RU2163014C2

RU2163014C2 - Unit of eddy-current converters

Info

Publication number: RU2163014C2
Application number: RU98113356/28A
Authority: RU
Inventors: Д.А. Путилов; А.В. Егоров; В.В. Поляков
Original assignee: Алтайский государственный университет
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: eddy-current flaw detection of conductive materials of complex shape. SUBSTANCE: invention is intended for usage in automated line of nondestructive test of cylindrical articles. According to invention test zones of converters placed on bushing pipe are located in one plane perpendicular to direction of movement of tested article. In this case each of n converters tests part of cylindrical article corresponding to sector 360 degrees/n and whole unit tests entire surface of tested article. EFFECT: enhanced authenticity of test as functioning of unit does not cause edge effect. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии металлов и может быть использовано в автоматизированных линиях контроля для обнаружения поверхностных дефектов на цилиндрических изделиях. Известно, что для контроля протяженных цилиндрических объектов используют проходной преобразователь, содержащий возбуждающую и измерительную обмотки [1]. Возбуждающая обмотка подключается к генератору сигналов, а по напряжению, наводимому на измерительной обмотке, судят о наличии дефектных областей на поверхности изделия. Однако недостатком известного преобразователя является так называемый "краевой" эффект, а также зависимость наводимого на измерительной обмотке напряжения от электромагнитных параметров материала изделия. Вышеперечисленные факторы делают невозможным достоверный контроль в виде коротких цилиндрических изделий. The invention relates to eddy current flaw detection of metals and can be used in automated control lines to detect surface defects on cylindrical products. It is known that to control extended cylindrical objects using a feed-through transducer containing exciting and measuring windings [1]. The exciting winding is connected to a signal generator, and the voltage induced on the measuring winding is judged on the presence of defective areas on the surface of the product. However, a disadvantage of the known converter is the so-called "edge" effect, as well as the dependence of the voltage induced on the measuring winding on the electromagnetic parameters of the product material. The above factors make reliable control in the form of short cylindrical products impossible.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является вихретоковой проходной дифференциальный преобразователь, состоящий из проходной трубы и размещенных на ней одной возбуждающей катушки и четного числа измерительных противофазно включенных обмоток, контролирующих отдельные области изделия и выдающие разностный сигнал при наличии дефекта хотя бы в одной из этих областей [2]. Области контроля каждой пары противофазно включенных измерительных обмоток лежат в разных плоскостях, перпендикулярных направлению движения изделия, что вызывает нежелательную чувствительность датчика к краю изделия, несущественную при контроле протяженных объектов типа проволоки и недопустимую при контроле изделии конечных размеров. Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed object is a eddy-current feed-through differential transducer, consisting of a feed-through pipe and one exciting coil placed on it and an even number of measuring out-of-phase windings that control individual areas of the product and produce a difference signal in the presence of a defect even in one of these areas [2]. The control areas of each pair of phase-opposite measuring windings lie in different planes perpendicular to the direction of movement of the product, which causes an undesirable sensitivity of the sensor to the edge of the product, insignificant when monitoring extended objects such as wire and unacceptable when monitoring the product of final dimensions.

Сущность изобретения заключается в том, что с целью повышения надежности и достоверности выявления дефектов на краях коротких цилиндрических изделий предлагается блок вихретоковых преобразователей, содержащий n накладных преобразователей дифференциального типа, выполненных на "Ш-образных" ферритовых магнитопроводах, расположенных на проходной трубе перпендикулярно направлению движения изделия и под разными углами относительно оси симметрии первого преобразователя так, что области контроля каждого дифференциального преобразователя расположены в одной плоскости, перпендикулярной направлению движения изделия. Каждый преобразователь содержит две противофазно включенные измерительные обмотки, подключенные к блоку обработки сигналов, на выходе которого появляется управляющее напряжение при поступлении сигнала о дефекте хотя бы с одного преобразователя. Таким образом, при строго горизонтальном положении преобразователя (относительно вертикального положения проходной трубы) полностью исключается "краевой эффект". The essence of the invention lies in the fact that in order to increase the reliability and reliability of detecting defects at the edges of short cylindrical products, a eddy current transducer block is proposed, comprising n differential overhead transducers made on "Ш-shaped" ferrite magnetic circuits located on the passage pipe perpendicular to the direction of movement of the product and at different angles with respect to the axis of symmetry of the first transducer so that the control areas of each differential transducer They are located in one plane perpendicular to the direction of movement of the product. Each transducer contains two oppositely connected measuring windings connected to the signal processing unit, the output of which displays a control voltage when a signal about a defect is received from at least one transducer. Thus, with a strictly horizontal position of the transducer (relative to the vertical position of the passage pipe), the "edge effect" is completely eliminated.

