RU2111482C1 - Eddy-current device for nondestructive testing - Google Patents

Eddy-current device for nondestructive testing Download PDF

Info

Publication number
RU2111482C1
RU2111482C1 RU96105727A RU96105727A RU2111482C1 RU 2111482 C1 RU2111482 C1 RU 2111482C1 RU 96105727 A RU96105727 A RU 96105727A RU 96105727 A RU96105727 A RU 96105727A RU 2111482 C1 RU2111482 C1 RU 2111482C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
output
transducers
inputs
converters
Prior art date
Application number
RU96105727A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96105727A (en
Inventor
В.М. Захаров
А.В. Сидоров
Original Assignee
Государственный научный центр РФ "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр РФ "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара" filed Critical Государственный научный центр РФ "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара"
Priority to RU96105727A priority Critical patent/RU2111482C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111482C1 publication Critical patent/RU2111482C1/en
Publication of RU96105727A publication Critical patent/RU96105727A/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: nondestructive testing. SUBSTANCE: device is designed for checking the thickness of wall and plating layer of tubes and rods. 2n measuring and 2n compensation two-winding superposed eddy-current converters engaged with article under test and with compensation specimen are positioned uniformly over article perimeter. Converters of every pair are aligned. Second windings of every type of converters are interconnected in series. Outputs of second windings and first windings of two pairs of measuring converters which axes are mutually perpendicular are connected to three channels of signal processing. Signals from outputs of first channel and first adder, which inputs are connected to outputs of second and third channels, are proportional to average value of thickness and to maximum difference in thickness in cross-section of article under test. Interaction of these signals with the rest of device members makes it possible to obtain information on difference in thickness, on average, maximum and minimum thickness in article cross-section over its entire length with due regard for local reduction of thickness. EFFECT: more effective checking. 5 cl, 4 dwg

Description

Устройство относится к средствам для неразрушающего контроля геометрических и физических параметров электропроводящих изделий, преимущественно для контроля толщины стенки и плакирующего слоя труб и плакирующего слоя стержней. The device relates to means for non-destructive testing of geometric and physical parameters of electrically conductive products, mainly for controlling the thickness of the wall and cladding layer of pipes and cladding layer of rods.

Известно вихретоковое устройство для контроля качества изделий, действие которого основано на амплитудном способе выделения информации о контролируемом параметре [1] . Схема прибора включает в себя генератор тока, блок проходных вихретоковых преобразователей, усилитель и амплитудный детектор. Known eddy current device for quality control of products, the action of which is based on the amplitude method of extracting information about a controlled parameter [1]. The instrument circuit includes a current generator, a block of eddy current transducers, an amplifier and an amplitude detector.

Недостатками этого устройства является существенная зависимость результатов контроля от изменения диаметра изделия, значительные погрешности, обусловленные разностенностью трубы. The disadvantages of this device is the significant dependence of the control results on changes in the diameter of the product, significant errors due to the difference of the pipe.

Из известных вихретоковых устройств наиболее близким по технической сущности является устройство (прототип) для контроля качества изделий, в том числе толщины стенки трубы, приведенное в [2]. Устройство содержит генератор тока, подсоединенный к генератору блоки измерительного и компенсационного преобразователей, содержащие идентичные проходные вихретоковые преобразователи, выходы которых дифференциально подключены к входам блока амплитудно-фазовой обработки сигнала, включающего в себя последовательно соединенные компенсатор, дифференциальный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, опорный вход которого через фазовращатель подключен к выходу генератора, усилитель постоянного тока и блок информации. Данное устройство позволяет контролировать усредненное по поперечному сечению значение толщины стенки и плакирующего слоя трубы. Of the known eddy current devices, the closest in technical essence is a device (prototype) for monitoring the quality of products, including the pipe wall thickness, given in [2]. The device comprises a current generator, measuring and compensation transducer blocks connected to the generator, containing identical continuous eddy current transducers, the outputs of which are differentially connected to the inputs of the amplitude-phase signal processing unit, which includes a series-connected compensator, a differential amplifier, a phase-sensitive rectifier, the reference input of which the phase shifter is connected to the output of the generator, a DC amplifier and an information block. This device allows you to control averaged over the cross section of the wall thickness and the cladding layer of the pipe.

Недостатком известного устройства является то, что по результатам контроля трубы этим устройством нельзя судить о максимальном и минимальном значении толщины стенки и о разностенности трубы, определяемой эксцентриситетом (Е) между наружной и внутренней поверхностями трубы, а также в случае наличия в трубе дефектов в виде вмятин, растравов и т.п. A disadvantage of the known device is that according to the results of pipe inspection with this device it is impossible to judge the maximum and minimum value of the wall thickness and the difference in the pipe, determined by the eccentricity (E) between the outer and inner surfaces of the pipe, as well as in the case of defects in the form of dents in the pipe , rasters, etc.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное устройство, является повышение достоверности и информативности контроля и улучшение за счет этого эксплуатационных характеристик изделия. The technical result, the achievement of which this device is directed, is to increase the reliability and information content of the control and improve due to this the operational characteristics of the product.

