RU2542624C1 - Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation - Google Patents

Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2542624C1
RU2542624C1 RU2014109607/28A RU2014109607A RU2542624C1 RU 2542624 C1 RU2542624 C1 RU 2542624C1 RU 2014109607/28 A RU2014109607/28 A RU 2014109607/28A RU 2014109607 A RU2014109607 A RU 2014109607A RU 2542624 C1 RU2542624 C1 RU 2542624C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
eddy current
defects
wire rod
electromagnetic field
controlled
Prior art date
Application number
RU2014109607/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Романов
Владимир Михайлович Смолянов
Алексей Викторович Журавлёв
Дмитрий Вячеславович Новосельцев
Алексей Ремович Будков
Андрей Николаевич Серебренников
Алексей Борисович Мальцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии СПб"
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 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии СПб" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии СПб"
Priority to RU2014109607/28A priority Critical patent/RU2542624C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542624C1 publication Critical patent/RU2542624C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in product longitudinally moving at a speed of V (m/s) in the plane, perpendicular to its movement, a vortex current is excited by means of eddy current transmission-type converter, the voltage corresponding to change of its electromagnetic field is measured, the received signal is processed by means of low and high frequency filtration, amplified in the amplifier, converted into a digital pattern and after electronic processing the defect is ranged by comparison of the obtained result with the results from the statistical database. Excitement of vortex currents in an inspected product is performed by the use in the eddy current converter of, at least, one powerful permanent magnet, rigidly fixed with the axially installed sensor of change of the electromagnetic field induced by vortex current in the inspected object which is coaxially installed to it; the electronic processing is performed by the software developed on the basis of the statistical database made by results of measurement in samples with artificial defects.
EFFECT: improvement of accuracy of determination of defects at any depth of their location.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для бесконтактного диагностического контроля качества медной катанки в процессе ее производства и может быть использовано в других отраслях промышленности, где изготавливаются длиннопротяженные изделия, например цилиндрические трубы, прутки, листы проката, проволоки и т.п.The invention relates to methods and devices for non-contact diagnostic quality control of a copper wire rod in the course of its production and can be used in other industries where long-length products are manufactured, for example, cylindrical pipes, rods, rolled sheets, wires, etc.

Медная катанка является основным металлом, применяемым в производстве кабелей и проводов. Медная катанка в последние годы преимущественно выпускается на высокопроизводительном оборудовании непрерывного литья и прокатки (НЛП), которое изготавливается ведущими мировыми компаниями «Саутвайер» (США), «СМС-Майер» (Германия), «Проперци» (Италия). Метод непрерывной вытяжки из расплава используется в оборудовании компаний «Оутокумпу» (Финляндия), «Раутомед» (Англия) и ряда фирм КНР.Copper wire rod is the main metal used in the manufacture of cables and wires. In recent years, copper wire rod is mainly produced on high-performance equipment for continuous casting and rolling (NLP), which is manufactured by the leading world companies Southwire (USA), SMS Mayer (Germany), Propertsi (Italy). The method of continuous extraction from the melt is used in the equipment of Outokumpu (Finland), Rautomed (England) and a number of PRC firms.

Реальные мировые объемы производства медной катанки в 2010 г. составили более 12 млн т. До 2010 г. ежегодный прирост производства медной катанки составлял 5-10%, причем в основном за счет интенсивного роста кабельного производства в Китае, Индии, странах Ближнего и Дальнего Востока.Actual world production volumes of copper wire rod in 2010 amounted to more than 12 million tons. Until 2010, the annual increase in production of copper wire rod was 5-10%, mainly due to the intensive growth of cable production in China, India, the countries of the Middle and Far East .

Основными производителями медных катодов в России являются: «Норильский горнометаллургический комбинат. Производственные мощности ~500 тыс. т/год.The main producers of copper cathodes in Russia are: “Norilsk Mining and Metallurgical Plant. Production capacity ~ 500 thousand tons / year.

Уральская горно-металлургическая компания (УГМК). Производственные мощности 220 тыс. т/год. Начинается расширение производства до 260 тыс. т/год. Имеет собственного производителя медной катанки - ЗАО СП «Катур-Инвест».Ural Mining and Metallurgical Company (UMMC). Production capacity of 220 thousand tons / year. The expansion of production to 260 thousand tons / year begins. It has its own producer of copper wire rod - ZAO JV Katur-Invest.

Русская медная компания. Производственные мощности на основном производстве - Кыштымском медно-электролитном заводе - 120 тыс. т/год. Намечается расширение производства до 180 тыс. т/год. Второе производство исключительно из медного лома на Новгородском металлургическом заводе имеет мощность до 50 тыс. т/год.Russian copper company. Production capacities at the main production facility - Kyshtym Copper-Electrolyte Plant - 120 thousand tons / year. It is planned to expand production to 180 thousand tons / year. The second production exclusively from copper scrap at the Novgorod Metallurgical Plant has a capacity of up to 50 thousand tons / year.

Медная катанка, кроме применения в качестве токопроводящих жил проводов и кабелей, широко используется для производства профилей прямоугольного и трапецеидального сечения для электротехнических изделий - трансферов, шкафов управления, двигателей, генераторов и т.д., а также для троллейных проводов городского транспорта, железной дороги, шахт и рудников.Copper wire rod, in addition to the use of wires and cables as conductive conductors, is widely used for the production of rectangular and trapezoidal sections for electrical products - transfers, control cabinets, engines, generators, etc., as well as for trolley wires of public transport, railways , mines and mines.

Из вышеизложенного проблема контроля качества катанки очень важна, т.к. некачественное изготовление ее может привести к повышенным затратам электроэнергии или серьезным авариям.From the above, the problem of wire rod quality control is very important, because poor-quality production of it can lead to increased energy costs or serious accidents.

Проблема усложняется тем, что визуальный осмотр не позволяет обнаружить дефекты, находящиеся в подповерхностном слое или на глубине медной катанки.The problem is complicated by the fact that visual inspection does not detect defects located in the subsurface layer or at the depth of the copper wire rod.

Для обнаружения дефектов в медной катанке с помощью методов неразрушающего контроля промышленность выпускает специальные приборы дефектоскопы.To detect defects in a copper wire rod using non-destructive testing methods, the industry produces special flaw detectors.

Наибольшее распространение получили следующие методы неразрушающего контроля: визуальный, капиллярный (проникающих жидкостей), магнитный, электроиндукционный (вихревой), ультразвуковой, гамма-лучевой (проникающих излучений). Визуальному осмотру подвергается вся поверхность проволоки, при этом особое внимание следует обратить на места, где датчиком был подан сигнал о возможном дефекте. На сегодняшний день основными средствами дефектоскопии являются электромагнитные (ЭМ) и акустические дефектоскопы. К преимуществам ЭМ методов можно отнести возможность ведения бесконтактного контроля в движении, однако малая глубина проникновения электромагнитного поля в металл не позволяет обнаруживать дефекты на глубине более 6-8 мм. К достоинствам акустических методов (AM) контроля можно отнести высокую проникающую способность, что определяет их повсеместное использование для дефектоскопии рельсового пути и узлов подвижного состава (ПС) на железной дороге.The following non-destructive testing methods are most widely used: visual, capillary (penetrating liquids), magnetic, electro-induction (vortex), ultrasound, gamma-ray (penetrating radiation). The entire surface of the wire is subjected to visual inspection, with particular attention to the places where the sensor gave a signal about a possible defect. Today, the main means of flaw detection are electromagnetic (EM) and acoustic flaw detectors. The advantages of EM methods include the possibility of contactless monitoring in motion, however, the small penetration depth of the electromagnetic field into the metal does not allow defects to be detected at a depth of more than 6-8 mm. The advantages of acoustic control methods (AM) include high penetrating ability, which determines their widespread use for flaw detection of rail tracks and rolling stock (PS) nodes on the railway.

