NO830418L - Matekrets for foucaultstroem-sonde. - Google Patents

Description

Matekrets for foucaultstrøm-sonde

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en matestrøm for en foucaultstrøm-sonde. Den finner anvendelse ved ikke-destruktiv prøvning av metallstykker, særlig rør.

En kjent krets til mating av foucaultstrøm-sonder

er vist på fig. 1. Den omfatter to veier 10^, 10som arbeider parallelt. Hver vei omfatter en forsterkningskrets 12^, 122(som i det viste eksempel er en dif f erensialf or-sterker) , en referansevikling 14^, 142°^en tilb^^oblings-motstand 16^, 162^innkoblet over forsterkeren med tilhørende vikling. Hver vei har en inngang 18^, I82 og en utgang 20^, 2O2. Inngangene er forbundet med en matekilde 24 via en forsterker 26 med forsterkning -1 for den ene av dem (her mellom inngangen 18^til veien 10^). Utgangen fra hver vei

er forbundet med en koaksial kabel 30^, 3C>2som mater en sonde dannet av to viklinger 32^, 322»

To motstander 34^, 342forbinder utgangene fra forsterkerne 12-^, 122me<^ nveranclre. Deres forbindelsespunkt gjør det mulig å ta ut et signal på en tilslutning D, et signal

som utgjør et differensialmål for sondens ubalanse. To andre motstander 36^, 362 forbinder utgangen fra den ene av veiene med utgangen fra forsterkeren i den annen vei. Deres forbindelsespunkt gjør det mulig å ta ut et signal på en tilslutning A, et signal som utgjør en absolutt måleverdi.

Denne anordning har ulempen av manglende stabilitet p.g.a. forsterkerne 12^, 122/som samtidig skal levere en sterkstrøm til sonden og bestemme spenningen på sondens klemmer (høyt passbånd i forbindelse med en betydelig utgangsstrøm). Det er denne ulempe oppfinnelsen tar sikte på å avhjelpe.

Til formålet blir forsterkningskretsene modifisert. Ifølge eldre teknikk blir disse kretser realisert med en eneste forsterker 12^, 122»som samtidig tjener to funksjoner: å bestemme utgangsspenningen som funksjon av inngangsspenningen og å forsyne sonden med den nødvendige elektriske effekt. Ifølge oppfinnelsen utgjøres forsterkerkretsen av to særskilte forsterkere som oppfyller disse to funksjoner særskilt: den første bestemmer spenningsfunksjonen og gjør det mulig ved utgangen å ta ut en absolutt målespenning, mens den annen tjener til matning av sonden.

Nærmere bestemt går den foreliggende oppfinnelse ut

på en matekrets for en foucaultsonde med to viklinger, omfattende to parallelle matningsveier som er forbundet med sonden med en kabel og hver omfatter en referansevikling og en forsterkningskrets som angitt ovenfor,karakterisert vedat forsterkningskretsen i hver vei omfatter en første forsterker med en inngang som danner inngangen til forsterkningskretsen, og en utgang som er forbundet med en tilslutning for absolutt måling, en første motstand hvis ene ende er forbundet med utgangen fra første forsterker, en annen forsterker som ved en inngang er forbundet med den annen inngang til den første motstand og en utgang som utgjør forsterkningskretsens utgang, samt en annen motstand innkoblet mellom annen forsterkers utgang og inngang.

Oppfinnelsens særtrekk vil fremgå bedre av den følgende beskrivelse av en utførelsesform som anføres som ikke-begrensende eksempel. Beskrivelsen henviser til teg-ningen, som i tillegg til den omtalte fig. 1 omfatter

fig. 2, som viser det generelle skjema for kretsen ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 som anskueliggjør en balanseringskrets.