Указанный результат достигается тем, что в известном вихретоковом устройстве (прототип), содержащем генератор тока, блок измерительных и блок компенсационных вихретоковых преобразователей, блок амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей, первый вход которого соединен с выходом генератора, первый блок информации, первый вход которого подключен к выходу первого блока обработки сигнала, блок измерительных и блок компенсационных вихретоковых преобразователей выполнены в виде 2n (здесь n - целое число) пар измерительных и 2n пар компенсационных идентичных накладных вихретоковых преобразователей, каждый из которых содержит две обмотки, выполненные в виде катушек индуктивности, идентично расположенных в соответствующих блоках преобразователей, при этом обмотки каждой пары преобразователей соосны и расположены у диаметрально противоположных точек поверхности исследуемого изделия, угол между осями ближайших пар преобразователей равен 90o/n, и оси всех пар преобразователей в каждом блоке расположены в одной или двух перпендикулярных к продольной оси исследуемого изделия плоскостях, выход каждой первой обмотки каждого преобразователя подсоединен через резистор к выходу генератора, а вторые обмотки преобразователей каждого блока соединены между собой последовательно согласно, устройство снабжено первым блоком повторителей, два входа которого соединены с выходами вторых обмоток измерительных преобразователей и выходами вторых обмоток компенсационных преобразователей, а выходы - соответственно с вторым и третьим входами первого блока амплитудно-фазовой обработки сигнала, последовательно соединенными вторым блоком повторителей, входы которого подключены к выходам первых обмоток первой пары измерительных преобразователей, вторым блоком амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей, первый (опорный) вход которого соединен с выходом генератора, и первым формирователем абсолютного значения сигнала, последовательно соединенными третьим блоком повторителей, к входам которого подключены выходы первых обмоток второй пары измерительных преобразователей, ось которых перпендикулярна оси первой пары измерительных преобразователей, третьим блоком обработки сигнала преобразователей, первый вход которого подключен к выходу генератора, и вторым формирователем абсолютного значения сигнала, первым сумматором, входы которого подключены к выходам формирователей абсолютного значения сигнала, а выход - к третьему входу первого блока информации, вторым сумматором, к входам которого подсоединены выход первого блока обработки сигнала преобразователей и выход первого сумматора, а к выходу - четвертый вход первого блока информации, вычитателем, выход которого подключен к второму входу первого блока информации, первым и вторым усилителями с регулируемым коэффициентом передачи, измерительные входы которых соединены соответственно с выходом первого блока обработки сигнала и выходом первого сумматора, а выходы - с первым и вторым входами вычитателя, первым и вторым блоками модуляционной обработки сигналов, входы которых подключены соответственно к выходам первого блока обработки сигнала преобразователей и первого сумматора, а выходы - к входам управляющего сиганла первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом передачи, вторым блоком информации, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков модуляционной обработки сигналов.The specified result is achieved by the fact that in the known eddy current device (prototype) containing a current generator, a measuring unit and a unit of compensating eddy current converters, an amplitude-phase signal processing unit of the converters, the first input of which is connected to the output of the generator, the first information block, the first input of which is connected to the output of the first signal processing unit, the measuring unit and the block of compensating eddy current transducers are made in the form of 2n (here n is an integer) pairs of measuring and 2n pairs to compensating identical overhead eddy-current transducers, each of which contains two windings made in the form of inductors, identically located in the corresponding transducer blocks, while the windings of each pair of transducers are coaxial and located at diametrically opposite points on the surface of the investigated product, the angle between the axes of the nearest pairs of transducers is 90 o / n, and the axes of all pairs of transducers in each block are arranged in one or two directions perpendicular to the longitudinal axis issleduemog product planes, the output of each first winding of each transducer is connected through a resistor to the output of the generator, and the second windings of the converters of each block are interconnected in series according to the device is equipped with a first repeater unit, two inputs of which are connected to the outputs of the second windings of the measuring transducers and the outputs of the second windings of the compensation transducers and the outputs, respectively, with the second and third inputs of the first block of the amplitude-phase signal processing, in series with the second repeater unit, the inputs of which are connected to the outputs of the first windings of the first pair of measuring transducers, the second amplitude-phase signal processing unit of the transducers, the first (reference) input of which is connected to the generator output, and the first absolute value driver, connected in series with the third repeater unit, the inputs of which the outputs of the first windings of the second pair of measuring transducers are connected, whose axis is perpendicular to the axis of the first pair of measuring transducers developers, the third signal processing unit of the converters, the first input of which is connected to the output of the generator, and the second driver of the absolute value of the signal, the first adder, the inputs of which are connected to the outputs of the drivers of the absolute value of the signal, and the output to the third input of the first information block, the second adder, the inputs of which are connected to the output of the first block of signal processing of the converters and the output of the first adder, and to the output is the fourth input of the first block of information, a subtractor, the output of which it is connected to the second input of the first information block, the first and second amplifiers with an adjustable transmission coefficient, the measuring inputs of which are connected respectively to the output of the first signal processing unit and the output of the first adder, and the outputs are connected to the first and second inputs of the subtractor, the first and second blocks of modulation signal processing the inputs of which are connected respectively to the outputs of the first signal processing unit of the converters and the first adder, and the outputs to the inputs of the control signal of the first and second amplifiers with transmission ratio being adjusted, the second information unit, whose inputs are connected to outputs of the first and second signal processing blocks of modulation.