Вихретоковые методы неразрушающего контроля (МНК) основаны на исследовании взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с наводимым в объекте контроля электромагнитным полем вихревых токов, имеющих частоту до 1 млн Гц. На практике данный метод используют для контроля объектов, которые изготовлены из электропроводящих материалов. С его помощью получают информацию о химическом составе и геометрическом размере изделия, о структуре материала, из которого объект изготовлен, и обнаруживают дефекты, залегающие на поверхности и в подповерхностном слое (на глубине 2-3 мм). Типичный прибор, используемый этим методом, - вихретоковый дефектоскоп.Eddy current methods of non-destructive testing (LSM) are based on the study of the interaction of the electromagnetic field of the eddy current transducer with the electromagnetic field of eddy currents induced in the control object with a frequency of up to 1 million Hz. In practice, this method is used to control objects that are made of electrically conductive materials. With its help, information is obtained on the chemical composition and geometric size of the product, on the structure of the material from which the object is made, and defects that occur on the surface and in the subsurface layer (at a depth of 2-3 mm) are detected. A typical device used by this method is an eddy current flaw detector.

Для предварительного контроля изделий из ферромагнитных и немагнитных материалов используются вихретоковые дефектоскопы типов: ВТД Константа ВД - 1; ВД - 70; ВД -100 «Пеленг»; ВД - 213.1 и другие. В основном они работают по принципу « да - нет», поэтому полную и достоверную информацию о виде и местоположении дефекта получить нельзя.For preliminary control of products from ferromagnetic and non-magnetic materials eddy current flaw detectors of the following types are used: VTD Constant VD - 1; VD - 70; VD -100 "Bearing"; VD - 213.1 and others. Basically, they work on the principle of "yes - no", so complete and reliable information about the type and location of the defect cannot be obtained.

Известные вихретоковые МНК основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля (ОК) этим полем. В качестве источника электромагнитного поля чаще всего используется индуктивная катушка (одна или несколько), называемая вихретоковым преобразователем (ВТП), который может быть как накладным, так и проходным. Синусоидальный (или импульсный) ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электромагнитном объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на катушках или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него. По интенсивности распределения токов в контролируемом объекте можно судить о размерах изделия, свойствах материала, наличии несплошностей.Known eddy current MNCs are based on an analysis of the interaction of an external electromagnetic field with an electromagnetic field of eddy currents induced by an exciting coil in an electrically conductive monitoring object (OK) by this field. An inductive coil (one or several), called an eddy current transducer (ETC), which can be either overhead or pass-through, is most often used as a source of an electromagnetic field. A sinusoidal (or pulsed) current acting in the coils of an ECP creates an electromagnetic field that excites eddy currents in an electromagnetic object. The electromagnetic field of eddy currents acts on the transformer coils, inducing EMF in them or changing their total electrical resistance. By registering the voltage on the coils or their resistance, information is obtained on the properties of the object and on the position of the converter relative to it. By the intensity of the distribution of currents in the controlled object, one can judge the size of the product, the properties of the material, and the presence of discontinuities.

Особенность вихретокового контроля заключается в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Их взаимодействие происходит на расстояниях, достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметров до нескольких миллиметров). Поэтому этими методами можно получать хорошие результаты контроля даже при высоких скоростях движения объектов.The peculiarity of eddy current control is that it can be carried out without contact between the transducer and the object. Their interaction occurs at distances sufficient for the free movement of the transducer relative to the object (from fractions of millimeters to several millimeters). Therefore, these methods can obtain good control results even at high speeds of movement of objects.

Известно изобретение, которое относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для бесконтактного измерения толщины немагнитных электропроводящих изделий методом вихревых токов (Патент РФ №2184931).A known invention that relates to non-destructive testing and can be used for non-contact measurement of the thickness of non-magnetic electrically conductive products by the method of eddy currents (RF Patent No. 2184931).

Первый высокочастотный вихретоковый преобразователь включают в колебательный контур. Разность фаз между высокочастотным возбуждающим сигналом и выходным сигналом первого преобразователя используют для регулировки частоты этого возбуждающего сигнала до соответствия резонансной частоте колебательного контура. Затем формируют низкочастотный возбуждающий сигнал посредством деления частоты высокочастотного возбуждающего сигнала на четный коэффициент и подают его на второй низкочастотный вихретоковый преобразователь. Коэффициент деления частоты выбирают с учетом типа электропроводящего покрытия. По результатам обработки амплитудно-фазовых значений выходного напряжения второго преобразователя определяют толщину контролируемого покрытия. Благодаря регулировке частоты работы второго преобразователя обеспечивается стабилизация обобщенного параметра и достигается высокая точность измерения.The first high-frequency eddy current transducer is included in the oscillatory circuit. The phase difference between the high-frequency exciting signal and the output signal of the first converter is used to adjust the frequency of this exciting signal to match the resonant frequency of the oscillating circuit. Then, a low-frequency excitation signal is formed by dividing the frequency of the high-frequency excitation signal by an even coefficient, and it is supplied to the second low-frequency eddy-current transducer. The frequency division coefficient is selected taking into account the type of electrically conductive coating. According to the results of processing the amplitude-phase values of the output voltage of the second converter, the thickness of the controlled coating is determined. By adjusting the frequency of operation of the second converter, the generalized parameter is stabilized and high measurement accuracy is achieved.

Известен способ вихретоковой дефектоскопии, заключающемся в том, что в продольно перемещающемся со скоростью V цилиндрическом изделии возбуждают продольное электромагнитное поле, размещают на базовом расстоянии Н у поверхности изделия вдоль направления перемещения две измерительные катушки индуктивности, плоскости витков которых перпендикулярны направлению возбуждающего электромагнитного поля, получают разностное напряжение катушек индуктивности и используют его при определении наличия дефектов в изделии, две дополнительные измерительные катушки индуктивности, идентичные первым, размещают на базовом расстоянии Н у поверхности изделия так, что одна из дополнительных катушек расположена посередине между основными измерительными катушками, получают разностное напряжение дополнительных катушек, коммутируют разностные напряжения с частотой F, выбранной из соотношения F>2 V/H, сравнивают полученные в результате коммутации импульсные напряжения и по результату сравнения определяют наличие дефектов (Патент РФ №2025724 опубл. 30.12.1994 г.).A known method of eddy current flaw detection, which consists in the fact that a longitudinal electromagnetic field is excited in a cylindrical product longitudinally moving at a speed V, two measuring inductors are placed at a base distance H at the surface of the product along the moving direction, the plane of the turns of which are perpendicular to the direction of the exciting electromagnetic field, they get a differential the voltage of the inductors and use it when determining the presence of defects in the product, two additional measurements The inductance coils, identical to the first ones, are placed at the base distance H at the product surface so that one of the additional coils is located in the middle between the main measuring coils, the differential voltage of the additional coils is obtained, the differential voltages are switched with a frequency F selected from the relation F> 2 V / H, the impulse voltages obtained as a result of switching are compared and the presence of defects is determined by the result of the comparison (RF Patent No. 2025724 publ. December 30, 1994).

