RU1798676C - Device for nondestructive testing of metal articles - Google Patents
Device for nondestructive testing of metal articlesInfo
- Publication number
- RU1798676C RU1798676C SU904897006A SU4897006A RU1798676C RU 1798676 C RU1798676 C RU 1798676C SU 904897006 A SU904897006 A SU 904897006A SU 4897006 A SU4897006 A SU 4897006A RU 1798676 C RU1798676 C RU 1798676C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- gap
- frequency
- input
- memory unit
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к области неразрушающего контрол ферромагнитных материалов и может быть использовано в машиностроении и черной металлургии. Цель изобретени - повышение точности при контроле физико-механических свойств ферромагнитных материалов - достигаетс благодар тому, что устройство дл неразрушающего контрол металлических изделий, содержащее индуктивный преобразователь , емкостный преобразователь зазора, канал измерени зазора и регистратор, снабжен умножителем, включенным между индуктивным преобразователем и регистратором , а канал измерени зазора выполнен в виде последовательно соединенных управл емого по частоте генератора, в колебательный контур которого включен емкостный преобразователь зазора, делител частоты, синхронного фильтра, выпр мител , усилител и функционального блока, выход которого подключен к второму входу умножител , последовательно соединенных фазового детектора и цифрового блока пам ти, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого по частоте генератора, а также генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к выходам синхронного фильтра и фазового детектора, и через .ключ к второму входу блока пам ти. 3 ил.The invention relates to the field of non-destructive testing of ferromagnetic materials and can be used in mechanical engineering and ferrous metallurgy. The purpose of the invention is to improve the accuracy in controlling the physicomechanical properties of ferromagnetic materials - due to the fact that the device for non-destructive testing of metal products, comprising an inductive transducer, a capacitive gap transducer, a gap measurement channel and a recorder, is equipped with a multiplier connected between the inductive transducer and the registrar, and the gap measurement channel is made in the form of a series-connected frequency-controlled oscillator into the oscillating circuit of a cat A capacitive gap converter, a frequency divider, a synchronous filter, a rectifier, an amplifier, and a functional unit, the output of which is connected to the second input of the multiplier, a series-connected phase detector and a digital memory unit, the output of which is connected to the control input of a frequency-controlled oscillator, is turned on as well as a clock generator, the output of which is connected to the outputs of the synchronous filter and phase detector, and through the .key to the second input of the memory unit. 3 ill.
Description
Изобретение относитс к области неразрушающего контрол изделий из ферромагнитных материалов и может быть использовано в машиностроении и черной металлургии.The invention relates to the field of non-destructive testing of products from ferromagnetic materials and can be used in mechanical engineering and ferrous metallurgy.
Целью изобретени вл етс повышение точности при контроле физико-механических свойств ферромагнитных материалов.The aim of the invention is to increase accuracy in controlling the physicomechanical properties of ferromagnetic materials.
На фиг, 1 показана блок-схема устройства дл контрол физико-механических свойств ферромагнитных материалов; на фиг. 2 - графики, по сн ющие работу устройства; на фиг. 3 - одна из возможных конструкций индуктивного преобразовател , используемого в устройстве.Fig. 1 shows a block diagram of a device for controlling the physicomechanical properties of ferromagnetic materials; in FIG. 2 - graphs explaining the operation of the device; in FIG. 3 - one of the possible designs of the inductive converter used in the device.