Изобретение поясняется предлагаемыми чертежами, где на фиг.1 приведен блок вихретоковых преобразователей, а на фиг.2 - схема блока обработки сигналов. The invention is illustrated by the proposed drawings, where Fig. 1 shows a block of eddy current transducers, and Fig. 2 is a diagram of a signal processing unit.

Блок вихретоковых преобразователей содержит проходную трубу 1 из диэлектрического материала (фиг. 1). Внутренний диаметр трубы меньше диаметра контролируемого изделия 2. Каждый из преобразователей 3 имеет возбуждающую обмотку 4, расположенную на среднем выступе матнитопровода и подключенную к генератору сигналов (не показан), а также две измерительные обмотки 5, расположенные на боковых выступах, включенные последовательно и противофазно и соединенные с блоком обработки сигналов 6, содержащим n входных усилителей 7, n компараторов напряжения 8 и n-входовой логический элемент "ИЛИ" 9 (фиг. 2). Для более плотного прилегания магнитопровода его выступы сточены по внешнему контуру проходной трубы. The eddy current transducer block contains a pipe 1 of a dielectric material (Fig. 1). The inner diameter of the pipe is smaller than the diameter of the controlled product 2. Each of the transducers 3 has an exciting winding 4 located on the middle protrusion of the mother wire and connected to a signal generator (not shown), as well as two measuring windings 5 located on the side protrusions, connected in series and out of phase and connected to a signal processing unit 6 containing n input amplifiers 7, n voltage comparators 8 and an n-input OR gate 9 (Fig. 2). For a more snug fit of the magnetic circuit, its protrusions are sharpened along the outer contour of the passage pipe.

Устройство работает следующим образом: контролируемое изделие 2 под действием силы тяжести движется по проходной трубе 1, попадая последовательно в зоны контроля 1, ..., n преобразователя 3. При наличии дефекта на поверхности изделия он попадает в зону контроля по крайней мере хотя бы одного из n датчиков и вызывает разбаланс соответствующих дифференциально включенных измерительных обмоток данного преобразователя, при этом один из n компараторов напряжения, управляемый этим преобразователем, сформирует логическую единицу на входе логического элемента "ИЛИ". На выходе блока обработки сигналов появляется сигнал высокого уровня, сообщающий о наличии дефекта на изделии. Дифференциальное включение измерительных обмоток позволяет вести контроль в широком диапазоне изменения электрофизических параметров материала изделия. The device operates as follows: the controlled product 2 under the influence of gravity moves through the feed pipe 1, falling sequentially into the control zone 1, ..., n of the converter 3. If there is a defect on the surface of the product, it falls into the control zone of at least at least one of n sensors and causes an imbalance of the corresponding differentially included measuring windings of the given converter, while one of the n voltage comparators controlled by this converter will form a logical unit at the input of "OR" element. At the output of the signal processing unit, a high level signal appears, reporting a defect on the product. The differential inclusion of measuring windings allows control over a wide range of changes in the electrophysical parameters of the material of the product.

Источники информации
1. А. Л. Дорофеев, Ю.Г. Казаманов. Элекромагнитная дефектоскопия. Ст. 103-106. Москва "Машиностроение" 1980 г.Sources of information
1. A. L. Dorofeev, Yu.G. Kazamanov. Electromagnetic flaw detection. Art. 103-106. Moscow "Engineering" 1980

2. Авторское свидетельство СССР N763773, к. л. Go.1 N27/90, 1980 г. (прототип). 2. USSR author's certificate N763773, k. Go.1 N27 / 90, 1980 (prototype).

Claims

The eddy current transducer block, consisting of an exciting coil and an even number of measuring out-of-phase windings that control separate areas of the product and produce a difference signal in the presence of a defect in at least one of these areas, characterized in that the exciting and measuring windings are located so that two control areas are in the same plane perpendicular to the direction of movement of the product, and control part of the cylindrical product corresponding to the sector 360 ^o / n, and the entire device, consisting e of n converters, controls the entire surface of the product.