Способ вихретоковой дефектоскопии осуществляется следующим образом. С помощью импульсного высокочастотного генератора 1 и полесоздающей катушки проходного преобразователя 2 создают однородное продольное поле в зоне контроля изделия. Дифференциально включенные две пары измерительных катушек преобразователя 2 сравнивают поля вихревых токов, каждая от двух близлежащих участков контролируемого изделия, и выдают пропорциональные этому сравнению напряжения. Если на контролируемом изделии дефекты отсутствуют, то на выходах обеих пар измерительных катушек будут нулевые напряжения. Если дефект изделия окажется в зоне контроля проходного преобразователя 2, то на выходах пар измерительных катушек появятся напряжения, которые после усиления селективными усилителями 3 и 6 и детектирования детекторами 4 и 7 поступят на информационные входы коммутатора 5, частота коммутации которого определяется делителем частоты 8. Разность импульсных напряжений на выходе коммутатора 5, образованных при “наблюдении” дефекта двумя каналами, измерительные катушки которых смещены вдоль длины трубы на 0,5 расстояния между двумя измерительными катушками одного канала, пропорциональна скорости нарастания поля от дефекта вдоль длины изделия. Выходное импульсное напряжение с выхода коммутатора 5 усиливается селективным низкочастотным усилителем 9 и дискриминируется пороговым блоком 10, уровень дискриминации которого может перестраиваться оператором вручную. Сигналы от неоднородностей контролируемого изделия, медленно нарастающие вдоль длины трубы, выявляться не будут. Если базовое расстояние между дифференциально включенными катушками одного из каналов равно Н метров, максимальная скорость перемещения изделия через преобразователь V м/с, тогда частота коммутации детектированных напряжений каналов, при которой сигналы от дефектов изделия можно еще считать независимыми от скорости перемещения изделия в зоне контроля, определяется соотношением: F>2V/H.The eddy current flaw detection method is as follows. Using a pulsed high-frequency generator 1 and a creeping coil of the inverter 2 create a uniform longitudinal field in the control zone of the product. Differentially included two pairs of measuring coils of the transducer 2 compare the eddy current fields, each from two nearby sections of the controlled product, and give out voltage proportional to this comparison. If there are no defects on the controlled product, then the outputs of both pairs of measuring coils will have zero voltages. If the product defect is in the control zone of the inverter 2, then the outputs of the pairs of measuring coils will receive voltages, which, after amplification by selective amplifiers 3 and 6 and detection by detectors 4 and 7, will go to the information inputs of switch 5, the switching frequency of which is determined by the frequency divider 8. Difference pulse voltages at the output of the switch 5, formed during the “observation” of the defect by two channels, the measuring coils of which are offset along the length of the pipe by 0.5 distance between the two measuring E coils of one channel is proportional to the rate of increase of the field from the defect along the length of the article. The output pulse voltage from the output of the switch 5 is amplified by a selective low-frequency amplifier 9 and is discriminated by the threshold unit 10, the discrimination level of which can be manually adjusted by the operator. Signals from heterogeneities of the controlled product, slowly increasing along the length of the pipe, will not be detected. If the base distance between the differentially connected coils of one of the channels is N meters, the maximum speed of the product through the converter is V m / s, then the switching frequency of the detected channel voltages, at which the signals from the product defects can still be considered independent of the speed of the product in the control zone, determined by the ratio: F> 2V / H.

Из этого соотношения следует, что данным способом можно контролировать изделия даже в неподвижном состоянии без снижения полезной информации от дефектов, что также важно для поиска месторасположения дефектного сечения изделия. Кроме того, из соотношения также следует, что погрешность контроля уменьшается с увеличением частоты коммутации каналов F и с уменьшением правой части неравенства. Например, можно использовать равенство F=20 V/H, при котором скорость V перемещения изделия в 10 раз меньше скорости электронной коммутации каналов на длине изделия, равной Н/2. Для проведения сравнительных испытаний известного и предложенного способов дефектоскопии был изготовлен макет, в преобразователе которого расстояние между катушками одного канала равно Н=1,9 мм.From this ratio it follows that in this way it is possible to control products even in a stationary state without reducing useful information from defects, which is also important for finding the location of a defective section of the product. In addition, it also follows from the relation that the control error decreases with an increase in the switching frequency of the channels F and with a decrease in the right-hand side of the inequality. For example, you can use the equality F = 20 V / H, in which the speed V of the product moving 10 times less than the speed of electronic switching of channels on the length of the product, equal to N / 2. To conduct comparative tests of the known and proposed methods of flaw detection, a prototype was made, in the converter of which the distance between the coils of one channel is H = 1.9 mm.

Известен дефектоскоп для контроля длинномерных проводящих изделий, который состоит из вихретокового преобразователя 1, содержащего возбуждающую обмотку 2, две дифференциальные пары измерительных обмоток 3 и 4, генератора переменного тока 5, двух компенсаторов начальной ЭДС 6 и 7, фазовращателей 8 и 11, усилителей высокой частоты 9 и 10, ампитудно-фазовых детекторов 12 и 13, фильтров нижних частот 14 и 15, предварительных усилителей низкой частоты 16 и 17, фильтров верхних частот 18 и 19, регулируемых усилителей низкой частоты 20 и 21, порогового устройства 22, источника постоянного тока 23, программно-управляемого микропроцессора 24, блока управления сортировкой 25, соленоида 26 (Патент РФ №2397486, опубл. 20.08.2010 г.).A known flaw detector for monitoring long conductive products, which consists of an eddy current transducer 1 containing an exciting winding 2, two differential pairs of measuring windings 3 and 4, an alternating current generator 5, two compensators for the initial EMF 6 and 7, phase shifters 8 and 11, high-frequency amplifiers 9 and 10, amplitude-phase detectors 12 and 13, low-pass filters 14 and 15, preliminary low-frequency amplifiers 16 and 17, high-pass filters 18 and 19, adjustable low-frequency amplifiers 20 and 21, threshold device 22, direct current source 23, software-controlled microprocessor 24, sorting control unit 25, solenoid 26 (RF Patent No. 2397486, publ. 08.20.2010).