Kretsen på fig. 2 innbefatter de elementer som alle-rede er vist på fig. 1, med samme henvisningsbetegnelser. Oppfinnelsen ligger vesentlig i utformingen av de forsterk-ningsanordninger som benyttes i hver vei. Da disse anordninger er maken i de to veier, gjelder den følgende beskrivelse bare den ene av dem, eksempelvis den første. Henvisningsbetegnelsene er her forsynt med indeks 1. For den annen vei har de tilsvarende anordninger de samme henvisningsbetegnelser, men med indeks 2.

Forsterkningskretsen i første vei omfatter en første forsterker 40^med forsterkning -1. Denne vei har en inngang forbundet med veiens inngang 18^og en utgang forbundet med en tilslutning 48^, hvor der opptrer et signal A-^. I praksis kan forsterkeren 40^være en differensialforsterker med en invertert og en ikke invertert inngang. Den førstnevnte mottar

matespenningen, og den annen er forbundet med gods.

Videre omfatter kretsen en motstand 42^og en annen forsterker 44^hvis inngang er forbundet med denne motstand.

I praksis er også denne forsterker av differensialtype, med en invertert inngang forbundet med motstanden 42^og en ikke invertert inngang forbundet med gods. En motstand 46^er innkoblet mellom utgangen fra og inngangen til forsterkeren 44^. Forøvrig er den inverterte inngang til denne forsterker ved en annen motstand 52 forbundet med en tilslutning E^hvor der kan påtrykkes en utbalanseringsspenning.

Med slike anordninger blir det forsterkeren 40^som bestemmer målespenningsfunksjonen, mens rollen for forsterkeren 44^ bare er å sikre matning av sonden med effekt. Stabiliteten av forsterkeren 401kan da være adskillig bedre enn hos den tidligere benyttede forsterker 121som også skulle være effektforsterker. Kretsen ifølge oppfinnelsen har dermed vunnet i stabilitet.

Det vil bemerkes at den tilveiebragte balansering i høyde med forsterkerne 44 og 46 gjør det mulig å få to absolutte målinger null i likevekt, noe som muliggjør: - en forsterkning som er så stor som det behøves, uten fare for metning (ømfintlige absolutte målinger), - eventuell sløyfing av filtre ved anvendelse av systemet til kontroll med flere frekvenser.

I den tidligere kjente krets var de to utganger til matning av sonden symmetriske med hensyn til sine potensialer. I systemet ifølge oppfinnelsen er de to utganger 20^og 20^for de to måleveier på samme potensial. Overføringskabelen som er tilknyttet sonden, kan da realiseres, ikke lenger ved to koaksiale, men ved to sammensnodde ledere, uten at det fører til noen parasittisk kapasitet. Trådtverrsnittet kan velges ganske stort, så kabelens elektriske motstand blir redusert. Sammenholdt med tidligere teknikk kan man oppnå en minskning av kabelens motstand med en faktor på 10. Tapene ved lav frekvens blir dermed betraktelig minsket.

Ved denne utførelsesform dannes kabelen av to sammensnodde tråder 54 anordnet innenfor en beskyttende hylse 56 som er forbundet med matekilden 24 via en forsterker 57. Matnings- hylsen er omgitt av en jordet pansring 58. Kabelens kapasi-tive matestrøm blir dermed levert av forsterkeren 57, som ikke deltar i målingen. Målesignalene A^og A2som tas ut ved 4 8^ og 482»blir således ikke influert av denne strøm.

Denne anordning gjør det mulig å øke lengden av kabelen innen vide grenser uten at motstanden blir prohibitiv, noe som er nyttig når sonden skal forskyves i stykker som befinner seg fjernt fra måleanordningene. Dette er særlig tilfellet når det gjelder kontroll av rør hos damputviklere plassert i en kjernereaktor.