Устройство содержит индуктивный преобразователь 1; жестко св занный с ним емкостный датчик зазора 2; регистрирующее устройство 3; умножитель 4, включенный между выходом индуктивного преобразовател 1 и входом регистрирующего устройства 3. Выход генератора 5, в колебательный контур которого включен емкостный -датчик зазора 2, через делитель частоты 6 соединен с входом синхронного фильтра 7. Выход синхронного фильтра 7 через выпр митель 8, усилитель 9 и функциональный блок 10 соединен со вторым входом умножител 4. Выход фазового детектора 11, входы которого соединены с выXIThe device comprises an inductive converter 1; a capacitive gap sensor 2 fixed thereto; recording device 3; a multiplier 4, connected between the output of the inductive converter 1 and the input of the recording device 3. The output of the generator 5, in the oscillatory circuit of which is connected a capacitive sensor of the gap 2, is connected through the frequency divider 6 to the input of the synchronous filter 7. The output of the synchronous filter 7 through rectifier 8, the amplifier 9 and the functional block 10 is connected to the second input of the multiplier 4. The output of the phase detector 11, the inputs of which are connected to
Ю ооYoo oo
СХCX
XI CNXI CN
ходом делител частоты 6 и выходом генератора тактовых импульсов 12, через блок пам ти 13 соединен с управл ющим входом генератора 5, причем управл ющий вход цифрового блока пам ти 13 через ключ 14 соединен с выходом генератора тактовых импульсов 12,the frequency divider 6 and the output of the clock generator 12 through the memory block 13 is connected to the control input of the generator 5, and the control input of the digital memory 13 through the key 14 is connected to the output of the clock 12
Опытным путем установлено, что выходной сигнал индуктивного преобразовател в функции от зазора наиболее точно аппроксимируетс выражением:It has been experimentally established that the output signal of the inductive converter as a function of the gap is most accurately approximated by the expression:
Unp Uo пр (а # + b 5 + 1),Unp Uo pr (a # + b 5 + 1),
0)0)
где Uonp - сигнал преобразовател при зазоре , равном 0;where Uonp is the converter signal with a gap equal to 0;
д - величина зазора;d is the size of the gap;
a, b - константы, определ емые конструкцией датчика.a, b are constants determined by the design of the sensor.
Уравнение (1) получено обработкой опытных данных с использованием метода наименьших квадратов. Дл преобразовател , примен емого авторами (см. фиг. 3), константы а и b равны соответственно 0,031 0,290 .Equation (1) is obtained by processing the experimental data using the least squares method. For the converter used by the authors (see Fig. 3), the constants a and b are equal to 0.031 0.290, respectively.
Как следует из выражени (1), дл отстройки от вли ни зазора выходной сигнал индуктивного преобразовател необходимо умножить на корректирующий сигналAs follows from expression (1), in order to tune from the influence of the gap, the output signal of the inductive converter must be multiplied by a correction signal
Цкор а б2 + Ъд+ 1.Corps a b2 + bd + 1.
(2)(2)
С этой целью при помощи емкостного датчика 2 изменени зазора преобразуют в изменени частоты генератора 5.To this end, by means of a capacitive sensor 2, the changes in the gap are converted into changes in the frequency of the generator 5.
Частоту генератора 5 выбирают высокой с тем, чтобы получить высокую чувствительность емкостного датчика к зазору. Однако обработку сигнала удобнее и точнее проводить на низкой частоте. Поэтому с помощью делител частоты 6 частоту генератора 5 дел т на число N.The frequency of the generator 5 is chosen high in order to obtain a high sensitivity of the capacitive sensor to the gap. However, signal processing is more convenient and more accurate at a low frequency. Therefore, using a frequency divider 6, the frequency of the generator 5 is divided by the number N.
В конкретном устройстве, испытанном авторами, частота генератора 5 выбрана равной 5 МГц, (при d ), коэффициент делени N 100. Кроме того, делитель частоты 6 ограничивает и стабилизирует амплитуду импульсов, что необходимо дл получени высокой точности преобразовани .In a particular device tested by the authors, the frequency of the oscillator 5 is chosen to be 5 MHz, (with d), the division coefficient is N 100. In addition, the frequency divider 6 limits and stabilizes the pulse amplitude, which is necessary to obtain high conversion accuracy.
Устройство работает следующим образом;The device operates as follows;
Частота генератора 5, определ ема емкостью датчика зазора 2, а следовательно , величиной зазора д поступает на вход делител частоты 6. G выхода делител частоты 6 последовательность импульсов поступает на вход синхронного фильтра 7 и один из входов фазового детектора 11.The frequency of the generator 5, determined by the capacitance of the gap 2 sensor, and therefore, the gap d, is fed to the input of the frequency divider 6. G of the output of the frequency divider 6 is a pulse train fed to the input of the synchronous filter 7 and one of the inputs of the phase detector 11.