При появлении в зоне преобразователя дефекта типа нарушения сплошности металла (трещины, волосовины, раковины, плены, непровары сварного шва и др.) происходит перераспределение вихревого тока, магнитное поле которого наводит в измерительной обмотке электрический сигнал, который усиливается, обрабатывается по фазе, фильтруется и регистрируется в измерительном канале дефектоскопа. По результатам анализа этих сигналов трубы сортируются на «годные» (при Uд<Uз.п) и брак (Uд Uз.п), где Uд - сигнал от дефекта, Uз.п - заданный пороговый уровень сигналов от опасных дефектов. В процессе контроля часто происходит соударение переднего конца трубы о ролики транспортного рольганга (из-за кривизны концевых участков, износа роликов, их несоосного размещения и др. причин). Возникающую при этом импульсную помеху подавить за счет частотной фильтрации чаще всего не удается, так как, во-первых, помеха имеет широкий частотный спектр и значительная часть спектра совпадает со спектром сигналов от дефектов; и, во-вторых, амплитуда таких помех значительно превышает амплитуду сигнала от дефектов. В данном дефектоскопе осуществляется разделение сигналов от дефекта и помехи за счет их временного несовпадения. Сигналы от помехи возникают одновременно в двух измерительных каналах - основном: в составе компенсатора 6, усилителя 9, амплитудно-фазового детектора 12 с фазовращателем 8; фильтра нижних частот 14, предварительного усилителя 16, фильтра верхних частот 18, регулируемого усилителя 20 и дополнительном с соответствующими аналогичными блоками 7, 10, 11, 13, 15, 17, 19.When a defect of the type of discontinuity of a metal appears in the zone of the transducer (cracks, hairs, sinks, foams, lack of penetration of the weld, etc.), the eddy current is redistributed, the magnetic field of which induces an electrical signal in the measuring winding, which is amplified, processed in phase, filtered and recorded in the measuring channel of the flaw detector. According to the results of the analysis of these signals, the pipes are sorted into “suitable” (with Ud <Uz.p) and rejects (Ud <Uz.p), where Ud is the signal from the defect, Uz.p is the specified threshold level of signals from dangerous defects. In the control process, the front end of the pipe often collides with the rollers of the transport conveyor (due to the curvature of the end sections, wear of the rollers, their misalignment, and other reasons). Most often, it is not possible to suppress the impulse noise due to frequency filtering, since, firstly, the interference has a wide frequency spectrum and a significant part of the spectrum coincides with the spectrum of signals from defects; and secondly, the amplitude of such interference significantly exceeds the amplitude of the signal from defects. In this flaw detector, the signals from the defect and interference are separated due to their temporary mismatch. Signals from interference occur simultaneously in two measuring channels - mainly: as part of a compensator 6, amplifier 9, amplitude-phase detector 12 with a phase shifter 8; low-pass filter 14, pre-amplifier 16, high-pass filter 18, adjustable amplifier 20 and additional with corresponding similar units 7, 10, 11, 13, 15, 17, 19.

Сигналы же от дефекта возникают сначала в измерительной обмотке 3, а следовательно, и на выходе основного канала, а затем через время - смещение обмоток (V - скорость перемещения трубы) - в измерительной обмотке 4 и на выходе дополнительного канала. Алгоритм временного разделения сигналов легко реализуют программно с помощью микропроцессора 24. Измерение выходных сигналов U производится с помощью АЦП. Если Uсигн<Uз.п, его значение сбрасывается и в ОЗУ не заносится. На первом этапе измеряется сигнал основного канала. Если Uсигн>Uз.п, значение U1 основного канала заносится в ОЗУ. Затем через t1 5 мкс измеряется сигнал дополнительного канала. Если U2>Uз.п, его значение также заносится в ОЗУ. При наличии двух сигналов оба значения сбрасываются (признак помехи). Если через время t1 сигнал на выходе дополнительного канала не фиксируется, повторяют измерение сигнала U2 через время. Его появление является признаком дефекта. Значение U2 заносится в ОЗУ и по этому признаку блок управления сортировкой отбраковывает трубу в карман брака. С помощью описанного алгоритма удается отстраиваться от импульсной помехи при значениях ее амплитуды, в несколько раз превышающих амплитуду сигнала от дефекта.The signals from the defect appear first in the measuring winding 3, and therefore at the output of the main channel, and then after a while - the displacement of the windings (V is the pipe moving speed) - in the measuring winding 4 and at the output of the additional channel. The algorithm for the temporary separation of signals is easily implemented programmatically using a microprocessor 24. The measurement of the output signals U is carried out using an ADC. If Usign <U.s.p, its value is reset and is not entered in RAM. At the first stage, the signal of the main channel is measured. If Usign> U.s.p, the value U1 of the main channel is entered in RAM. Then, through t1 5 μs, the signal of the additional channel is measured. If U2> Uз.п, its value is also entered in RAM. If there are two signals, both values are reset (sign of interference). If after time t1 the signal at the output of the additional channel is not fixed, repeat the measurement of the signal U2 after time. Its appearance is a sign of a defect. The value of U2 is entered in RAM and, by this sign, the sorting control unit rejects the pipe into the scrap pocket. Using the described algorithm, it is possible to detach from impulse noise at values of its amplitude several times greater than the amplitude of the signal from the defect.

Главным недостатком такого способа возбуждения является тот факт, что такой способ возбуждения вихревых токов - катушкой с переменным электромагнитным полем - приводит к возникновению скин-эффекта, уменьшению амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. Скин-эффект при наличии переменного электромагнитного поля присутствует всегда и он тем сильнее, чем выше рабочая частота, используемая при возбуждении. В результате скин-эффекта дефектоскопы, работающие описанным выше методом, способны уверенно обнаруживать дефекты только в поверхностном и подповерхностном слое ОК на глубине в несколько миллиметров.The main disadvantage of this method of excitation is the fact that such a method of exciting eddy currents - a coil with an alternating electromagnetic field - leads to a skin effect, a decrease in the amplitude of electromagnetic waves as they penetrate deeper into the conducting medium. The skin effect in the presence of an alternating electromagnetic field is always present and the stronger it is, the higher the operating frequency used during excitation. As a result of the skin effect, flaw detectors operating by the method described above are capable of confidently detecting defects only in the surface and subsurface layer of the OC at a depth of several millimeters.

Недостатки, присущие способу, относятся и к устройству, его реализующему.The disadvantages inherent in the method apply to the device that implements it.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства для неразрушающего контроля медной катанки или аналогичного электропроводящего длиннопротяженного изделия, позволяющего повысить точность определения дефектов на любой глубине их нахождения, за счет исключения скин-эффекта, а также программы определения самого дефекта. Это расширяет функциональные возможности устройства и повышает достоверность определения местоположения обнаруженных дефектов.The technical task of the invention is the development of a method and device for non-destructive testing of a copper wire rod or a similar electrically conductive long product, which allows to increase the accuracy of defect detection at any depth of their location, by eliminating the skin effect, as well as the program for determining the defect itself. This extends the functionality of the device and increases the reliability of determining the location of detected defects.

Технический результат достигается за счет того, что в известный способ вихретокового контроля, заключающийся в том, что в продольно перемещающемся со скоростью V (м/с) изделии в плоскости, перпендикулярной ее перемещению, возбуждают посредством вихретокового преобразователя проходного типа вихревой ток, измеряют напряжение, соответствующее изменению сопутствующего ему электромагнитного поля, полученный сигнал обрабатывают посредством фильтрации по низкой и высокой частоте, усиливают в усилителе, преобразуют в цифровую форму и после электронной обработки осуществляют ранжирование дефекта посредством сравнения полученного результата с результатами, хранящимися в статистической базе данных, внесены изменения, а именно:The technical result is achieved due to the fact that in the known method of eddy current control, namely, in a product longitudinally moving at a speed V (m / s) in a plane perpendicular to its movement, eddy current is excited by a eddy current transducer of a continuous type, the voltage is measured, corresponding to the change in the accompanying electromagnetic field, the received signal is processed by filtering at low and high frequencies, amplified in an amplifier, converted to digital form and after Electronic processing carry out the ranking of the defect by comparing the result with the results stored in the statistical database, changes are made, namely:

- возбуждение вихревых токов в контролируемом изделии осуществляют путем применения в вихретоковом преобразователе, по крайней мере, не менее одного мощного постоянного магнита, жестко закрепленного с соосно установленным ему датчиком изменения электромагнитного поля, наведенного вихревым током в контролируемом объекте;- the eddy currents in the controlled product are excited by applying at least one powerful permanent magnet in the eddy current transducer, rigidly fixed to it with a coaxially mounted sensor for changing the electromagnetic field induced by the eddy current in the controlled object;

- электронная обработка осуществляется компьютером, управляемым программой, разработанной на основе статистической базы данных, составленной по результатам измерения в образцах с искусственными дефектами.- electronic processing is carried out by a computer controlled by a program developed on the basis of a statistical database compiled from the results of measurements in samples with artificial defects.