Når der ikke foreligger noe stykke som skal kon-trolleres, kan målesignalene A1og A2ikke være nøyaktig null, dette på grunn av ubalanser som influerer på sonden og kretsene. En utbalanseringsspenning egnet til å korrigere denne mangel, bør da innskytes i hver vei. Disse utbalanserings-spenninger (E^ og E2) påtrykkes tilslutningene 50^og SC^- En krets som er egnet til å frembringe slike spenninger, er vist på fig. 3. Da den er anvendelig for hver av kretsene, er henvisningsbetegnelsene her ikke forsynt med noen indeks.

Denne krets mottar en spenning A uttatt på en klemme 48 (tilslutning 48^eller 482på fig. 2) og leverer en utbalanseringsspenning E på en klemme 50 (tilslutning 50^eller 5O2ved kretsen på fig. 2). Kretsen omfatter i rekkefølge: en analysator 60 som mottar en spenning Vq i fase med matespenningen og en spenning V ,~ i fasekvadratur med den først-nevnte spenning. Analysatoren avgir to spenninger x og y som utgjør inngangssighalets komponenter i henholdsvis fase og fasekvadratur med matespenningen; to komparatorer 61 og 62 som mottar spenningene henholdsvis x og y og sammenligner dem med to terskler, den ene null og den annen lav, f.eks. 0,1 V; to signaler avgis av disse komparatorer og angir beliggenheten av henholdsvis x og y i forhold til disse to terskler; to forlengs-baklengstellere 63, 64 som mates av en klokke 66;

to digital/analogomformere 67, 68 anordnet ved utgangen fra tellerne; to multiplikatorer 69, 70 som mottar spenningene

henholdsvis Vn i fase og V ,„ i kvadratur med fasen av mate-

0 .. 3 it/2

spenningen; et summeringsledd 72 med to innganger forbundet med de respektive to multiplikatorer og med en utgang som

utgjør utgangen.fra kretsen.

En slik krets er kjent. Dens virkemåte er som følger: Forlengs-baklengstellerne får sitt innhold endret hvis spenningene x og y er utenfor det område som begrenses av de to terskler: dette innhold tiltar hvis x og y ligger over øvre terskel, og minker hvis x og y er negative. Tellernes innhold avspeiler dermed ubalansesignalet numerisk uttrykt. Den omdannelse til analogsignal som fås i kretsene 67 og 68, gjør det mulig å mate multiplikatorene 69 og 70, som gjenopp-retter de to komponenter av korreksjonssignalet.

Claims (3)

1. Matekrets for en foucaultstrøm-sonde med to viklinger (32^ , ll^ t omfattende to matningsveier (10^, lO^) som er anordnet parallelt og forbundet med sonden ved en kabel, og som hver omfatter en referansevikling (14^ , ^2 ) og en mat-ningskrets med en inngang og en utgang, samtidig som den ene av de to ender av referanseviklingen er forbundet med forsterkningskretsens utgang og den annen med inngangen til denne krets via en tilbakekoblingsmotstand (16.^, 162 )/karakterisert ved at forsterkningskretsen i hver vei omfatter en første forsterker (40^, 4O2) , en inngang som utgjør inngangen (181 , 182 ) til forsterkningskretsen, og en utgang som er forbundet med en tilslutning (48^ , 482 ) for absolutt måling, en første motstand (42^ , 422 ) hvis ene ende er forbundet med første forsterkers utgang, en annen forsterker (44^ , 442 ) som ved en inngang er forbundet med den annen ende av første motstand (42^, 422 ) og en utgang som utgjør forsterkningskretsens utgang, samt en annen motstand (4 6^, 462 ) innkoblet mellom utgangen fra og inngangen til annen forsterker (44^, ^ 4^)•

2. Matekrets som angitt i krav 1, karakterisert ved at den kabel som forbinder sonden med matningsveiene, omfatter to sammensnodde ledere (54) som er anordnet i en beskyttelseshylse (56) som er forbundet med inngangen til veiene via en forsterker (57).

3. Matekrets som angitt i krav 1, karakterisert ved at inngangen til hver av de andre forsterkere (44^ , 442 ) er forbundet med en utbalanseringsinngang (50^ 502 ).