Электромагнитное устройство неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю электромагнитным методом. Целью изобретения является повышение достоверности за счет обеспечения контроля температуры вихретокового преобразователя устройства. Блоки 11 и 14 изменения реактивного сопротивления поочередно изменяют реактивное сопротивление соответственно резонансных контуров 7 и 1, изменяя их резонансные характеристики так, чтобы общая частота генерирования оставалась неизменной. Блок 9 селекции разделяет сигналы, соответствующие двум режимам работы, и передает их на блок 10 температурной компенсации, который устраняет влияние температуры на величину информационного сигнала. Сигналы от блока 9 селекции также поступают на первый масштабный усилитель и схему вычитания, после чего усиливаются вторым дополнительным усилителем 17. Полученное напряжение несет информацию о температуре вихретокового преобразователя и не зависит от изменения параметров объекта контроля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2

G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

yt

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1485123 (21) 4461918/25 — 28 (22) 15.07.88 (46) 23.05.90, Бюл, М - 19 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В,К.Рябцев, В.Г.Запускалов и A,К.Легкобыт (53) 620.179.14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1485123, кл. G 01 N 27/90, 16,05.88. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ YCTPOACTHO HF.—

РАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю электромагнитным методом. Целью изобретения является повышение достоверности за счет обеспечения контроля температуры вихретокового преобразователя устройства.

Блоки 11 и 14 изменения реактивного

„„SU„„1566279 сопротивления поочередно изменяют реактивное сопротивление соответственно резонансных контуров 7 и l,изменяя их резонансные характеристики так, чтобы общая частота генерирования ост авала сь неизменной, Блок 9 селекции разделяет сигналы, соответствующие двум режимам работы, и передает их на блок 10 температурной компенсации, который устраняет влияние температуры на величину информационного сигнала, Сигналы от блока 9 селекции также поступают на первый масштабный усилитель и схему вычитания, после чего усиливаются вторым дополнительным усилителем 17. Полученное напряжение несет инАормацию о температуре вихретокового преобразователя и не зависит от изменения параметров объекта контроля, 2 ил.

1566279

Изобретение относится к еразрушающему контролю электромагнитным методом и может оыть использовано для контроля параметров прерывистых понерхностей в динамических условиях и является усовершенствованием устройства по ант.сн. N- 1485123, Цель изобретения — повышение дос— товерности за счет обеспечения контроля температуры вихретокового прео браз ов ат еля, На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, 3.— временные диаграммы напряжений сигналон н цепях устройства.

Устройство содержит соединенные последовательно первый колебательный контур 1 с включенным в него вихретоковым преобразователем ?.,резистор 3, усилитель 4 и амплитудный детектор 5, индикатор 6, второй колебательный контур 7, первый вход которого соединен с входом усипителя

4, нелинейный четырехполюсник 8,три вывода которого соединены соответственно с первым выводом первого колебательного контура 1, выходом усилителя 4 и точкой нулевого потенциала, а четвертый вывод нелинейного четырехполюсника 8 подключен к источнику опорного напряжения (не показан), а вторые выводы обоих колебательных контуров 1 и 7 соединены с точкой нулевого потенциала. Устройство также содержит блок 9 селекции, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 5, блок 10 температурной компенсации, два входа которого соединены соотнетственно с двумя выходами блока 9 селекции, а выход соединен с индикатором 6, первый блок 11 изменения реактивного сопротивления, два выхода которого соединены соответственно с входом усилителя 4 и точкой нулевого потенциала, и соединенные последовательно генератор 12 тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока 9 селекции и управляющим входом первого блока 11 изменения реактивного сопротивления,иннертор 13 выход которого соединен с третьим входом блока 9 селекции, и второй блок 14 изменения реактивного сопротивления соединены соотнетстнен. но с первым входом нелинейного четырехполюсника 8 и точкой нулевого потенциала. Устройство также содержит

40 зонансной частоты второго контура 7.