Кроме того, технический результат достигается за счет того, что выход каждой первой обмотки каждого преобразователя, кроме выходов обмоток, подключенных к входам второго и третьего блока повторителей, подключен через резистор к общей шине. Блок компенсационных вихретоковых преобразователей может дополнительно содержать компенсационный образец. Кроме того, каждая пара преобразователей при расположении их внутри исследуемого изделия может быть снабжена разделяющими преобразователи экранами, выполненными, например, из магнитного неэлектропроводящего материала. In addition, the technical result is achieved due to the fact that the output of each first winding of each converter, except for the outputs of the windings connected to the inputs of the second and third repeater units, is connected through a resistor to a common bus. The compensation eddy current transducer block may further comprise a compensation sample. In addition, each pair of transducers, when located inside the test article, can be equipped with screens separating the transducers, made, for example, of magnetic non-conductive material.

На фиг.1 показан пример реализации устройства в виде блок-схемы. На фиг. 2 схематично показано расположение вихретоковых преобразователей относительно контролируемого изделия - трубы (а), трубы с плакирующим слоем на внутренней поверхности трубы (б), прутка с плакирующим слоем при наличии в блоке преобразователей дополнительных двухобмоточных преобразователей (в). На фиг. 3 приведены выходные напряжения каналов амплитудно-фазовой обработки сигнала пар преобразователей и первого сумматора. На фиг.4 приведено напряжение на выходе вычитателя при наличии локального утонения стенки трубы при разрыве связи между выходами первого и второго блоков амплитудной обработки сигнала и управляющими входами усилителей с регулируемым коэффициентом передачи сигнала (а) и при наличии этой связи (б). Figure 1 shows an example implementation of the device in the form of a block diagram. In FIG. 2 schematically shows the location of eddy current transducers relative to the controlled product - pipes (a), pipes with a cladding layer on the inner surface of the pipe (b), a bar with a cladding layer in the presence of additional double-winding transducers in the transducer block (c). In FIG. Figure 3 shows the output voltages of the channels of the amplitude-phase signal processing of the pairs of converters and the first adder. Figure 4 shows the voltage at the output of the subtractor in the presence of local thinning of the pipe wall when the connection between the outputs of the first and second blocks of the amplitude signal processing and the control inputs of amplifiers with an adjustable signal transmission coefficient (a) and in the presence of this connection (b) is broken.

Вихретоковое устройство неразрушающего контроля, приведенное ан фиг.1 в качестве примера реализации заявляемого устройства, содержит генератор 1, блок 2 измерительных и блок 3 компенсационных преобразователей, каждый из которых состоит из двух пар двухобмоточных накладных вихретоковых преобразователей, расположенных вблизи поверхности образцов (изделия) у диаметрально противоположных точек (фиг.2), обмотки в каждой паре соосны, а оси пар взаимноперпендикулярны и расположены в одной (или двух) плоскости(ях), перпендикулярной(ных) к продольной оси образца (изделия). Все первичные обмотки 4,5 и 6,7 измерительных преобразователей и 8,9 и 10,11 компенсационных преобразователей подсоединены через резисторы к общей шине. Вторичные обмотки 12 измерительных преобразователей соединены последовательно согласно. Также соединены и вторичные обмотки 13 компенсационных преобразователей. The eddy current device of non-destructive testing, shown in Fig. 1 as an example of the implementation of the inventive device, contains a generator 1, a unit 2 of measuring and a unit of 3 compensation transducers, each of which consists of two pairs of double-wound overhead eddy current transducers located near the surface of the samples (product) diametrically opposite points (figure 2), the windings in each pair are coaxial, and the axis of the pairs are mutually perpendicular and are located in one (or two) plane (s) perpendicular to the longitudinal axis of the sample (product). All primary windings of 4,5 and 6,7 measuring transducers and 8,9 and 10,11 compensation transducers are connected through resistors to a common bus. The secondary windings 12 of the transducers are connected in series according to. Also connected are the secondary windings 13 of the compensation transducers.

