Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля с температурной компенсацией

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях при вихретоковом контроле изделий, измерении линейных и угловых перемещений в условиях меняющихся температур. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона температурной компенсации. Включив измерительную катушку вихретокового преобразователя в параллельный колебательный контур, периодически переключают реактивные элементы контура так, чтобы рабочая точка поочередно находилась на разных склонах амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) контура. Тогда вносимое напряжение определяется так: U<SB POS="POST">вн</SB> =U<SB POS="POST">2</SB>-U<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>К00т / K<SB POS="POST">я</SB>-K<SB POS="POST">T</SB>, где U<SB POS="POST">1</SB>, U<SB POS="POST">2</SB> - изменения напряжения на разных склонах АЧХ

K<SB POS="POST">T</SB> - КОЭФФИЦИЕНТ, РАВНЫЙ ОТНОШЕНИЮ ВНОСИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЗА СЧЕТ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ПОСТОЯННЫХ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРАХ НА РАЗНЫХ СКЛОНАХ АЧХ

K<SB POS="POST">Q</SB> - КОЭФФИЦИЕНТ, РАВНЫЙ ОТНОШЕНИЮ ВНОСИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ НА РАЗНЫХ СКЛОНАХ АЧХ. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

П11 0 01 И 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4288997/25-28 (22) 24., 07 ° 87 (46) 30.06.89. Бюл. !! 24 (71) Научно — исследовательский институт интроскопии (72) В.К.Рябцев, В.П.Уринюк, R.Ã.8àïóñêàëîâ и А.КЛегкобыт (53) 620.1 79.14 (088.,8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 794470, кл, C. О! N 27/90, 1979. (54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРО !СТВО ДЛЯ

НЕРАВРУ!ЧАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ С ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦ11ЕЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях при вихретоковом контроле иэделий, измерении линейных и угловых перемещений в условиях меняющихся температур. Цель изобретения— повышение точности измерения и расИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях при вихретоковом контроле изделий, измерений линейных и угловых перемещений в условиях меняющихся температур.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем расширения диапазона температурной компенсации.

На фиг.I приведена структурная схема предлагаемого вихретокового устройства для неразрушающего контроля с температурной компенсацией; на фиг. 2 — схема реализации компен„„80„„1490615 A1 ширение диапазона температурной компенсации. Включив измерительную катушку вихретокового преобразователя в параллельный колебательный контур, периодически переключают реактивные элементы контура так, чтобы рабочая точка поочередно находилась на разных склонах амплит„ †частотн характеристики (АЧХ) контура„ Тогда вносимое напряжение определяется

Uâí = U — U< KT/Kà

U U — изменения напряжения на разных склонах АЧХ; К вЂ” коэффициент, равный отношению вносимых напряжений эа счет влияния температуры при постоянных контролируемых параметрах на разных склонах АЧХ; Kg— коэффициент, равньп отношению вносимых напряжений при постоянной темпе- ратуре на разных склонах АЧХ, 1 э.п. ф-лы, 4 ил. сатора температурной погрешности; на фиг. 3 и 4 - схемы реализации первого и второго коммутаторов соответственно, Вихретоковое устройство содержит (фиг.1) генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, первый коммутатор

3, детектор 4, второй коммутатор 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый и второй интеграторы 7 и 8 и компенсатор 9 температурной погрешности.

Генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, детектор 4 и второй коммутатор 5 соединены последовательно.

Управляющий вход вихретокового преоб1490615

Зр

Напряжения на измерительной катушке на разных склонах АЧХ различны: ц = +ценю

Uo + KQUBII э разователя 2 соединен с первым коммутатором 3 причем входы обоих коммутаторов 3 и 5 соединены с генератором 6 тактовых импульсов. Первый выход второго коммутатора 5 через первый интегратор 7 соединен с первым входом компенсатора 9. Второй выход второго компенсатора 5 через второй интегратор 8 соединен с вторым входом 10 компенсатора 9, выход которого является выходом устройства.