При нахождении объекта контроля н зоне чувствительности нихретоково— го преобразователя 2 контура 1 за счет воздействия 2 вя 06 Объекта

45 контроля на электрические параметры вихретокового преобразователя 2 кон— тура 1, напряжение с детектора 5 меняется. При этом изменение напряжения зависит как от изменения добротности вихретоконого преобразователя

? колебательного контура 1 (за счет активной составляющей ?.R ), так вн ° оь и от изменения его резонансной частоты (за счет реактивной составляющей

55 вноь °

Следовательно, в одном режиме резонансные характеристики колебательнъгх контуров 1 и 7 сближаются, н другом — расходятся, что приводит к раз5

30 дополнительные последовательно соединенные первый масштабный усилитель

15, схему 16 вычитания, второй масштабный усилитель 17 и индикатор 18 при этом вход усилителя 15 и нторой вход схемы 16 вычитания соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 9 селекции, Устройство работает следующим образом, Первый колебательный контур 1, резистор 3, второй колебательный контур 7 и нелинейный четырехполюсник 8 образуют цель положительной обратной связи, охватывающую усилитель 4. При приближении вихретоконого преобразователя 2 к объекту конт— роля, напряжение антоколебаний усипителя 4 поступает па нихретоковый преобразователь 2 (ВТП) первого колебательного контура 1 ° При общем коэф— фициенте передачи цепи положительной обратной связи больше единицы н ней возбуждаются электрические колебания на частоте, промежуточной между резонансными частотами первого и второго копебательных контуров 1 и 7. Нелинейный четырехполюсник 8 осуществляет линеаризацию характеристики вихретокового преобразователя 2. Блоки 11 и 14 изменения реактивного сопротивления обеспечинают дна режима работы цепи положительной обратной связи: первый, когда резонансная частота первого колебательного контура 1 больше резонансной частоты второго контура 7; второй, когда резонансная частота первого контура I меньше ре1 5бб? 79 (1) 5 где 11, и П

04 01

П(. вн оь ) ного и реактивного воздействия объекта контроля на электри1 т Я

35 ческие параметры вихретоковогп преобразователя 2. (4) — 1J! Ка) °

Uq

+ Кт где 1J(Z. вн т личной чувствительности на разных режимах, т. е. напряжения с детектора

5 можно выразить

П о + П(вв.ов ) 1

Ua Под я (К В,Об ) э напряжения с амплитудного детектора

5 на разных режимах; начальные напряжения на разных режимах без воздействия объекта контроля; изменение напряжения, являющееся функцией воздействия объекта контроля на электрические параметры вихретокового преобразователя 2 колебательного контура 1; коэффициент, являющийся функцией добротности вихретокового преобразователя

2 колебательного контура 1 и зависящий от соотношения активПри изменении температуры изменяются активное и реактивное сопротивление нихретокового преобразователя

2 колебательного контура 1, С учетом воздействия температуры на электрические параметры вихретокового пре- образователя 2 колебательного контура 1 (1) можно представить

По V(Z вн,об) U(Z вн,т ); (2)

По + КОПР в„,,в) +

1J(Z „,), изменение напряжения, являющееся функцией воздействия температуры, на электрические параметры нихретокового преобразователя 2 к олебательного контура 1;

К т — коэффициент, являющийся функцией добротности вихретоконого преобразователя

2 колебательного контура 1 и зависит от

1О воздействия температуры на электрические параметры вихретпкпного преобразователя 2.

Электрические элементы колебательгх контуров и 7 и блоков 1 и 14 выбираются таким образом, чтобы при разных режимах частота генерирования оставалась неизменной, Это необходи20 мо для того, чтобы функция изменения

"апр"женив U(Z 6u ов ) " U(Z ьв.т ) для разных режимов были одинаковыми.

При компенсации начальных уровней

1J и Uq из (2) следует, что напря25 жение 1J(Z ), несущее сведения об

Ьн.05 измеряемом параметре объекта контроля, и напряжение U (Z в„т ), несущее сведения о температуре нихретокового преобразователя 2, можно определить

30 из выражений

1 (3

U(Z ) = -- — --- — (1J — П, К вн.оБ y, — K > т

Д т

Таким образом, информация об объекте контроля (3) не зависит от измене40 ний температуры, а информация и температуре (4) не зависит от изменения контролируемого параметра объекта контр апя, Сигнал с детектора 5 подается на

45 блок 9 селекции, который работает следующим образом.