Устройство содержит также последовательно соединенные первый блок 14 повторителей, входы которого соединены с выходом обмоток 12 и 13, первый блок 15 амплитудно-фазовой обработки сигнала и первый блок 16 информации, два идентичных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока 17 (18) повторителей, входы которого соединены с выходом пары обмоток 4 и 5 (6 и 7), блока 19 (20) амплитудно-фазовой обработки сигнала и формирователя 21 (22) абсолютных значений сигнала, при этом третий вход блоков 15, 19 и 20 подсоединен к выходу генератора, а каждый блок амплитудно-фазовой обработки состоит, например, из последовательно соединенных блока компенсаторов, дифференциального усилителя, фазочувствительного выпрямителя, опорный вход которого через фазовращатель соединен с выходом генератора, и усилителя постоянного тока. Устройство также содержит первый сумматор 23, входы которого подсоединены к выходам формирователей 21 и 22, а выход - к третьему входу блока информации 16, второй сумматор 24, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходу блока 15 и выходу сумматора 23, а выход - к четвертому входу блока 16, последовательно соединенные усилитель 25 с регулируемым коэффициентом передачи и вычитатель 26, выход которого соединен с вторым входом блока 16, усилитель 27 с управляемым коэффициентом передачи сигнала, вход которого подсоединен к выходу первого сумматора 23, а выход - к второму входу вычитателя 26. Кроме того, устройство содержит два блока модуляционной обработки сигнала 28 и 29, входы которых соединены соответственно с выходами блока 15 и сумматора 23, а выходы - с управляющими входами усилителей 25 и 27, и второй блок информации 30, входы которого подсоединены соответственно к выходам блоков 28 и 29. The device also contains series-connected first block 14 of repeaters, the inputs of which are connected to the output of the windings 12 and 13, the first block 15 of the amplitude-phase signal processing and the first block of information 16, two identical channels, each of which consists of series-connected block 17 (18) repeaters, the inputs of which are connected to the output of a pair of windings 4 and 5 (6 and 7), the block 19 (20) of the amplitude-phase signal processing and the shaper 21 (22) of the absolute values of the signal, while the third input of blocks 15, 19 and 20 is connected to generator output, and to Each block of amplitude-phase processing consists, for example, of series-connected block of compensators, a differential amplifier, a phase-sensitive rectifier, the reference input of which is connected through a phase shifter to the output of the generator, and a DC amplifier. The device also contains a first adder 23, the inputs of which are connected to the outputs of the drivers 21 and 22, and the output to the third input of the information block 16, a second adder 24, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the block 15 and the output of the adder 23, and the output is to the fourth input of block 16, serially connected amplifier 25 with adjustable transmission coefficient and subtractor 26, the output of which is connected to the second input of block 16, amplifier 27 with controlled transmission coefficient of the signal, the input of which is connected to the output of the total adder 23, and the output to the second input of the subtractor 26. In addition, the device contains two modulation signal processing units 28 and 29, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the block 15 and the adder 23, and the outputs to the control inputs of the amplifiers 25 and 27, and a second information block 30, the inputs of which are connected respectively to the outputs of blocks 28 and 29.

В случае контроля толщины стенки трубы устройство работает следующим образом. In the case of controlling the wall thickness of the pipe, the device operates as follows.

После проведения балансировки измерительных каналов при введении в блоки 2 и 3 измерительных и компенсационных преобразователей соответствующих образцов в блоке 3 располагается образец 31 номинального значения толщины стенки трубы, а в блоке 2 - контролируемое изделие 32. В процессе контроля изделие 32 поступательно перемещается относительно неподвижного блока 2 с постоянной скоростью. Напряжение с генератора 1 поступает на обмотки 5-12 измерительных и компенсационных преобразователей блоков 2 и 3. Сигнал с обмоток 12 и 13 через блок повторителей 14, позволяющий исключить влияние каналов обработки сигналов и соединительных кабелей на токи, протекающие в обмотках преобразователей, поступает на вход блока 15 обработки сигнала, служащего для усиления и преобразования сигнала с одновременным подавлением влияния изменения зазора между преобразователями и трубой. Напряжение с выхода блока 15, пропорциональное среднему значению толщины стенки трубы, подается на первый вход блока 16 информации, на первый вход сумматора 24 и через усилитель 25 с регулируемым коэффициентом передачи - на первый вход вычитателя 26. After balancing the measuring channels when the corresponding samples are introduced into blocks 2 and 3 of the measuring and compensation transducers, in block 3 there is a sample 31 of the nominal value of the pipe wall thickness, and in block 2 - the controlled product 32. During the control, the product 32 is translationally moved relative to the fixed block 2 at a constant speed. The voltage from the generator 1 is supplied to the windings 5-12 of the measuring and compensation transducers of blocks 2 and 3. The signal from the windings 12 and 13 through the repeater unit 14, which eliminates the influence of signal processing channels and connecting cables on the currents flowing in the transformer windings, is input block 15 signal processing, which serves to amplify and convert the signal while suppressing the influence of changes in the gap between the transducers and the pipe. The voltage from the output of block 15, proportional to the average value of the thickness of the pipe wall, is supplied to the first input of the information block 16, to the first input of the adder 24 and through the amplifier 25 with an adjustable transmission coefficient to the first input of the subtractor 26.