Комп енсатор 9 температурной погрешности (фиг,2) состоит из двух компенсаторов 10 и 11 начального уровня, двух усилителей 12 и 14 и вычитателя 13. Выход одного иэ компенсатора, например компенсатора 10 начального уровня, связан через первый масштабный усилитель 12 с первым вхо- 20 дом вычитателя 13, а выход компенсатора 11 начального уровня связан с вторым входом вычитателя 13, выход которого соединен с. входом второго масштабного усилителя 1 4. 25

Первый коммутатор 3 состоит (фиг,3) из конденсатора 1 5 и электронного ключа 16, который управляется тактовым генератором 6. Второй коммутатор 5 (фиг,4) состоит из инвертора 17 и двух ключей 18 и 19, поочередно открывающихся с помощью тактового генератора 6, Вихретоковое устройство работает следующим образом, 35

Генератор 1 возбуждает вихретоковый преобразователь 2, измерительная катушка которого является элементом резонансного колебательного контура. Рабочая точка выбрана на склоне амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). С помощью первого коммутатор 3 путем поочередного подключения и отключения конденсатора к колебательному контуру сдвигают АЧХ 45 так, чтобы обеспечить положение рабочей точки на противоположных склонах АЧХ.

U е„вносимое напряжение я в л яюще е с я функ ци ей воздействия объекта контроля на электрические параметры измерительной катушки;

К вЂ” коэффициент являюа

9 щийся функцией добротности измерительной катушки, численно равный отношению вносимых напряжений на разных склонах АЧХ.

При изменении температуры изменяется напряжение на измерительной катушке, С учетом воздействия температуры можно записать:

1-1о U BII + 1-1т

Б = У + Кяц еи + КтЦт, 02 — 0 Кт

Uåè

К вЂ” К

Цо1

2 О где U

112

Сигнал с вихретокового преобразо- . вателя 2, продетектированный детектором 4,подается на коммутатор 5,предназначенный для раздельного выделения продетектированных напряжений с

ВТП на разных склонах АЧХ. Напряжения после коммутатора 5 интегрируются интеграторами 7 и 8 и подаются на компенсаторы 9 и 10 начального уровня. Затем одно из них усиливается в

Кт раз усилителем 11 и вычитается из другого вычитателем 12, После усиления в 1/(К вЂ” К ) раз усилителем

13 получаем UB, независящее от изменений температуры. где U — изменение вносимого напрят жения вследствие влияния т емп ературы;

К вЂ” коэффициент, численно равный отношению вносимых напряжений вследствие влияния температуры на разных склонах АЧХ, При компенсации начального уровня отсюда следует где

I I

U u U — напряжения на иэме1 2 рительной катушке на разных склонах АЧХ; начальное напряжение;

55 Формула изобретения

1. Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля с температурной компенсацией, содержащее пос149061 5 ледовательно включенные генератор высокой частоты, вихретоковый преобразователь, измерительная катушка индуктивности которого включена в резонансный колебательный контур, и детектор, а также компенсатор температурной погрешности, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет расширения диа- 10 пазона температурной компенсации,оно снабжено двумя коммутаторами, генератором тактовых импульсов и двумя интеграторами, выход генератора тактовых импульсов соединен через один из 15 коммутаторов с входом вихретокового преобразоватсля и с одним из входов второго коммутатора, другой вход которого соединен с выходом детектора, а первый и второй выходы второго ком- 20 мутатора подключены через интеграторы соответственно к первому и второму входам компенсатора температурной погрешности, выход которого является выходом устройства, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что компенсатор температурной погрешности выполнен в виде двух компенсаторов началь. ного уровня, двух масштабных усилителей и вычитателя, выход одного из компенсаторов начального уровня соединен через первый масштабный усилитель с первым входом вычитателя, а выход другого компенсатора начального уровня непосредственно соединен с вторым входом вычитателя,выход которого соединен с входом второго масштабного усилителя, выход которого является выходом компенсатора.

1 49061 5

Составитель К,Константинов

Редактор С.Лисина Техред g.дидык Корректор С.Черни

Заказ 3749/52 Тираж 789 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101