RU1832192C - Устройство дл вихретоковой дефектоскопии вращающихс объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол  и предназначено дл  дефектоскопии вращающихс  объектов. Цель изобретени  - повышение достоверности и помехоустойчивости при контроле. Указанна  цель достигаетс  в устройстве, содержащем два канала: рабочий и временной . В рабочем канале осуществл етс  выделение признака, характеризующего дефект путем обработки сигнала от первого индукционного датчика, который вырабатывает сигнал отклика от исследуемого объекта (лопатки турбины), представл ющий собой гармоническое колебание. Признаком дефекта  вл етс  отклонение амплитуды колебани  в каком-либо месте относительно среднего за оборот уровн . В рабочем канале осуществл етс  также подсчет признаков дефекта до достижени  заданного их числа. Дл  исключени  прин ти  ложного решени  об отказе исследуемого объекта во временном канале формируетс  временна  база, равна  заданному числу оборотов. Если в течение временной базы в рабочем канале не накопилось заданного числа признаков дефекта, то информаци  стираетс  и циклы анализа повтор ютс . 2 ил. СЛ С

Description

Изобретение относитс  к средствам динамического неразрушающего контрол , основанным на вихретоковыхметодах, и может быть использовано в промышленности дл  дефектоскопии вращающихс  объектов, в частности дл  диагностики состо ни  высокооборотных газотурбиннных двигательных установок.

Цель изобретени  - повышение достоверности и помехоустойчивости при контроле . Цель обеспечиваетс  за счет выделени  и накоплени  признаков, характеризующих развивающийс  дефект в изделии.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы , по сн ющие принцип его работы.

Устройство имеет рабочий канал 1, содержащий последовательно соединенные индукционный датчик 2, предварительный усилитель 3, полосовой фильтр 4, блок автоматической регулировки усилени  5. Выход последнего подключен к входу анализирующей схемы 6, содержащей детектор 7 опорного уровн  и детектор 8 огибающей, входы которых объединены и  вл ютс  входом анализирующей схемы. Выход детектора 7

со

CJ N3

ю

ю

опорного уровн  соединен с первым входом суммарно-вычитающего узла 9, ко второму входу которого подключено напр жение уставки . Выходы суммарно-вычитающего узла 9 и выход детектора 8 огибающей соединены с входами двухпороговой схемы 10 сравнени . Устройство содержит также временной канал 11, содержащий последовательно соединенные индукционный датчик 12, предварительный усилитель 13, блок 14 автоматической регулировки усилени . Выход последнего подключен к одному входу компаратора 15, к другому входу которого подключено пороговое напр жение. Выход компаратора 15 соединен со счетным входом счетчика 16 числа оборотов, выход которого через одновибратор 17 соединен со схемой 18 установки начального состо ни , выход которой подключен к установочному входу счетчика 16. Выход двухпорогового компаратора 10,  вл ющийс  также выходом анализирующей схемы 6 и выходом рабочего канала 1, соединен со счетным входом счетчика 19 импульсов, а выход схемы 18 установки начального состо ни , одновременно  вл ющийс  выходом временного канала 11, соединен с установочным входом счетчика 19, выход которого подключен к входу формировател  20 команды.

Устройство работает следующим образом . Информаци  о состо нии вращающегос  объекта поступает в два канала: рабочий 1 и временной 11.

При вращении объекта сигналы с выхода индукционного датчика 2, наводимые в нем вихревыми токами, например, от лопаток турбины, вращающейс  в посто нном магнитном поле (не показано), в отсутствии дефектов на изделии представл ют собой сигналы, форма которых близка к синусоидальной (фиг.2,а). Амплитуда сигналов пропорциональна частоте вращени  объекта.

При по влении дефекта (например, трещины в лопатке) происход т изменени  сигнала (фиг.2,б) в соответствующем месте (уменьшение амплитуды, изменении посто нной составл ющей и т.п.). В любом случае это приводит к изменению огибающей сигнала за один оборот объекта (фиг.2,в).

Сигналы с индукционного датчика 12, который  вл етс  датчиком оборотов объекта , как при отсутствии, так и при наличии дефектов не претерпевают искажений (навод тс  с помощью посто нного магнита, впрессованного в тело турбины) и представл ют собой периодическую последовательность двухпол рных импульсов (фиг.2,г), амплитуда которых пропорциональна частоте вращени  объекта.

С датчиков 2 и 12 сигналы по кабел м с двойным экранированием поступают на предварительные усилители 3 и 13, которые обеспечивают их необходимое усиление по

напр жению.