Сигналы с обмоток 4,5 и 6,7, пройдя соответственно через блоки 17 и 18 повторителей, преобразуются соответственно блоками 19,20 и формирователями 21,22 в однополярные сигналы, пропорциональные величине разностенности трубы в двух взаимно перпендикулярных направлениях одного сечения трубы, которые поступают на входы сумматора 23. При этом фаза опорного напряжения блоков 19 и 20 выбирается такой, чтобы изменение зазора не влияло на выходной сигнал блоков 19 и 20. The signals from the windings 4.5 and 6.7, passing through the repeaters blocks 17 and 18, respectively, are converted by the blocks 19.20 and the shapers 21.22, respectively, into unipolar signals proportional to the difference in the pipe size in two mutually perpendicular directions of the same pipe section, which arrive the inputs of the adder 23. In this case, the phase of the reference voltage of the blocks 19 and 20 is selected so that the change in the gap does not affect the output signal of the blocks 19 and 20.

Значимость величины сигнала на выходе формирователей 21, 22 и сумматора 23 от положения линии, соединяющей центры наружной и внутренней поверхности трубы при ее вращении в любом направлении (в процессе контроля указанная линия может занимать различное положение относительно обмоток измерительных преобразователей), показаны на фиг.3 (линии 33 - 35). Независимо от положения трубы сигналы на выходе формирователей 21 и 22 имеют одну полярность, и значение максимальной разностенности трубы определяется как сумма сигналов U1 и U2 на выходе формирователей 21 и 22 , т.е.The significance of the magnitude of the signal at the output of the shapers 21, 22 and the adder 23 from the position of the line connecting the centers of the outer and inner surfaces of the pipe when it rotates in any direction (during monitoring, this line can occupy a different position relative to the windings of the measuring transducers), shown in Fig. 3 (lines 33 - 35). Regardless of the position of the pipe, the signals at the output of the drivers 21 and 22 have the same polarity, and the value of the maximum difference in the pipe is defined as the sum of the signals U 1 and U 2 at the output of the drivers 21 and 22, i.e.

Figure 00000002
,
где
k1 - коэффициент пропорциональности;
2 ε - величина максимальной разностенности.
Figure 00000002
,
Where
k 1 - coefficient of proportionality;
2 ε is the maximum difference value.

Сигнал UΣ постоянен для одного сечения трубы при любом положении трубы относительно преобразователей. Напряжение с выхода сумматора 23 поступает на входы вычитаемого и прибавляемого сигналов соответственно вычитателя 26 и сумматора 24. Сигналы с выходов вычитателя 26, сумматоров 24 и 23, величина которых пропорциональна соответственно минимальной и максимальной толщине стенки и максимальной разностенности трубы в поперечном сечении, подаются на соответствующие входы блока 16 информации, который включает в себя, например, стрелочные индикаторы, сигнализаторы предельных значений толщины, самопишущие прибора и т.п.The signal U Σ is constant for one pipe section at any position of the pipe relative to the transducers. The voltage from the output of the adder 23 is supplied to the inputs of the subtracted and added signals, respectively, of the subtractor 26 and the adder 24. The signals from the outputs of the subtractor 26, adders 24 and 23, the magnitude of which is proportional to the minimum and maximum wall thickness and maximum pipe difference in cross section, respectively the inputs of the information block 16, which includes, for example, direction indicators, limit value thickness signaling devices, recorders, etc.