Частота резонанса синхронного фильтра 7 равна тактовой частоте, поступающей с выхода генератора тактовых импульсов 12. Синхронный фильтр 7 необходим дл получени сигнала, пр мо пропорционального величине зазора д. Процесс преобразовани с помощью фильтра показан на фиг. 2, на которой представлены зависимость относительного изменени частоты генераторэ 5 от зазора (крива 1), зависимость относительного изменени коэффициента передачи синхронного фильтра 7 от относительного изменени частоты генератора 5 (крива 2), зависимость относительного изменени коэффициента передачи синхронного фильтра 7 от зазора (крива 3). Как видно из фиг. 2 нелинейность кривой 1 компенсируют нелинейностью кривой 2. В результате на выходе синхронного фильтраThe resonance frequency of the synchronous filter 7 is equal to the clock frequency coming from the output of the clock 12. The synchronous filter 7 is necessary to obtain a signal that is directly proportional to the size of the gap. The conversion process using the filter is shown in FIG. 2, which shows the dependence of the relative change in the frequency of the oscillator 5 on the gap (curve 1), the dependence of the relative change in the transfer coefficient of the synchronous filter 7 on the relative change in the frequency of the generator 5 (curve 2), the dependence of the relative change in the transmission coefficient of the synchronous filter 7 on the gap (curve 3) ) As can be seen from FIG. 2 the nonlinearity of curve 1 is compensated by the nonlinearity of curve 2. As a result, the output of the synchronous filter
получают сигнал, линейно завис щий от зазора . Линейный характер зависимости обеспечивают соблюдением равенстваreceive a signal linearly dependent on the gap. The linear nature of dependencies is ensured by equality
f,f
резres
Рген/N,X-ray / N,
(3)(3)
где Трез - частота резонанса синхронного фильтра;where Tres is the resonance frequency of the synchronous filter;
- частота генератора 5 при бесконечно большом зазоре; - the frequency of the generator 5 with an infinitely large gap;
0 N - коэффициент делени делител частоты 6.0 N - division factor of the frequency divider 6.
Этого достигают периодической подстройкой частоты генератора 5 с помощью напр жени , подаваемого на управл ющийThis is achieved by periodically adjusting the frequency of the generator 5 using the voltage supplied to the control
5 вход генератора 5 с выхода цифрового блока пам ти 13. Подстройку генератора 5 осуществл ют замыканием ключа 14 при отсутствии контролируемого материала. При этом на управл ющий вход цифрового блока па0 м ти 13 начинает поступать последовательность тактовых импульсов. При частоте генератора 5 fpea N сигнал на выходе фазового детектора 11 отсутствует, а на выходе цифрового блока пам ти 13 уста5 навливаетс значение управл ющего напр жени , необходимое дл выполнени равенства (5). В случае отклонени частоты генератора 5 в большую или меньшую сторону на выходе фазового детектора 115 the input of the generator 5 from the output of the digital memory unit 13. The adjustment of the generator 5 is carried out by closing the key 14 in the absence of controlled material. In this case, a sequence of clock pulses begins to arrive at the control input of the digital block of memory 13. At a generator frequency of 5 fpea N, there is no signal at the output of the phase detector 11, and at the output of the digital memory unit 13, the control voltage value necessary to fulfill equality (5) is set. In the case of a deviation of the frequency of the generator 5 up or down at the output of the phase detector 11
0 по вл етс сигнал рассогласовани соответствующий пол рности, поступающий на запоминающий вход цифрового блока пам ти 13. На выходе цифрового блока пам ти 13 формируетс управл ющее напр жение,0, a mismatch signal corresponding to the polarity arrives at the storage input of the digital memory unit 13. A control voltage is generated at the output of the digital memory unit 13.
5 увеличение или уменьшение которого соответственно увеличивает или уменьшает частоту генератора 5. В результате подстройки равенство (3) восстанавливаетс . Длительность процесса не превышает 0,5 с., после чего размыканием ключа 14 прекращают5, an increase or decrease in which respectively increases or decreases the frequency of the generator 5. As a result of the adjustment, equality (3) is restored. The duration of the process does not exceed 0.5 s., After which the opening of the key 14 is stopped
цикл подстройки частоты генератора 5. При этом тактовые импульсы на управл ющий вход цифрового блока пам ти 13 не поступают , цифровой блок пам ти 13 запоминает сформированное управл ющее напр жение в виде двоичного цифрового кода. Тем самым обеспечивают долговременное хранение управл ющего напр жени на управл ющем входе генератора 5,a cycle of adjusting the frequency of the generator 5. In this case, clock pulses are not supplied to the control input of the digital memory unit 13, the digital memory unit 13 stores the generated control voltage in the form of a binary digital code. This ensures long-term storage of the control voltage at the control input of the generator 5,
Выходной переменный сигнал синхронного фильтра, пр мо пропорциональный зазору д, выпр мл етс , усиливаетс и поступает на вход функционального блока 10. Функциональный блок 10 формирует корректирующий сигнал, определ емый выражением (2). Результат перемножени корректирующего сигнала и выходного сигнала индуктивного преобразовател 1, не завис щий от нестабильности рабочего зазора , поступает на регистрирующее устройство 3.The output of the synchronous filter, directly proportional to the gap d, is rectified, amplified, and fed to the input of function block 10. Function block 10 generates a correction signal defined by expression (2). The result of the multiplication of the correction signal and the output signal of the inductive converter 1, independent of the instability of the working gap, is supplied to the recording device 3.
