Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения толщины покрытия. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет подавления влияния нескольких мешающих факторов. Цель достигается тем, что устройство, содержащее генераторы высшей и низшей частоты, вихретоковый преобразователь, высокочастотный и низкочастотный каналы и блок представления информации, снабжено первым коммутатором, входы которого подключены к генераторам, а выход - к входу вихретокового преобразователя, компенсационным преобразователем, включенным последовательно с вихретоковым преобразователем, двумя дополнительными усилителями и вторым коммутатором, двумя блоками памяти и блоком управления, а каждый из измерительных каналов выполнен в виде последовательно соединенных первого усилителя, являющегося одновременно и блоком опорного напряжения, вход которого соединен с выходом компенсационного преобразователя, регулятора амплитуды и фазовращателя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен через дополнительный усилитель к выходу вихретокового преобразователя, выход сумматора подключен к первому входу измерителя разности фаз, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя, выходы измерителей разности фаз обоих измерительных каналов подключены к входам второго коммутатора, выходы которого подключены к двум блокам памяти, выходы которых соединены с блоком представления информации. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (1 1) (ир G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4699110/28 (22) 31.05.89 (46) 07.08.91. Бюл. 3Ф 29 (72) О.И.Шутко,И.И.Мязин и А.В.Лунин (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -962800, кл. С 01 N 27/90, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОПАРАМЕТРОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю,и может быть использовано для измерения толщины покрытия, Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет подавления влияния нескольких мешающих факторов. Цель достигается тем, что устройство, содержащее генераторы высшей и низшей частоты, вихретоковый преобразователь, высокочастотный и низкочастотный каналы и блок представления информации, снабжено первым коммутатором, входы которого подключены к генераторам, а выход — к входу вихретокового преобразователя, компенсационным преобразователем, включенным

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения одного из геометрических или физических параметров иэделия с подавлением влияния нескольких мешающих факторов, в частности для контроля многослойных изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет подавления влияния нескольких мешающих факторов.

На фиг,1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2-годографы напряжений последовательно с вихретоковым преобразователем, двумя дополнительными усилителями м вторым коммутатором, двумя блоками памяти и блоком управления, а каждый из измерительных каналов выполнен в виде последовательно соединенных первого усилителя, являющегося одновременно и блоком опорного напряжения, вход которого соединен с выходом компенсационного преобразователя, регулятора амплитуды и фаэовращателя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен через дополнительный усилитель к выходу вихретокового преобразователя, выход сумматора подключен к первому входу измерителя разности фаэ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя, выходы измерителей разности фаэ обоих измерительных каналов подключены к входам второго коммутатора, выходы которого подключены к двум блокам памяти, выходы которых соединены с блоком представления информации. 3 ил, преобразователя, полученные при измерении толщины покрытия на частоте 5,5 кГц; на фиг.3 - то же, на частоте 10 кГц.

Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля содержит генераторы низшей частоты 1 и высшей частоты

2,первый коммутатор 3, служащий для поочередной подачи обеих частот на вихретоковый преобразователь 4 и компенсационный преобразователь 5, измерительные каналы

6 и 7, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя 8, сое1668928 диненного своим входом с выходом компенсационного преобразователя 5, регулятора

9 амплитуды, фаэовращателя 10, а также из усилителя 11, соединенного своим входом с выходом вихретокового преобразователя 4, сумматора 12, подключенного своими входами к выходам фазовращателя 10 и усилителя 11, измерителя 13 разности фаз, подключенного своими входами к выходам сумматора 12 и усилителя 8, второй коммутатор 14, подключенный своими вхсдами к выходам измерителей 13 разности фаэ обоих каналов, блоки 15 и 16 памяти, подключенные своими входами к выходам второго коммутатора 14, последовательно соединенные дифференциальный усилитель 17, подключенный своими входами к выходам блоков 15 и 16 памяти, линеариэатор 18 и аналого-цифровой преобразова.тель 19, а также блок 20 управления, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов 3 и 14.

Устройство для многопараметрового нераэрушающего контроля работает следующим образом, Генераторы 1 и2 вырабатывают синусоидальные напряжения двух частот, которые посредством коммутатора 3 подаются на последовательно включенные вихретоковый преобразователь 4 и компенсационный преобразователь 5. Сигналы с вихретокового преобразователя 4 и компенсационного преобразователя 5 поступают одновременно на входы измерительного канала 6 низшей частоты и измерительного канала 7 высшей частоты, в которых происходит выбор точки отсчета на комплексной плоскости путем формирования опорного напряжения с помощью усилителя 8, подключенного к компенсационному преобразователю, регулятора 9 амплитуды, фазовращателя 10 и векторного суммирования сумматором 12 с сигналом, поступающим на сумматор 12 с усилителя 1 1, подключенного к вихретоковому преобразователю 4.

