одновременно на вихретоковый преобразователь 2 и блок 4 формирования компенсирующего напряжения, начальное напряжение вихретокового преобразователя 2 поступает на вычитающий блок 3, а выходное напряжение блока 4 формирования компенсирующего напряжения, равное по амплитуде и противоположное по фазе начальному напряжению преобразователя 2, поступает на вычитающий блок 3, формирователь 7 опорного напряжения (через квадратурный фазовращатель 9) и на вход формирователя

8 опорного напряжения. Квадратурный

В случае реального вихретокового преобразователя 2, обмотки которого имеют собственные емкости и активные сопротивления, начальное напряжение

U неортогонально возбуждающему то о ку I, и не совпадает по фазе с начальным напряжением Uo идеального преобразователя. Соответственно и угол Ц> между 1, и U „ îòëè÷àåòñÿ от

1 измеренного в случае идеально-сьч го преобразователя, на угол аЦ) ° Величина hq обусловлена не свойствами объекта контроля, а конструктивными особенностями вихретокового преобразователя 2. Для получения информации об электромагнитных свойствах объекта контроля, независящей от свойств конкретного вихретокового преобразо1310708 4 формула изобретения вателя 2, необходимо получить годограф вносимого напряжения, соответствующий не реальному, а идеальному преобразователю (фиг,2а), Возможность измерения с помощью реального

ВТП 0, обусловленного только свойствами объекта контроля (как зто имеет место для идеального преобразователя), основана на том, что независимо от исследуемой области частот и конструкции.вихретокового преобразователя на одной и той же частоте остается неизменным для одного и того же объекта контроля угол

1 между начальным 0 и вносимым 0щ, напряжениями реального вихретокового преобразователя 2. Соответственно остается неизменным угол q между

0 и направлением, ортогональным

0 „(фиг,16) . Причем угол (у равен углу Cf, измеренному для идеального зр вихретокового преобразователя.

Благодаря использованию в качестве опорных напряжений синфазного и квадратурного начальному напряжению, измеренная фаза вносимого напряжения для реального вихретокового преобразователя оказывается равной фазе вносимого напряжения, измеренного на этой же частоте в случае идеального преобразователя. Полученный таким образом годограф вносимого напряжения не отличается от годографа для идеального преобразователя и содержит информацию только о свойствах объекта контроля. устройство для измерения составляющих вносимого напряжения вихретокового преобразователя, содержащее вихретоковый преобразователь, блок формирования компенсирующего напряжения, генератор, подключенный к возбуждающей обмотке вихретокового

10 преобразователя, вычитающий блок, соединенный первым входом с измерительной обмоткой вихретокового преобразователя и вторым входом с выходом блока формирования компенсирующего напряжения, подключенного входом к выходу генератора, первый и второй формирователи опорного напряжения, первый и второй амплитуднофазовые детекторы соответственно

Z0 активной и реактивной составляющих вносимого напряжения, соединенные первыми входами с выходом вычитающего блока, а вторыми входами с выходами соответственно первого и второго формирователей опорного напряжения, и квадратурный фазовращатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений составляющих вносимого напряжения, выход блока формирования компенсирующего напряженич соединен с входами квадратурного фазовращателя и второго формирователя опорного напряжения, а выход квадратурного фазовраща.

35 теля соединен с входом первого формирователя опорного напряжения.

1310708

Ор

Составитель А„Тычинин

Редактор А. Ревин Техред И. Попович Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 1884/40 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4