Таким образом, устройство обеспечивает повышение чувствительности корректирующего сигнала к зазору с ростом зазора, что исключает недокомпенсацию при зазорах , больше номинального значени , и пе- рекомпеисацию при зазорах, меньше номинального значени . Долговременное хранение управл ющего напр жени на управл ющем входе генератора 5, в контур которого включен емкостной датчик зазора, с его периодической подстройкой уменьшает разбаланс устройства. В результатеThus, the device provides an increase in the sensitivity of the correction signal to the gap with an increase in the gap, which eliminates undercompensation in the gaps, more than the nominal value, and re-recombination in the gaps, less than the nominal value. Long-term storage of the control voltage at the control input of the generator 5, in the circuit of which a capacitive gap sensor is included, with its periodic adjustment, reduces the imbalance of the device. As a result
точность контрол физико-механических свойств ферромагнитных материалов повышаетс .the accuracy of controlling the physicomechanical properties of ferromagnetic materials is improved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904897006A RU1798676C (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Device for nondestructive testing of metal articles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904897006A RU1798676C (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Device for nondestructive testing of metal articles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1798676C true RU1798676C (en) | 1993-02-28 |
Family
ID=21552406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904897006A RU1798676C (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Device for nondestructive testing of metal articles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1798676C (en) |
-
1990
- 1990-12-26 RU SU904897006A patent/RU1798676C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство CCGP № 696369, кл. G 01 N 27/90. 1977. Авторское свидетельство СССР № 1188634, кл. G Q1 N 27/90, 10.07.84. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4710619A (en) | Apparatus for generating a signal providing information regarding a radiating source, especially an infrared source | |
JPH01502933A (en) | Frequency counting device and method | |
GB2076967A (en) | Industrial process control instrument employing a resonant sensor | |
US5425073A (en) | Analyzer circuit an inductive position sensor | |
Krummenacher | A high-resolution capacitance-to-frequency converter | |
US4719409A (en) | Digital signal output capacitance sensor displacement gauging system | |
US3311842A (en) | Digital transducer with condition responsive shock excited resonant circuit | |
RU1798676C (en) | Device for nondestructive testing of metal articles | |
GB1338390A (en) | Analogue-digital converter using an integrator | |
US4492933A (en) | Temperature compensation circuit for oscillator with parabolic characteristic | |
JP2764310B2 (en) | Method and circuit arrangement for measuring characteristic values of a high-frequency oscillator | |
US4868573A (en) | Line frequency slaved voltage-to-frequency converter system | |
JP2645374B2 (en) | Phase difference or relative frequency deviation measuring device | |
SU821911A1 (en) | Apparatus for measuring article linear dimensions | |
SU578624A1 (en) | Arrangement for tuning the resonators of electromechanical filters | |
SU1786377A1 (en) | Device for pulsed excitation of continuous oscillations of a string | |
SU1714634A1 (en) | Metallic product pickup | |
US4068171A (en) | Frequency comparator | |
SU1490615A1 (en) | Eddy-current device for non-destructive checking with temperature compensation | |
SU1219992A1 (en) | Method of contactless measurement of conducting body magnetic permeability | |
SU737884A1 (en) | Device for measuring electrophysical characteristics of piezoceramic resonators | |
US3496388A (en) | Variable pulse width transducer circuit | |
SU1670574A1 (en) | Apparatus for control by eddy currents | |
SU1715958A1 (en) | Device for controlling extent of soil thickening | |
SU457891A2 (en) | Contactless motion parameter meter |