Возбуждение вихревых токов в контролируемом объекте при пересечении им магнитного поля постоянного магнита позволяет исключить явление скин-эффекта, а жесткое закрепление постоянного магнита и датчика, преобразующего изменение электромагнитного поля, образованного вихревыми токами, т.е. неподвижность их относительно друг друга, позволяет обеспечить полосу рабочих частот от 0 Гц и условия регистрации только изменений электромагнитного поля вихревых токов.Excitation of eddy currents in a controlled object when it crosses the magnetic field of a permanent magnet eliminates the skin-effect phenomenon, and the rigid fastening of the permanent magnet and sensor converts the change in the electromagnetic field formed by eddy currents, i.e. their immobility relative to each other, allows us to provide a band of operating frequencies from 0 Hz and conditions for recording only changes in the electromagnetic field of eddy currents.

Соответственно, для реализации предлагаемого способа контроля медной катанки в известный вихретоковый дефектоскоп для контроля длинномерных проводящих изделий, содержащий вихретоковый преобразователь (ВТП) проходного типа, снабженного средствами измерения выходного напряжения вихретокового преобразователя, фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, усилитель, соединенный с аналогово-цифровым преобразователем (АЦП), программно-управляемый микропроцессор, управляющий сортировкой, внесены изменения, а именно:Accordingly, to implement the proposed method for controlling a copper wire rod into a known eddy current flaw detector for monitoring long conductive products, it contains a loop-through eddy current transducer (ETC) equipped with eddy current transducer output voltage measuring instruments, a low-pass filter, a high-pass filter, an amplifier connected to an analog a digital converter (ADC), a software-controlled microprocessor that controls sorting, changes have been made, namely:

- вихретоковый преобразователь (ВТП) проходного типа содержит, по крайней мере, не менее одного мощного постоянного магнита, жестко закрепленного с соосно установленным ему датчиком изменения электромагнитного поля, наведенного вихревым током в контролируемом объекте;- eddy current transducer (ETC) of the through type contains at least one powerful permanent magnet rigidly fixed to it coaxially mounted with a sensor for changing the electromagnetic field induced by the eddy current in the controlled object;

- в качестве программно-управляемого процессора применен компьютер, работой которого управляет специальная программа ранжирования дефектов.- a computer is used as a program-controlled processor, the operation of which is controlled by a special defect ranking program.

Кроме того, в качестве датчика измерения изменения электромагнитного поля, наведенного вихревым током, можно использовать датчик Холла или малоиндуктивную тонкую катушку, выполненную в специальном жестком каркасе.In addition, as a sensor for measuring changes in the electromagnetic field induced by the eddy current, you can use the Hall sensor or a low-inductance thin coil made in a special rigid frame.

Основным отличием предлагаемого способа является принцип возбуждения вихревых токов в контролируемом объекте. Этот принцип основан на том факте, что в проводнике, движущемся со скоростью V ортогонально силовым линиям постоянного магнитного поля постоянного магнита, также могут возникать вихревые токи, хотя отличия принципа их возбуждения от традиционных систем кардинальные: в качестве индукторов вихревых токов используется не переменное электромагнитное поле, а постоянное магнитное. Весьма существенным является тот факт, что проводник должен двигаться относительно магнита-индуктора. При этом вихревые токи будут возникать и в толще сплошных проводников при изменении в них потока вектора магнитной индукции В. В этом случае для возбуждения вихревых токов используется не энергия генератора дефектоскопа, а энергия движения проводника - объекта контроля. При вхождении любой части проводника из области свободного пространства в область магнитного поля в толще проводника возникают вихревые токи, препятствующие изменению потока вектора магнитной индукции, неизбежно возникающего при вхождении части проводника в область магнитного поля. При этом проводник испытывает эффект сильного торможения, являющегося следствием взаимодействия постоянного магнитного поля с магнитной составляющей электромагнитного поля, возникающего вследствие наличия вихревых токов и на преодоление которого расходуется энергия движения проводника.The main difference of the proposed method is the principle of excitation of eddy currents in a controlled object. This principle is based on the fact that eddy currents can also occur in a conductor moving at a speed V orthogonally to the lines of force of a constant magnetic field of a permanent magnet, although the differences in the principle of their excitation from traditional systems are cardinal: a non-variable electromagnetic field is used as eddy current inducers and constant magnetic. Very significant is the fact that the conductor must move relative to the magnet-inductor. In this case, eddy currents will also occur in the bulk of solid conductors when the flux of the magnetic induction vector B changes in them. In this case, not the energy of the flaw detector generator, but the energy of movement of the conductor — the object of control — is used to excite eddy currents. When any part of the conductor enters from the free space into the magnetic field in the thickness of the conductor, eddy currents appear that prevent the magnetic flux vector from changing inevitably when a part of the conductor enters the magnetic field. In this case, the conductor experiences the effect of strong braking, which is a consequence of the interaction of a constant magnetic field with the magnetic component of the electromagnetic field, which arises due to the presence of eddy currents and overcoming which the energy of movement of the conductor is consumed.

Таким образом, в предлагаемом способе используются не активные электромагнитные индукторы, а пассивные магнитные, использующие энергию движения проводника и позволяющие обеспечить режим возбуждения вихревых токов по всей глубине проводника без скин-эффекта.Thus, in the proposed method, it is not active electromagnetic inductors that are used, but passive magnetic ones that use the energy of movement of the conductor and make it possible to ensure eddy current excitation over the entire depth of the conductor without a skin effect.

Сила и конфигурация вихревых токов зависят от однородности сечения проводника и при наличии внутреннего, подповерхностного и (или) наружного дефекта претерпевают изменения, которые могут быть зарегистрированы датчиками различного типа, например, аналогичными датчикам в традиционных системах вихретокового контроля, но обладающими большими динамическим диапазоном и полосой рабочих частот.The strength and configuration of eddy currents depend on the uniformity of the conductor cross section and, in the presence of an internal, subsurface and (or) external defect, undergo changes that can be detected by sensors of various types, for example, similar to sensors in traditional eddy current control systems, but with a large dynamic range and band working frequencies.

Для исключения влияния на датчики магнитного поля индукторов (постоянных магнитов) датчики должны быть жестко, единым блоком, позиционированы относительно постоянного магнита. При выполнении этого требования датчики будут регистрировать только электромагнитное поле вихревых токов проводника (медной катанки), а точнее - его флуктуации вследствие влияния на них дефектов в проводнике, что и позволяет обеспечить выявление дефектов.In order to exclude the influence on the sensors of the magnetic field of inductors (permanent magnets), the sensors must be rigidly, as a single unit, positioned relative to the permanent magnet. When this requirement is met, the sensors will only detect the electromagnetic field of the eddy currents of the conductor (copper wire rod), or rather, its fluctuations due to the influence of defects in the conductor on them, which allows the detection of defects.

Для лучшего понимания сущности предлагаемого изобретения оно проиллюстрировано следующими фигурами 1-5.For a better understanding of the essence of the invention, it is illustrated by the following figures 1-5.