При наличии локального утонения стенки трубы (например, вмятина, растрав, сдир и т. п.) в сигнале на выходе блока 15 и сумматора 23 содержится переменная составляющая, которая после ее преобразования блоками 28 и 29 модуляционной обработки сигнала поступает на управляющий вход соответствующего усилителя 25 и 27, что приводит к уменьшению сигнала на выходе усилителя 25 и увеличению сигнала на выходе усилителя 27 пропорционально величине сигналов на выходе блоков 28,29 и, следовательно, уменьшению сигнала на выходе вычитателя 26 пропорционально утонению стенки трубы в соответствии с выражением
Uв=U15•k25-0,5U23•k27
где
Uв - сигнал на выходе вычитателя 26;
U15 - сигнал на выходе блока 15;
U23 - сигнал на выходе сумматора 23;

Figure 00000003

Figure 00000004

При отсутствии в контролируемой трубе локального уточнения (или когда труба не перемещается относительно преобразователей) коэффициенты K25 и K27 равны единице.In the presence of local thinning of the pipe wall (for example, a dent, raster, tear, etc.), the signal at the output of block 15 and adder 23 contains a variable component, which, after it is converted by blocks 28 and 29 of the modulation signal processing, is fed to the control input of the corresponding amplifier 25 and 27, which leads to a decrease in the signal at the output of amplifier 25 and an increase in the signal at the output of amplifier 27 in proportion to the value of the signals at the output of blocks 28.29 and, therefore, to a decrease in the signal at the output of subtractor 26 is proportionally thinned w pipe wall in accordance with the expression
U in = U 15 • k 25 -0.5U 23 • k 27
Where
U in - the signal at the output of the subtractor 26;
U 15 is the signal at the output of block 15;
U 23 is the signal at the output of the adder 23;
Figure 00000003

Figure 00000004

If there is no local refinement in the controlled pipe (or when the pipe does not move relative to the transducers), the coefficients K 25 and K 27 are equal to unity.

Подключение выходов блоков 28 и 29 к второму блоку 30 информации позволяет проанализировать характер и размеры утонения стенки, например, с помощью персональной ЭВМ, и тем самым повысить информативность контроля изделий. Connecting the outputs of blocks 28 and 29 to the second block of information 30 allows you to analyze the nature and size of thinning of the wall, for example, using a personal computer, and thereby increase the information content of product control.

Зависимость величины сигнала на выходе вычитателя 26 от наличия локального утонения стенки трубы при отсутствии и наличии управляющих сигналов на соответствующем входе усилителей 25 и 27 показана на фиг.4 (линии 36 и 37). The dependence of the signal at the output of the subtractor 26 on the presence of local thinning of the pipe wall in the absence and presence of control signals at the corresponding input of amplifiers 25 and 27 is shown in Fig. 4 (lines 36 and 37).

При значительных размерах диаметра контролируемого изделия для повышения достоверности определения средней толщины стенки трубы (толщина плакирующего слоя) и выявления локальных утонений в блоки преобразователей вводятся дополнительные 2 пары преобразователей, и при этом угол между осями основных пар преобразователей (фиг.2,в, поз.38) составит 90o/n градусов.With significant dimensions of the diameter of the controlled product, to increase the reliability of determining the average wall thickness of the pipe (cladding thickness) and to identify local thinning, an additional 2 pairs of transducers are introduced into the converter blocks, and the angle between the axes of the main pairs of transducers (Fig. 2, c, pos. 38) will be 90 o / n degrees.

В случае контроля толщины плакирующего слоя на внутренней поверхности трубы преобразователи располагаются внутри трубы (см. фиг. 2, б) и для уменьшения взаимного воздействия электромагнитных полей преобразователей одной пары между их торцами установлен экран 39. In the case of controlling the thickness of the cladding layer on the inner surface of the pipe, the transducers are located inside the pipe (see Fig. 2, b) and a screen 39 is installed between their ends to reduce the mutual influence of the electromagnetic fields of the transducers of one pair.

Экспериментальные исследования заявленного устройства при контроле толщины стенки трубы и толщины плакирующего слоя на внутренней стороне трубы показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает большую достоверность результатов контроля за счет сокращения длины единовременно контролируемого участка изделия на 2-3 диаметра изделия, а также за счет выявления локальных утонений. Возможность выявления локальных утонений и проведения анализа их параметров повышает информативность контроля. Experimental studies of the claimed device when monitoring the wall thickness of the pipe and the thickness of the cladding layer on the inner side of the pipe showed that, compared with a device of a similar purpose (prototype), the claimed device provides greater reliability of the monitoring results by reducing the length of the simultaneously monitored section of the product by 2-3 product diameters , as well as by identifying local thinning. The ability to identify local thinning and analyze their parameters increases the information content of the control.

