SU1067425A1 - Вихретоковый измеритель удельной электрической проводимости немагнитных материалов - Google Patents

Abstract

ВИХРЕТОКОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий генератор переменного тока, подклю- , ченный к его выходу измерительный канал, включающий последовательно соединённые вихреток.овый преобразователь , усилитель-ограничитель, фазовый детектор, ключ, усилитель посто нного тока и индикатор, включенный между генератором переменного тока и вторым входом фазового детектора опорный канал, состо щий из последовательно соединенных регулируемого RC-фазовращател  и усилител -ограничител , подключенный к выходу вихретокового преобразовател  амплитудо .чувствительный канал наличи  контролируемого издели , включающий последовательно соединенные усилитель, детектор и дискриминатор, выходом подключенный к управл ющему входу ключа, подключенные к выходу усилител  посто нного тока узел сортировки и последовательно соединенные двухпол рный компаратор с регулируемыми порогами и схема И, другой вход i которой соединен с выходом дискриминатора , отличающийс  тем, что, с целью повьлиени  точности измерени , он снабжен подключенными-к второму выходу RC-фазовращател  последовательно соединенными блоком измерени  активного сопротивлени , аналого-цифровым преобразователем, вторым ключом и цифровым индикатором, а выход схемы И подключен к управл ющему входу второго ключа. да N) сд

Description

Изобретение относитс  к нераэрушающему контролю удельной электрической проводимости материаЛоизделий методом вихревых токов и может быть использовано на всех заводах машиностроительной и металлургической промышленности .

Известен вихретоковой измеритель удельной электрической проводимости немагнитных материалов, содержащий генератор переменного тока, измерит тельный канал, включающий последовательно соединенные вихретоковый преобразователь накладного типа, подключенный к выходу генератора, усилитель-ограничитель , фазовый детектор, усилитель посто нного тока, ключ, стрелочный индикатор, опорный канал, включающий RC-фазовращатель, вход которого подключен к генератору, и усилитель-ограничитель , включенный между Выходом RC-фазовращател  и вторым входом фазового детектора, и канал

. наличи  контролируемого издели , в состав которого вход т последовательно соединенные усилитель, детектор и дискриминатор, причем вход усилител  подключен к выходу накладного преобразовател , а выход дискриминатора подключен к управл ющему входу ключа, и устройство сортировки, подключенное к выходу усилител  посто нного тока С1J.

Недостатками устройства  вл етс  невысока  точность измерени  удельной электрической проводимости немагнит ных материалов, обусловленна  нелинейностью стрелочного индикатора, что приводит к ошибкам при считывании показаний по неоцифрованным отметкам шкалы, необходимость частых перенастроек многодиапазонного .прибора при переходе с одного диапазона измерени  на другой и св занное с этим возрастание погрешности измерений в реальных услови х эксплуатации .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  вихретоковый измеритель удельной электрической проводимости немагнитных материалов, содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу измерительный канал, включающий последовательно соединенные вихретоковый преобразователь , усилитель-ограничитель, фазовый детектор, ключ, усилитель посто нного тока и индикатор, включенный между генератором переменного тока

.и вторым входом фазового детектооа, опорный канал, состо щий из последовательно соединенных Rc-фазовращател  и усилител -ограничител , подключенный к выходу вихретокового преобразовател  и амплитудочувствительный канал наличи  контролируемого издели , включающий последовательно соединенные усилитель, детектор и

дискриминатор, выходом подключенный к управл ющему входу ключа измерительного канала, подключенные к выходу усилител  посто нного тока узел сортировки и последовательно соединенные двухпол рный компаратор с регулируемыми порогами и схема И, другой вход которой соединен с выходом дискриминатора 12,

Невысока  точность измерени  удельной электрической проводимости при разбраковке немагнитных материалов данного устройства, обусловлена .нелинейностью снимаемого сигнала и необходимостью часаых перенастроек при переходе с одного диапазона измерений на другой различных материгалов ,

Цель изобретени  - повышение точности измерени  удельной электрической проводимости.