Дл  повышени  помехоустойчивости необходимо выбрать усилители 3 и 13 с как можно более высоким коэффициентом ослаблени  синфазного сигнала. Кроме того, в

рабочий канал 1 введен полосовой фильтр 4, позвол ющий подавить как низкочастотные , так и импульсные помехи. Полосовой фильтр выполнен в виде последовательного соединени  фильтров высокой и низкой частот .

Усиленные в каналах сигналы подаютс  на устройства автоматической регулировки усилени  (АРУ) 5 и 14, где они привод тс  к заданному уровню. После АРУ напр жение

сигнала в рабочем канале подаетс  на входы детекторов 7 и 8 анализирующей схемы 6.

Детектор 7 с большой посто нной времени используетс  дл  получени  среднего амплитудного значени  сигнала 110(рис,2,в),

а детектор 8 с малой посто нной времени формирует напр жение U0r, представл ющее собой огибающую сигнала в рабочем канале (рис.2,в). Опорное напр жение Uo поступает на суммарно-вычитающий узел 9,

куда подаетс  также напр жение допуска (уставки) Ди. На выходах узла 9 формируютс  два напр жени : Ui Do + A U и 1)2 Do -A U (фиг.2,в), которые совместно с напр жением Dor поступают на входы двухпороговой схемы 10 сравнени . Если в течение одного оборота объекта напр жение огибающей не выходит за пределы пол  допуска , т.е. U2 Uor Ui, то схема 10 не срабатывает. Как только выполн етс  одно

из условий: Uor U2 или U0r Ui, срабатывает схема ТО сравнени  (фиг.2,д), что  вл етс  признаком дефекта в изделии. Наличие такого признака позвол ет прогнозировать отказ объекта. Дл  того чтобы исключить

срабатывание системы от случайного импульса схемы Юсравнени ,обусловленного помехой, предусматриваетс  накопление признаков и прин тие решени  при достижении заданного их количества. Количество

признаков подсчитываетс  счетчиком 19 импульсов.

При по влении развивающегос  дефекта на вращающемс  объекте устройство должно принимать решение об отключении

данного объекта. Дл  снижени  веро тности ложного срабатывани  устройства при случайных выбросах помехи, т.е. дл  улучшени  его помехозащищенности, предусмотрена оценка состо ни  объекта за

несколько оборотов. Эта задача решаетс  во временном канале 11 компаратором 15. на второй вход которого подаетс  пороговое напр жение Unop. При достижении сигналом с датчика 12 значени  Unop срабатывает компаратор 15, увеличива  на единицу содержимое счетчика 16 числа оборотов . Как только в счетчике 16 накопитс  число, равное заданному числу оборотов, срабатывает одновибратор 17, управл ю- щий схемой 18 установки начального состо ни , котора  вырабатывает импульс, устанавливающий счетчики 16 и 19 в нулевое состо ние. Эта же операци  осуществл етс  при включении устройства.

Таким образом, временной канал 11 формирует интервал времени, пропорциональный заданному числу оборотов, в течение которого осуществл етс  накопление признаков дефекта в счетчике 19 импульсов .

Если за врем  заданного числа оборотов в счетчике 19 не накопилось заданного числа повторений признака, решение об отказе обьекта не принимаетс . Если же признак дефекта устойчивый, то в течение заданного числа оборотов в счетчике 19 накапливаетс  заданное число повторений признака, после чего срабатывает формирователь 20 команды (ключ, реле и т.п), сигнал которого представл ет собой решение об отказе объекта и который может быть использован исполнительным устройством на аварийное отключение обьекта.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  вихретоковой дефектоскопии вращающихс  объектов, содержащее рабочий и временной каналы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности и помехоустойчивости при контроле, оно снабжено последовательно соединенными счетчиком импульсов и формирователем команд,временной канал выполнен в виде последовательно соединенных индукционного датчика, предварительного усилител , блока автоматической регулировки усилени , компаратора, второй вход которого  вл етс  опорным, счетчика числа оборотов, одновибратора и схемы установки начального состо ни , выход которой соединен с первым входом счетчика импульсов и вторым входом счетчика числа оборотов, рабочий канал выполнен в виде последовательно соединенных индукционного датчика, предварительного усилител , полосового фильтра, блока автоматической регулировки усилени  и анализирующей схемы , выход которой соединен с вторым входом счетчика импульсов, а анализирующа  схема выполнена в виде последовательно соединенных детектора огибающей и двухпороговой схемы сравнени  и последовательно соединенных детектора опорного уровн  и суммарно-вычитающего узла, второй вход которого соединен соответственно с вторым и третьим входами двухпороговой схемы сравнени , выход которой  вл етс  выходом анализирующей схемы, а входы детектора огибающей и детектора опорного уровн  объединены и  вл ютс  входом анализирующей схемы.

   Фиг.2