Claims (5)

1. Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее генератор переменного тока, блок измерительных и блок компенсационных вихретоковых преобразователей, первый блок амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей, первый вход которого подключен к выходу генератора переменного тока, первый блок информации, первый вход которого подсоединен к выходу первого блока амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей, отличающееся тем, что блок измерительных и блок компенсационных вихретоковых преобразователей выполнены в виде 2n, где n - целое число, пар измерительных и 2n пар компенсационных идентичных накладных вихретоковых преобразователей, каждый из которых содержит две обмотки, выполненные в виде катушек индуктивности, расположенных в соответствующем блоке вихретоковых преобразователей, при этом обмотки каждой пары преобразователей соосны и расположены у диаметрально противоположных точек поверхности исследуемого изделия, угол между осями ближайших пар преобразователей равен 90o/n и оси всех пар преобразователей в каждом блоке расположены в одной или двух перпендикулярных продольной оси исследуемого изделия плоскостях, выход каждой первой обмотки каждого преобразователя подсоединен через резистор к выходу генератора переменного тока, а вторые обмотки преобразователей каждого блока соединены между собой последовательно согласно, устройство снабжено первым блоком повторителей, два входа которого соединены соответственно с выходами вторых обмоток измерительных и компенсационных преобразователей, а выходы - соответственно с вторым и третьим входами первого блока амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей, последовательно соединенными вторым блоком повторителей, входы которого подключены к выходам первых обмоток первой пары измерительных преобразователей, вторым блоком амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей и первым формирователем абсолютного значения сигнала, последовательно соединенными третьим блоком повторителей, к входам которого подключены выходы первых обмоток второй пары измерительных преобразователей, ось которой перпендикулярна оси первой пары измерительных преобразователей, третьим блоком амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей и вторым формирователем абсолютного значения сигнала, причем первые входы второго и третьего блоков амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей соединены с выходом генератора переменного тока, первым сумматором, входы которого подключены к выходам формирователей абсолютного значения сигнала, а выход - к третьему входу первого блока информации, вторым сумматором, к входам которого подсоединены выход первого блока амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей и выход первого сумматора, а к выходу - четвертый вход первого блока информации, вычитателем, выход которого подключен к второму входу первого блока информации, первым и вторым усилителями с регулируемым коэффициентом передачи, измерительные входы которых соединены соответственно с выходом первого блока амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей и выходом первого сумматора, а выходы - с первым и вторым входами вычитателя, первым и вторым блоками модуляционной обработки сигналов, входы которых подключены к выходам соответственно первого блока амплитудно-фазовой обработки сигнала преобразователей и первого сумматора, а выходы - к входам управляющего сигнала первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом передачи, а также вторым блоком информации, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков модуляционной обработки сигналов.1. Eddy current device for non-destructive testing, comprising an alternating current generator, a measuring unit and a compensating eddy current converter unit, a first amplitude-phase signal processing unit of the converters, the first input of which is connected to the output of the alternator, the first information unit, the first input of which is connected to the output the first block of the amplitude-phase signal processing of the transducers, characterized in that the measuring unit and the block of compensating eddy current converters in filled in the form 2n, where n is an integer, pairs of measuring and 2n pairs of compensation identical overhead eddy current transducers, each of which contains two windings made in the form of inductors located in the corresponding block of eddy current transducers, while the windings of each pair of transducers are coaxial and are located at diametrically opposed points of the surface of the article, the angle between the axes is equal to the nearest pairs of transducers 90 o / n and the axes of all pairs of transducers in each block is in one or two planes perpendicular to the longitudinal axis of the investigated product, the output of each first winding of each converter is connected through a resistor to the output of the alternator, and the second windings of the converters of each block are connected in series according to each other, the device is equipped with a first repeater block, the two inputs of which are connected respectively to the outputs of the second windings of the measuring and compensation transducers, and the outputs, respectively, with the second and third inputs of the first amp unit itudo-phase signal processing of the converters connected in series to the second repeater unit, the inputs of which are connected to the outputs of the first windings of the first pair of measuring transducers, the second amplitude-phase signal processing unit of the converters and the first absolute value driver, connected in series to the third repeater unit, to the inputs of which are connected the outputs of the first windings of the second pair of measuring transducers, the axis of which is perpendicular to the axis of the first pair of meters converters, the third block of the amplitude-phase processing of the signal of the converters and the second driver of the absolute value of the signal, the first inputs of the second and third blocks of the amplitude-phase processing of the signal of the converters connected to the output of the alternator, the first adder, the inputs of which are connected to the outputs of the drivers of the absolute value of the signal and the output - to the third input of the first block of information, the second adder, to the inputs of which are connected the output of the first block of the amplitude-phase the signal processing of the converters and the output of the first adder, and to the output is the fourth input of the first block of information, a subtractor, the output of which is connected to the second input of the first block of information, the first and second amplifiers with adjustable transmission coefficient, the measuring inputs of which are connected respectively to the output of the first block of amplitude phase processing of the signal of the converters and the output of the first adder, and the outputs with the first and second inputs of the subtractor, the first and second blocks of modulation signal processing, inputs to The first ones are connected to the outputs of the first block of the amplitude-phase processing of the signal of the converters and the first adder, and the outputs are connected to the inputs of the control signal of the first and second amplifiers with an adjustable transmission coefficient, as well as the second block of information whose inputs are connected to the outputs of the first and second modulation processing blocks signals. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход каждой первой обмотки каждого преобразователя, кроме выходов обмоток, подключенных к входам второго и третьего блока повторителей, подключен через резистор к общей шине. 2. The device according to claim 1, characterized in that the output of each first winding of each converter, except for the outputs of the windings connected to the inputs of the second and third repeater units, is connected through a resistor to a common bus. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что блок компенсационных вихретоковых преобразователей дополнительно содержит компенсационный образец. 3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the block of compensation eddy current transducers further comprises a compensation sample. 4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что каждая пара преобразователей при расположении их внутри исследуемого изделия снабжена разделяющими преобразователи экранами. 4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each pair of transducers, when located inside the test article, is equipped with screens separating the transducers. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что экраны, разделяющие преобразователи каждой пары, выполнены из магнитного неэлектропроводящего материала. 5. The device according to claim 4, characterized in that the screens separating the transducers of each pair are made of magnetic non-conductive material.
RU96105727A 1996-03-26 1996-03-26 Eddy-current device for nondestructive testing RU2111482C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96105727A RU2111482C1 (en) 1996-03-26 1996-03-26 Eddy-current device for nondestructive testing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96105727A RU2111482C1 (en) 1996-03-26 1996-03-26 Eddy-current device for nondestructive testing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111482C1 true RU2111482C1 (en) 1998-05-20
RU96105727A RU96105727A (en) 1998-06-27