Измеритель 13 разности фаз преобразует информацию о сдвиге фаз между сигналами с вихретокового преобразователя

4и компенсационного преобразователя 5 в постоянное напряжение, которое посредством коммутатора 14 подается на блоки 15 и

16 памяти. Дифференциальный усилитель

17 служит для алгебраического суммирования с разными коэффициентами сигналов, поступающих на его входы с выходов блоков 15 и 16 памяти.

Линеариэатор 18 служит для преобразования нелинейной зависимости напряжение — контролируемый параме" ð в линейную. Аналого-цифровой преобразователь 19 служит для преобразования напряжения, поступающего íà его вход с линеариэатора 18, в цифровую информацию о величине контролируемо о параметра, Работой коммутаторов 3 и 14 управляет блок

20 управления.

На фиг.2 приведены годографы напряжений трансформаторного преобразователя на ферритовом сердечнике, полученные при измерении толщины никеля на магнитной стали на частоте 5,5 кГц (фиг.3, на частоте 10 кГц), Используют никелевые пленки толщиной Π— 100 мкм, полученные при раз15 личных режимах (плотности тока 1,5—

5,0A/дм, неотожженные и отожженные на г воздухе, в вакууме), различные образцы магнитной стали 3И-811 с радиусом кривизны

0 — 1Î мм, зазор между преобразователем и

20 изделием изменяется в пределах Π— 30 мкм.

Как видно по годографам, свойства стали даже одной марки (ЭИ-811) изменяются как от образца к образцу (первый-четвертый образцы), так и в пределах одного образца.

25 Годографы преобразователя, расположенного над никелем на магнитной стали, получают при измерении толщины никелевых пленок в одной и той же точке одного образца (первый образец), Как видно по годогра30 фам, свойства никеля также изменяются.

Годографы преобразователя, расположенного с зазором над никелем на магниткой стали, получают при изменении зазора между преобразователем и никелем на первом

35 образце. Годографы преобразователя, расположенного с зазором и беэ зазора над никелем на других образцах стали ЭИ-811 (второй-четвертый образцы), не приведены.

Кроме того, не приведены годографы преоб40 раэователя, расположенного над никелем на изделиях с радиусом кривизны до 10 мм, так как они совпадают с годографами преобразователя, расположенного с зазором до 10 мкм над никелем на плоских изделиях.

45 Изменения электропроводности и магнитной проницаемости никеля отстраиваются фазовым способом, т.е. на каждой частоте измерения проводят иэ такой точки комплексной плоскости (фиг.2, точка А), что50 бы фаза сигнала не зависела от изменений этих мешающих факторов.

Диаметр преобразователя и частоты выбраны такими, что фазы сигналов, измеренwx из точки А относительно оси imU, при

55 изменении свойств стали, зазора и радиуса кривизны пропорциональны с одним коэффициентом пропорциональности, а при изменении толщины никелевого покрытия — с другим. Коэффициенты усиления на входах дифференциального усилителя 17 выбира1668928 ют, изменяя один из них так, что приращения сигналов, измеренных иэ точки А, на частотах 5,5 и 10 кГц при изменении свойств стали, зазора и радиуса кривизны одинаковые. Коэффициент определяют эксперимен- 5 тально с помощью набора стандартных образцов так, чтобы на выходе усилителя подавить влияние этих мешающих факторов. Тогда выходной сигнал усилителя не зависит от изменения мешающих факторов 10 и определяется только величиной контролируемого параметра — толщиной никелевого покрытия.

Формула изобретения 15

Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля, содержащее генераторы высшей и низшей частоты, вихретоковый преобразователь, высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, 20 каждый из которых включает усилитель, регулятор амплитуды, сумматор, фаэовращатель, измеритель фаз и блок опорного напряжения, и блок представления информации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения 25 достоверности контроля эа счет подавления влияния нескольких мешающих факторов, оно снабжено первым коммутатором, входы которого подключены к генераторам, а выход- к входу вихретокового преобразовате- 30 ля, компенсационным преобразователем, включенным последовательно с вихретоковым преобразователем, двумя дополнительными усилителями и вторым коммутатором, двумя блоками памяти и блоком управления, а каждый из измерительных каналов выполнен в виде последовательно соединенных первого усилителя, являющегося одновременно и блоком опорного напряжения„вход которого соединен с выходом компенсационного преобразователя, регулятора амплитуды и фазовращателя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен через дополнительный усилитель к выходу вихретокового преобразователя, выход сумматора подключен к первому входу измерителя разности фаэ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя, выходы измерителей разности фаз обоих измерительных каналов подключены к входам второго коммутатора, выходы которого подключены к двум блокам памяти, выходы которых соединены с блоком представления информации, выполненным в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя, линеаризатора и аналого-цифрового преобразователя, а выходы блока управления подключены к управляющим входам коммутаторов.

1668928

1668928

0s geY

Of Re V

Составитель Д, Молявина

Редактор И. Шулла ТехредМ.Моргентал Корректор О, Кундрик

Заказ 2652 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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