Цель достигаетс  тем, что вихретоковый измеритель удельной электрической проводимости немагнитных материалов, содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу измерительный канал, включающий последовательно соединенные вихретоковый преобразователь, усилитель-ограничитель , фазовый детектор ключ, усилитель посто нного тока и индикатор, включенный между генератором переменного тока и вторым входом фазового детектора опорный канал , состо щий из последовательно соединенных RC-фазовращател  и усилител -ограничител , подключенный к выходу вихретокового преобразовател  амплитудочувствительный канал наличи  контролируемого издели , включающий последовательно соединенные усилитель, детектор и дискриминатор , выходом подключенный к управл ющему входу ключа, подключенные -к выходу усилител  посто нного тока узел сортировки и последовательно соединенные двухпол рный компаратор с регулируемыми порогами и схема И, другой вход которой соединен с выходом дискриминатора, снабжен подключенн1лми к второму вьсходу Rc-фазовращател  последовательно соединенными блоком измерени  активного сопротивлени , аналого-цифровым преобразователем , вторым ключом и цифровым индикатором , а выход схемы И подключен к управл ющему входу второго ключа.

На. чертеже представлена блок-схема предлагаемого вихретокового измерител  удельной электрической проводимости немагнитных материалов.

Измеритель содержит генератор 1 переменного тока, измерительный канал , включающий последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 2 накладного типа, усилительограничитель 3, фазовый детектор 4,

ключ 5, усилитель 6 посто нного тока стрелочный индикатор 7. Между входом генератора 1 и вторым входом фэзовогб детектора 4 включен опорный канал содержащий последовательно соединенные -регулируемый RC - фазовращатель 8 и усилитель-ограничитель 9, а между 5ыходом преобразовател  2 и управл ющим входом ключа 5 включен амплитудочувствительный канал наличи  контролируемого издели , состо щий из пдследовательно соединенных усилител  10, детектора 11 и дискриминатора 12. К регулируемому резистору RC -фазовращател  8 подключены последовательно соединенные .&лок 13 измерени  активного сопротивлени , аналого-цифровой преобразователь 14, второй ключ 15 и цифровой индикатор 16. К выходу усилител  б посто нного тока подключены также узел 17 сортировки и последовательно соединенные двухпол рный компаратор 18 с регулируемыми порогами и схема 19 И, .второй вход которой соединен с выходом дискриминатора 12, а выход - с управл ющим входом второго ключа 15.

Измеритель работает следующим образом.

Переменный ток от генератора 1 поступает на вихретоковый преобразователь 2, Преобразователь настроен таким образом, что при отсутствии контролируемого материала под преобразователем на измерительной катушке (на выходе преобразовател ) напр жение минимально. Поэтому на выходе дискриминатора 12 отсутствует упра:1-л ющий сигнал, ключ 5 закрыт, и измерение не производитс . При расположении преобразовател  над контролируемым материалом, на выходе преобразовател  по вл етс  вносимое напр жение , обусловленное удельной электрической проводимостью контролируемого материала, которое усиливаетс  усилителем-ограничителем 3. С выхода усилител -ограничител  3 напр жение поступает на вход фазового детектора 4, на другой вход которого поступает опорное напр жение с выхода генератора 1 через последовательно включенн1э1е регулируемый RC -фазоврещатель 8 и усилитель-ограничитель 9. На выходе фазового детектора 4 выдел етс  напр жение, пропорциональное фазовому сдвигу, обусловленному электропроводностью контролируемого материала . Это напр жение подаётс  на усилитель б посто нного тока и узел 17 сортировки через ключ 5, управл ющий вход которого подключен к выходу преобразовател  через последовательно включенные усилитель 10, детектор 11, дискриминатор 12. Амплитуда сигнала на выходе преобразовател  2 при приближении к контролируемой поверхности издели  возрастает

и с определенного уровн  дискриминатор 12 срабатывает, и подаетс  сигнал на управл ющих вход ключа 5, включа  его и обеспечива  прохождение сигнала с выхода фазового детектора 4 на усилитель б посто нного тока. На выходе усилител  б посто нного тока сигнал, амплитуда которого определ етс  фазовым углом между напр жением на выходе преобразовател  2 и опорным напр жением с выхода генератора 1, поступает на вход двухпол рного компаратора 18 с регулируемыми порогами. Компаратор 18 работает с учетом обеих пол рностей сигнала, поступающего на его вход. При напр жении на входе компаратора 18, равном нулю, на его выходе формируетс  сигнал разрещени , поступающий на один из входов двухвходовой логической схемы 19 И, а на ДРУГОЙ вход подаетс  сигнал с выхода дискриминатора 12 (при наличии контролируемого издели  под преобразователем 2). В результате на выходе схемы 19 И формируетс  сигнал, поступающий на управл ющий вход ключа 15, замыка  его и подключа  цифровой индикатор 16 к выходу аналогоцифрового преобразовател  14. С помощью блока 13 производитс  измерение активного сопротивлени  регулируемого резистора Re -фазовращател  8, величина которого измен етс  пропорционально контролируемой электрической проводимости.