На фиг. 1 показана структура комплекса контроля качества медной катанки. На фиг. 1 показаны: медная катанка 1 (контролируемый объект), корпус проходного вихретокового преобразователя 2, включающего блок индукторов 3 (неодимовых постоянных магнитов), датчиков 4 (поз.3 и 4 раскрыты на фиг. 2), соединенных с блоком 5 обработки полученных результатов измерения, компьютерная сеть Eternet 6, коммутатор 7, компьютер 8, дисплей 9 и принтер 10. Каналов регистрации и обработки может быть несколько.In FIG. 1 shows the structure of a copper wire rod quality control complex. In FIG. 1 shows: a copper wire rod 1 (controlled object), the case of a passage eddy current transducer 2, including a block of inductors 3 (neodymium permanent magnets), sensors 4 (pos. 3 and 4 are disclosed in Fig. 2) connected to the block 5 for processing the obtained measurement results , computer network Eternet 6, switch 7, computer 8, display 9 and printer 10. There can be several channels of registration and processing.

На фиг. 2 показан объект контроля (медная катанка 1) и совместное расположение постоянного магнита 3 и датчика 4, выход которого соединен с блоком 11 фильтрации и усиления, соединенного с аналогово-цифровым преобразователем 12 (АЦП), в котором сигнал оцифровывается и поступает в компьютер 8 для дальнейшей обработки посредством специальной программы ранжирования дефектов.In FIG. 2 shows the object of control (copper wire rod 1) and the joint arrangement of the permanent magnet 3 and the sensor 4, the output of which is connected to the filtering and amplification unit 11, connected to the analog-to-digital converter 12 (ADC), in which the signal is digitized and fed to the computer 8 for further processing through a special defect ranking program.

На фиг. 3 приведена диаграмма контроля реальной медной катанки, на которой видны амплитудно-фазовые флуктуации о наличии различных дефектов.In FIG. Figure 3 shows a control diagram of a real copper wire rod, in which amplitude-phase fluctuations about the presence of various defects are visible.

На фиг. 4 показана диаграмма качественного участка медной катанки, которая представляет из себя почти прямую линию, т.к. изменения переменного тока, образованного вихревым током, не происходит, а наведенная ЭДС не изменяется.In FIG. Figure 4 shows a diagram of a high-quality section of a copper wire rod, which is an almost straight line, because there is no change in the alternating current generated by the eddy current, and the induced emf does not change.

На фиг. 5 показан пример визуализации сигналов, обработанных специальной компьютерной программой, позволяющей ранжировать дефекты.In FIG. Figure 5 shows an example of the visualization of signals processed by a special computer program that allows ranking defects.

Ниже приводим пример реализации предлагаемого способа вихретокового контроля медной катанки. Работа устройства заключается в следующем.Below is an example of the implementation of the proposed method of eddy current control of a copper wire rod. The operation of the device is as follows.

Медная катанка 1 (контролируемый объект) движется со скоростью V=8-9 м/с в магнитном поле пассивного индуктора N (неодимовый постоянный магнит 2). Поперечные размеры пассивного индуктора - 20-30 мм по обеим координатам, а расстояние от поверхности постоянного магнита 2 до поверхности проводника - ок. 10 мм. По другую сторону от постоянного магнита 2 расположен датчик 3 (измеритель изменения электромагнитного поля, образованного вихревым током) на расстоянии 5-10 мм от поверхности медной катанки. Датчик 3 и постоянный магнит 2 жестко позиционированы относительно друг друга в едином корпусе проходного ВТП. В качестве датчика 3 применена малоиндуктивная плоская катушка, преобразующая медленно изменящее электромагнитное поле в ток или напряжение.Copper rod 1 (controlled object) moves with a speed of V = 8-9 m / s in the magnetic field of a passive inductor N (neodymium permanent magnet 2). The transverse dimensions of the passive inductor are 20-30 mm in both coordinates, and the distance from the surface of the permanent magnet 2 to the surface of the conductor is approx. 10 mm. On the other side of the permanent magnet 2 is a sensor 3 (a meter for changing the electromagnetic field formed by the eddy current) at a distance of 5-10 mm from the surface of the copper wire rod. The sensor 3 and the permanent magnet 2 are rigidly positioned relative to each other in a single housing through passage of the ECP. As a sensor 3, a low-inductance flat coil is used, which converts a slowly changing electromagnetic field into current or voltage.

При движении проводника (катанки 1) процесс входа в магнитное поле N и выхода из магнитного поля любого произвольно взятого участка проводника означает изменение напряженности магнитного поля в проводнике по всей глубине и, как следствие, этот процесс сопровождается возникновением вихревых токов. В проводнике, не содержащем поверхностных и внутренних дефектов, два любых произвольно взятых участка подобны друг другу, и в этом случае вихревые токи в проводнике на входе и на выходе из магнитного поля носят установившийся характер и генерируют противодействующее магнитное поле, не меняющееся во времени и подобное постоянному полю постоянного магнита 2 (см. фиг. 4). Датчик 3 регистрирует только переменную составляющую магнитного поля вихревых токов, поэтому при движении в блоке «индуктор-датчик» медной катанки, не имеющей дефектов, на выходе датчика сигнала нет. В случае прохождения через проходной ВТП участка катанки с несплошностью установившийся характер вихревых токов в катанке и противодействующего магнитного поля нарушается и на выходе датчика 3 появляется сигнал. Амплитуда сигнала пропорциональна величине несплошности, что позволяет при обработке сигналов применить систему ранжирования дефектов. Диапазон сигнала - от десятков мВ до 10 В (см. фиг. 3). Сигнал с датчика 3 поступает в электронный блок 11, где фильтруется по низкой и высокой частоте, затем усиливается. Аналоговый блок 11 фильтрации и усиления производит выделение и усиление информационной составляющей, содержащей информацию о наличии сигнала от дефекта и его амплитуде, позволяющей при дальнейшей обработке ранжировать найденные дефекты по размерам. При этом блоком 11 отфильтровывается только полезная информационная составляющая аналогового потока и подавляется постоянная, инфранизкочастотная, низкочастотная и высокочастотная (в виде импульсной помехи) составляющие. Полезная отфильтрованная аналоговая составляющая с выхода блока 11 фильтрации и усиления поступает в блок 12 АЦП, преобразуется в цифровой код и поступает для дальнейшей обработки в компьютер 8. Блоки 11 и 12 на фиг. 1 показаны одним блоком 5 КНД (комплекс непрерывной диагностики). Учитывая то, что каналов диагностики может быть несколько, то сигналы с КНД по сети 6 Enernet, коммутируемые блоком 7, поступают на соответствующий компьютер 8, 8а-8n.When the conductor (wire rod 1) moves, the process of entering into the magnetic field N and exiting from the magnetic field of any arbitrary portion of the conductor means a change in the magnetic field strength in the conductor throughout the entire depth and, as a result, this process is accompanied by the appearance of eddy currents. In a conductor that does not contain surface and internal defects, any two randomly taken sections are similar to each other, in which case the eddy currents in the conductor at the input and output from the magnetic field are steady-state and generate a counteracting magnetic field that does not change in time and the like the constant field of the permanent magnet 2 (see Fig. 4). The sensor 3 registers only the alternating component of the magnetic field of the eddy currents, therefore, when the copper rod, which has no defects, moves in the inductor-sensor unit, there is no signal at the sensor output. In the case of a section of a wire rod passing through an ECP with a discontinuity, the steady-state nature of the eddy currents in the wire rod and the opposing magnetic field is violated and a signal appears at the output of the sensor 3. The signal amplitude is proportional to the discontinuity, which allows the use of a defect ranking system to process signals. The signal range is from tens of mV to 10 V (see Fig. 3). The signal from the sensor 3 enters the electronic unit 11, where it is filtered at low and high frequencies, then amplified. The analog filtering and amplification unit 11 extracts and amplifies an information component containing information about the presence of a signal from a defect and its amplitude, which allows further processing to rank the found defects by size. In this case, block 11 filters out only the useful information component of the analog stream and suppresses the constant, infra-low-frequency, low-frequency, and high-frequency (in the form of pulsed noise) components. The useful filtered analog component from the output of the filtering and amplification unit 11 is sent to the ADC block 12, converted into a digital code, and fed to computer 8 for further processing. Blocks 11 and 12 in FIG. 1 are shown in one block 5 KND (complex continuous diagnosis). Considering that there can be several diagnostic channels, the signals from the KND via the Enernet 6 network, switched by unit 7, are sent to the corresponding computer 8, 8 a -8 n .