Напряжение с амплитудного детектора 5 подается на два канала блока б селекции (не показаны), каждый из ко50 торых содержит последовательно соединенные электронный клич, интегратор и компенсатор, так как напряжения, снимаемые с амплитудного детектора 5 на разных скппнах частотной

55 характеристики вихретокпного преобразователя 2 описываются следующим образом

П(= По + П(" е о ) + П(". вн.т ) (5) ) 56627

)1 )J„ + KQU(z Вн,pb) + (Вн,т ) Ф (6) U<,11о 11(Z Вн.оь)

+ U(z,q,,) (7) )U — Б — 11Π— К!1 И(7, Вн о ) + 20

+ К.""(2 вн,т ) (8) В дальнейшем устранение влияния температуры 7 на результат измерения производится следующим образом.

Напряжение 0 (7) усиливается первым масштабным усилителем блока

lO с коэффициентом усиления К, т.е, т

К. = к . U (Z gp.ob ) 30

+ Кт П(Вн,т ) °

На схеме вычитания блока )О осуществляется операция вычитания

Кт hUl = (Кд Кт-)" Вн оь) °

С выхода схемы вычитания блока 10 напряжение h)J< — Кт И!, поступает на второй масштабный усилитель с коэффипи е нт ом пер едачи, р ан ным 1 /К Q — 40 — К, тогда с выхода усилителя имеем

U(Z ) = (hU — К .1))1,)

JJH0В 2 т К вЂ” К т (9) т ° е. напряжение, несущее информацию об объекте контроля и поступающее на индикатор б, не занисит от влияния температуры на параметры вихретокового преобразователя, .Для определения температуры вихретокового преобразователя 2 напряжения (7) и (8) с выходов компенсаторов блока 9 подают соответственно на вход дополнительного первого масштабного усилителя 15 и второй вход до55 полнительной схемы нычитания.Напряжение ht)1 (7) усиливается дополнито эпюра напряжений будет иметь вид, как показано на фиг.2. Электронные ключи управляются прямым и инверсным импульсами с тактового генератора 12.

В результате происходит разделение напряжений )l „и П, Импульсы, соот- 10 ветствующие И, и 11, сглаживаются интеграторами и подаются на компенсаторы начального уровня ° Поэтому на

Выходе от компенсаторов получаем напряжения l5 тельным усилителем с коэффициентом усиления К т.е.

AtJ, KQ — КД U(Z,„„, ) +

+ Кд 11(7 вн,г ) ° (10) Следовательно, по изменению напряжения (10) судят об изменении измеряемого параметра объекта контроля, а по изменению напряжения () 1) — об изменении темп ер атуры вихр ет ок оного преобразователя 2.

Предлагаемое устройство позволяет контролировать помимо параметров объекта контроля н условиях меняющихся температур и температуру нихретокового преобразователя устройстна, тем самым обеспечить диагностику, т. е, контролировать работоспособность, нихретокового преобразоватечя и условиях как низких, так и высоких темпер атурах.

Формула изобретения

Электромагнитное устройство неразрушающего контроля по ант. сн, Ф 1485123, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достовер— ности за счет обеспечения контроля температуры вихретокового преобразователя, в него введены последовательно соединенные третий масштабнь1й усилитель, схема вычитания, четвертый масштабный усилитель и второй индикатор, нход третьего масштабного усилителя и второй вход схемы вычитания соединены соответственно с первым и вторым выходами блока селекции, С выхода дополнительной схемы )6 вычитания, где осуществляется операция вычитания ()0) из (8), напряжение (h)J< — 111, К ) поступает на дополнительный второй масштабный усилитель 17 с коэффициентом передачи, ! равным, тогда с выхода

Кт- Кg усилителя 7 имеем

U(Z ) = (У) -К У)) — — — —, ЬН, т В Q т. Я ()1) т. е, напряжение, несущее информацию о температуре нихретокового преобразователя 2 и поступающее на индикатор 18, не зависит от изменения параметров объекта контроля, 1

156б279

007

dVg 2

Редактор С,Патрушева

Тираж 508

Заказ 1218

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

У!

0<

U,0

0 2

0@g

0) Ug Р14) Составитель Л.Крюкова

Техред М.Дидык Корректор М,Пароли