Если напр жение на выходах усилителей- органичителей 3 и 9 сдвинуты на угол, равный 90°, то на выходе фазового детектора 4 напр жение равно нулю. Поэтому на выходе компаратора 18 сформируетс  сигнал на разрешение измерени  активного сопротивлени  регулируемого резистора RC -фазовращател  8. Если же на выходах усилителей-ограничителей 3 и 9 напр жени  сдвинуты на угол, отличный от 90 , например больше

90

то дл  того, чтобы измерить активное сопрЬтивление регулируемого резистора RC -фазовращател  8, а значит и электрическую проводимость, издели , обусловившего этот сдвиг, необходимо с помощью RC-фазовращател  8 изменить фазовый сдвиг так,чтобы напр жение на выходе фазового детектора 4 стало равньт нулю. Этого можно достичь путем изменени  величины активного сопротивлени  регулируемого резистора RC-фазовращател  8.

Измерение удеЛьной электропроводност ,и производитс  следующим образом .

Преобразователь 2 устанавливаетс  на контролируегМое изделие. Стрелка индикатора 7 отклон етс . Изменением величины активного сопротивлени  регулируемого резистора ЯС-фазовращател  8 добиваютс , чтобы индикатор 7 показал нуль. В этом случае включаетс  цифровой индикатор 16, показани  которого проградуированы непосредственно в единицах электропроводности , , Измеритель может быть использован н дл  сортировки, когда не требуетс  измерение удельной электрической йроводимости, а необходимо знать ее отклонение от заданного значени , обусловленное нарушени ми технологического процесса, например режима термообработки. В этом случае настройка осуществл етс  на образце, изготовленном в соответствии с техйо логическим процессом, путем изменени сопротивлени  регулируемого фазрэращател  8 до тех пор, пока индикатор 7 не установитс  на нуль. При обнаружении деталей с отклонением по злек:тропроводности от номинальной величины стрелочный индикатор отклон етс  в ту илу иную сторону . Сигнал с выхода усилител  6 посто нного тока поступает на вход узла 17 сортировки, который в зависимости от пол рности сигнала рассортировывает контролируемые детали. В этом случае измерение электрической проводимости не производитс . Получение линейной зависимости между активным сопротивлением регулируемого фазовращател  и контролируемыми значени ми удельной электрической проводимости делает возможным применение цифровых индикаторов, чем достигаетс  высока  точность измерений за счет исключени  грубых промахов при считывании показаний по неоцифрованным отметкам индикаторов с нелинейными шкалами.

Claims (1)

1. ВИХРЕТОКОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий генератор переменного тока, подклю- , ченный к его выходу измерительный канал, включающий последовательно соединённые вихретоковый преобразователь, усилитель-ограничитель, фазовый детектор, ключ, усилитель постоянного тока и индикатор, включенный между генератором переменного тока и вторым входом фазового детектора опорный канал, состоящий из последовательно соединенных регулируемого RC-фазовращателя и усилителя-ограничителя, подключенный к выходу вихретокового преобразователя амплитудочувствительный канал наличия контролируемого изделия, включающий последовательно соединенные усилитель, детектор и дискриминатор, выходом подключенный к управляющему входу ключа, подключенные к выходу усилителя постоянного тока узел сортировки и последовательно соединенные двухполярный компаратор с регулируемыми порогами и схема И, другой вход которой соединен с выходом дискрими-tg натора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенными-к второму выходу RC-фазовращателя последовательно соединенными блоком измерения активного сопротивления, аналого-цифровым преобразователем, вторым ключом и цифровым индикатором а выход схемы И подключен к управляющему входу второго ключа.

   SU „„1067425