Для более полного понимания и представления процессов, происходящих при регистрации комплексом дефектов в медной катанке, на фиг. 3 приведен пример сигналов с исследуемого образца катанки, поступающих с датчика 3, отфильтрованных аналоговым блоком 11 фильтрации и усиления сигнала и «визуализированных» программой обработки компьютера 8. По сути эта визуализация является сигналограммой (цифровой осциллограммой) от исследуемого образца катанки, где ось Y является осью времени, т.е. временной разверткой, а «всплески» (обведенные овалами) - это сигналы от дефектов, найденных в этом образце. На сигналограмме хорошо видно, что «всплески» различаются по амплитуде. Большие амплитуды вызываются дефектами, имеющими большие размеры, и этот факт позволяет ранжировать дефекты по их размерам. Подобная визуализация дефектов программой обработки наглядно показывает их наличие, но совершенно непригодна для «промышленного» использования, поскольку не дает возможности в реальном масштабе времени вести статистику выявляемых дефектов при производстве медной катанки.For a more complete understanding and presentation of the processes that occur during registration of a complex of defects in a copper wire rod, in FIG. Figure 3 shows an example of the signals from the test wire rod sample coming from the sensor 3, filtered by the analog filtering and amplification unit 11 and “visualized” by the computer processing program 8. In fact, this visualization is a signalogram (digital waveform) from the wire rod test sample, where the Y axis is axis of time, i.e. time sweep, and “bursts” (circled by ovals) are signals from defects found in this sample. The signalogram clearly shows that the "bursts" differ in amplitude. Large amplitudes are caused by defects having large sizes, and this fact allows us to rank defects according to their sizes. Such visualization of defects by the processing program clearly shows their presence, but is completely unsuitable for “industrial” use, since it does not make it possible to keep statistics of detected defects in the production of copper wire rod in real time.

С целью преодоления этого недостатка нами разработана компьютерная программа, позволяющая не только проводить визуализацию сигналов от дефектов в медной катанке, но и ранжировать их по размеру, вести статистику в условиях реального производства катанки. Это достигается посредством сравнения сигнала реального дефекта в катанке со статистической базой, включающей сигналы образцов катанки с искусственно созданными дефектами. Пример визуализации сигналов такой программой представлен на фиг. 5.In order to overcome this drawback, we developed a computer program that allows not only to visualize the signals from defects in a copper wire rod, but also to rank them by size, to keep statistics in the conditions of real wire rod production. This is achieved by comparing the signal of a real defect in the wire rod with a statistical base including the signals of wire rod samples with artificially created defects. An example of signal visualization by such a program is shown in FIG. 5.

Как видно из из фиг. 5, программа имеет большую чувствительность к сигналам от дефектов и, как следствие, позволяет проводить более точное ранжирование размеров дефектов, изменяя их масштаб по оси X. При сравнении фигур 3 и 5 следует учитывать, что красная отметка «0» см. на фиг. 2 соответствует отметке «0» на оси X фиг. 5. Метод ранжирования дефектов по размеру в данной программе - создание ряда уставок, срабатывающих при превышении сигналом от дефекта уровня уставки (например, 0,02, или - 0,04, или - 0,6 (и т.п.). Результаты обработки можно просмотреть на дисплее 9 компьютера 8 и распечатать на принтере 10. Таким образом, выбранная система аналогово-цифровой обработки позволяет выявлять дефекты, встречающиеся в медной катанке при ее производстве, и производить их ранжирование по размерам и статистическую обработку в процессе производства.As can be seen from FIG. 5, the program has a greater sensitivity to signals from defects and, as a result, allows for more accurate ranking of the sizes of defects by changing their scale along the X axis. When comparing figures 3 and 5, it should be noted that the red mark “0” see in FIG. 2 corresponds to the “0” mark on the X axis of FIG. 5. The method for ranking defects by size in this program is to create a number of settings that are triggered when the signal from the defect exceeds the setting level (for example, 0.02, or - 0.04, or - 0.6 (etc.). Results processing can be viewed on the display 9 of computer 8 and printed on the printer 10. Thus, the selected system of analog-digital processing allows you to identify defects encountered in the copper wire rod during its production, and to rank them by size and statistical processing during production.

Преимущества предлагаемого способа и устройства очевидны, т.к. позволяют полностью исключить влияние скин-эффекта и за счет жесткости расположения постоянного магнита и датчика обеспечить повышение точности и достоверности определения дефектов в производстве катанки. Специально разработанная программа обработки полученных сигналов позволяет определить местонахождения дефекта и оценить влияние его на качество катанки.The advantages of the proposed method and device are obvious, because they completely eliminate the effect of the skin effect and, due to the stiffness of the location of the permanent magnet and the sensor, provide an increase in the accuracy and reliability of defect determination in wire rod production. A specially developed program for processing the received signals allows you to determine the location of the defect and evaluate its effect on the quality of the wire rod.

В настоящее время предлагаемое изобретение прошло проверку на испытательных стендах и с 2014 г. будет внедряться в различных отраслях промышленности.Currently, the proposed invention has been tested on test benches and from 2014 will be introduced in various industries.