Family

ID=20178471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96105727A RU2111482C1 (en) 1996-03-26 1996-03-26 Eddy-current device for nondestructive testing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111482C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107167516A (en) * 2017-05-24 2017-09-15 昆明理工大学 Double difference dynamic formula pulse eddy current probe unit, array probe and detection means
RU2647180C1 (en) * 2017-03-15 2018-03-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Coating thickness measuring device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в дву: книгах. Кн.2 / Под ред.В.В.Клюева. 2 изд - М.: Машиностроение, 1986, с. 129 и 130. 2. Неразрушающие испытания. Справочник / Под ред.Р.Мак-Мастера. Кн.2 - М. - Л.: Энергия, 1965, с. 160 - 169, 196 - 199 и 205. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647180C1 (en) * 2017-03-15 2018-03-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Coating thickness measuring device
CN107167516A (en) * 2017-05-24 2017-09-15 昆明理工大学 Double difference dynamic formula pulse eddy current probe unit, array probe and detection means
CN107167516B (en) * 2017-05-24 2023-09-26 昆明理工大学 Double differential pulse eddy current probe unit, array probe and detection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3693075A (en) Eddy current system for testing tubes for defects,eccentricity,and wall thickness
US5623203A (en) Remote field flaw sensor including an energizing coil, first and second receiving coil groups oriented perpendicular and a third receiving coil oriented parallel to pipe
US3197693A (en) Nondestructive eddy current subsurface testing device providing compensation for variation in probe-to-specimen spacing and surface irregularities
US4608534A (en) Eddy current probe for detecting localized defects in cylindrical components
US3247453A (en) Magnetic flaw detector with exciting and sensing coils axially aligned on opposite sides of the material
US4947132A (en) Method for detecting thickness variations in the wall of a tubular body which conducts electricity
US2111210A (en) Apparatus for determining wall thickness
RU2542624C1 (en) Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation
US3422346A (en) Eddy current inspection system
RU2610931C1 (en) Method of eddy current testing of electrically conductive objects and device for its implementation
RU2111482C1 (en) Eddy-current device for nondestructive testing
US4380931A (en) Apparatus and method for quantitative nondestructive wire testing
US3944911A (en) Apparatus for magnetically detecting faults in metal bodies utilizing a multiphase generator to generate a rotating field in the body
EP0165051A2 (en) Color display of related parameters
CA1254265A (en) Lift-off compensation of eddy current probes
EP0282930A2 (en) Method and device for phase-selective testing and/or measuring of test objects with eddy current techniques.
IE52058B1 (en) Cable break locator
US4827216A (en) Differential triple-coil tester for wire rope with periodic lay effect cancellation
Dmitriev et al. Subminiature eddy-current transducers for conductive materials and layered composites research
RU2634544C2 (en) Device for eddy current defectoscopy of ferromagnetic pipes on side of their inner surface
RU2090882C1 (en) Eddy current detector to test cylindrical articles
SU746278A1 (en) Method and apparatus for non-destructive testing
SU938121A1 (en) Device for modulation eddy current flow detection
SU996928A1 (en) Electromagnetic checking device
SU868554A1 (en) Method and device for non-destructive testing