Claims (2)

1. Способ вихретокового контроля медной катанки, заключающийся в том, что в продольно перемещающемся со скоростью V (м/с) изделии в плоскости, перпендикулярной ее перемещению, возбуждают посредством вихретокового преобразователя проходного типа вихревой ток, измеряют напряжение, соответствующее изменению сопутствующего ему электромагнитного поля, полученный сигнал обрабатывают посредством фильтрации по низкой и высокой частоте, усиливают в усилителе, преобразуют в цифровую форму и после электронной обработки осуществляют ранжирование дефекта посредством сравнения полученного результата с результатами, хранящимися в статистической базе данных, отличающийся тем, что возбуждение вихревых токов в контролируемом изделии осуществляют путем применения в вихретоковом преобразователе по крайней мере не менее одного мощного постоянного магнита, жестко закрепленного с установленным соосно ему датчиком изменения электромагнитного поля, наведенного вихревым током в контролируемом объекте, электронная обработка осуществляется компьютером, управляемым программой, разработанной на основе статистической базы данных, составленной по результатам измерения в образцах с искусственными дефектами.1. The method of eddy current control of a copper wire rod, which consists in the fact that in a product longitudinally moving at a speed V (m / s) in a plane perpendicular to its movement, an eddy current is transmitted through an eddy current transducer of a continuous type, the voltage corresponding to a change in the accompanying electromagnetic field is measured , the received signal is processed by low and high frequency filtering, amplified in an amplifier, digitized and, after electronic processing, ranking e defect by comparing the result with the results stored in a statistical database, characterized in that the eddy currents in the controlled product are excited by using at least one powerful permanent magnet in the eddy current transducer, which is rigidly fixed with an electromagnetic change sensor mounted coaxially to it field induced by eddy current in a controlled object, electronic processing is carried out by a computer controlled by a program, tannoy based on the statistical database, compiled by the results of measurements with artificial defects samples. 2. Устройство реализации способа по п. 1, содержащее вихретоковый преобразователь (ВТП) проходного типа, снабженный средствами измерения выходного напряжения вихретокового преобразователя, фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, усилитель, соединенный с аналогово-цифровым преобразователем (АЦП), программно-управляемый микропроцессор, управляющий сортировкой изделий, отличающееся тем, что вихретоковый преобразователь (ВТП) проходного типа содержит по крайней мере не менее одного мощного постоянного магнита, жестко закрепленного с установленным соосно ему датчиком изменения электромагнитного поля, наведенного вихревым током в контролируемом объекте, а в качестве программно-управляемого процессора применен компьютер, работой которого управляет программа ранжирования дефектов. 2. The device for implementing the method according to claim 1, comprising an eddy current transducer (ETC) of a loop-through type, equipped with eddy current transducer output voltage measuring instruments, a low-pass filter, a high-pass filter, an amplifier connected to an analog-to-digital converter (ADC), program-controlled microprocessor controlling sorting of products, characterized in that the eddy current transducer (ETC) of the feed-through type contains at least one powerful permanent magnet rigidly fixed to Formation coaxially it changes the sensor electromagnetic field induced by the eddy current in the test object, and as a program-controlled processor used computer, which controls the operation of program ranking defects.
RU2014109607/28A 2014-03-12 2014-03-12 Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation RU2542624C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109607/28A RU2542624C1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109607/28A RU2542624C1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542624C1 true RU2542624C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53289079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109607/28A RU2542624C1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542624C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610931C1 (en) * 2015-11-10 2017-02-17 Общество с ограниченной ответственностью "АльфаСервис" Method of eddy current testing of electrically conductive objects and device for its implementation
RU2635844C2 (en) * 2016-03-01 2017-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" Superconducting wire non-destructive examination method
RU2651618C1 (en) * 2017-04-03 2018-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "АльфаСервис" Method of eddy current control of extended electrical conductive objects and device for its implementation
RU2698557C1 (en) * 2019-02-05 2019-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for eddy current monitoring of rotor bandage shells integrity
RU2701754C1 (en) * 2018-10-02 2019-10-01 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method for determining the defect location of conductive cable elements
RU2755605C1 (en) * 2020-08-07 2021-09-17 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method for non-destructive testing of electrically conductive elements of cable

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025724C1 (en) * 1991-04-01 1994-12-30 Государственный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности Eddy-current flaw detection method
WO1998048269A1 (en) * 1997-04-24 1998-10-29 Booker James R Apparatus and method of detecting loss of cross-sectional area of magnetic metallic strength members used in conductors such as aluminum conductor steel reinforced ('acsr') conductors
RU63068U1 (en) * 2006-12-13 2007-05-10 Закрытое акционерное общество научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "СПЕКТР" (ЗАО НИИИН МНПО "СПЕКТР") Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials
RU127703U1 (en) * 2012-12-14 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" MAGNETIC DEFECTOSCOPE - SPEED METER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025724C1 (en) * 1991-04-01 1994-12-30 Государственный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности Eddy-current flaw detection method
WO1998048269A1 (en) * 1997-04-24 1998-10-29 Booker James R Apparatus and method of detecting loss of cross-sectional area of magnetic metallic strength members used in conductors such as aluminum conductor steel reinforced ('acsr') conductors
RU63068U1 (en) * 2006-12-13 2007-05-10 Закрытое акционерное общество научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "СПЕКТР" (ЗАО НИИИН МНПО "СПЕКТР") Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials
RU127703U1 (en) * 2012-12-14 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" MAGNETIC DEFECTOSCOPE - SPEED METER

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610931C1 (en) * 2015-11-10 2017-02-17 Общество с ограниченной ответственностью "АльфаСервис" Method of eddy current testing of electrically conductive objects and device for its implementation
WO2017082770A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "АльфаСервис" Method for eddy-current testing of electrically conductive objects and device for realizing said method
RU2635844C2 (en) * 2016-03-01 2017-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" Superconducting wire non-destructive examination method
RU2651618C1 (en) * 2017-04-03 2018-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "АльфаСервис" Method of eddy current control of extended electrical conductive objects and device for its implementation
RU2701754C1 (en) * 2018-10-02 2019-10-01 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method for determining the defect location of conductive cable elements
RU2698557C1 (en) * 2019-02-05 2019-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for eddy current monitoring of rotor bandage shells integrity
RU2755605C1 (en) * 2020-08-07 2021-09-17 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method for non-destructive testing of electrically conductive elements of cable

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2542624C1 (en) Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation
Papaelias et al. High-speed inspection of rails using ACFM techniques
Rocha et al. Magnetic sensors assessment in velocity induced eddy current testing
JP3896489B2 (en) Magnetic detection device and substance determination device
EP3376216B1 (en) Method for eddy-current testing of electrically conductive objects and device for realizing said method
EP2244923B1 (en) Sensor assembly
US20150233868A1 (en) Differential Sensor, Inspection System and Method for the Detection of Anomalies in Electrically Conductive Materials
Deng et al. A permeability-measuring magnetic flux leakage method for inner surface crack in thick-walled steel pipe
EP2927678B1 (en) Magnetic measuring system for a flaw detector having longitudinal magnetization
Janousek et al. Novel insight into swept frequency eddy-current non-destructive evaluation of material defects
Ribeiro et al. Inductive probe for flaw detection in non-magnetic metallic plates using eddy currents
Dmitriev et al. Application of an eddy-current method to measure electrical conductivity of thin films
CN114460168A (en) Pulsed eddy current detection system and method
Ramos et al. GMR versus differential coils in velocity induced eddy current testing
Brauer et al. Defect detection in conducting materials using eddy current testing techniques
Ge et al. Development of a velocity-adaptable alternating current field measurement device for crack inspection in rails
Porto et al. Design and analysis of a GMR eddy current probe for NDT
Park et al. Differential pulsed eddy current probe to detect the sub surface cracks in a stainless steel pipe
Smetana et al. Pulsed excitation in eddy current non-destructive testing of conductive materials
RU2651618C1 (en) Method of eddy current control of extended electrical conductive objects and device for its implementation
OKA et al. Examination of the inductance method for non-destructive testing in structural metallic material by means of the pancake-type coil
RU2397486C1 (en) Eddy-current flaw detector for inspecting long conducting articles
Rifai et al. Fuzzy logic error compensation scheme for eddy current testing measurement on mild steel superficial crack
RU103926U1 (en) ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE
Hayashi et al. Magnetic image detection of the stainless-steel welding part inside a multi-layered tube structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180313