SU1068800A1 - Двухчастотный дефектоскоп (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоков й преобразователь с ниэкочас.тотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке , генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напр жени , подключенный к пороговому блоку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , он снабжен первым ключом, включе. между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно удвоителйи частоты, вторым ключом и масштё(бным преобразователем , включенными между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивгиощей обмоткой, соединенными последовательно компаратором. опорный вход которого подключен к источнику опорного напр жени  и первым формирователем строб-импульса , включенными между выходом низкочастотного генератора и входом упра-влени  первого ключа и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем строб-импульса , включенными между выходе генератора низкой частоты и управл ющим входом второго ключа. 2. Двухчастотный дефектоскоп, ссщержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генеi ратор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивсиоW ией обмотке, генератор высокой частоты , соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напр жени , подклю-, ченный к пороговому блоку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  -достоверности контрол , он снабжен вторымгенератором высо00 00 кой частоты, суммирующим усилителем, включенным между выходами генераторов высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, первым формирователем строб-импульса , включенным между выходом генера .тора низкой частоты и управл ющим входом первого генератора высокой частоты, и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем строб-импульса, включенными между выходом генератора низкой частоты и входом управлени  второго генератора высокой частоты, а оба генератора высокой часто.ты выполнены по схеме заторможенного возбуждени .

Description

Изобретение относитс  к методам нераэрушающего контрол  и может быть использовано дл  определени  дефектов в ферромагнитных материалах и издели х.

Известен двухчастот.ный дефектоскоп , содержащий генератор высокой частоты, низкочастотный генератор, две возбуждающие сбмотки вихрето-кового преобразовател  и соединенные последовательно измерительную обмотку, узкополосный резонансный усилитель и измерительную схему ClJНедостатком известного устройства  вл етс  неодинакова  чувствительность к дефектам различного типа , что снижает достоверность контрол .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  . двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного Напр жени , подключенный к пороговому блоку С2.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  по первому варианту выполнени  тем чтодвухчастотный дефектоскг-п, содержащий вихретоковый npeofразоватбль с низкочастотной и высокочас .тотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор кизкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке ,, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый бл.ок и индикатор, и источник опорного напр жени , подключенный к пороговому блоку, снабжен первым ключом включенным между генератором высоко частоты и высбкочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно удвоителем частоты, вторым ключом и масштабным преобразователем , включенными между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивакнцей обмоткой, соединенными, последопательно компаратором , опорный вход которого подключе к источнику опорного напр жени , и первым формирователем строб-импульса , включеннЕАии между выходом низкочастотного генератора и входом управлени  первого ключа, и соединенными последовательно фазовр.ащателем и BTopbiM формирователем сгробймпульса , включенными между выходом генератора низкой частоты и управл ющим входом второго ключа.

По второму варианту двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый . преобразователь с низкочастотной К-. высокочастотной намагничивающимр обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотк пороговый блок и индикатор, и источник or.jpHoro напр жени , подключенный к пороговому блоку, снабжен вторым генератором высокой частоты , суммирук цим усилителем, включенным между выходами генераторов высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, первым формирователем строб-импульса, включенным между выходом генератора низкой -частоты и управл ющем входом первого генератора высокой частоты,и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем стробимпульса , включенными между выходок генератора низкой частоты и входом управлени  второго генератора высок 4acTofbr, а оба генератора высокой ча .тоты выполнены по схеме заторможеннго возбуждени .

На фИг. 1 представлена блок-схем двухчастотного дефектоскопа по первому варианту исполнени ; на фиг.2блок-схема второго варианта двухчастотного дефектоскопа.

Двухчастотный дефектоскоп по первому варианту содержит вихретоковый преобразователь 1, на котором размещены низкочастотна  намагничивающа  обмотка 2, высокочастотна  намагничивающа  обмотка 3 и измерительна  обмотка 4, генератор 5 низкой частоты, выход которого подключен к низкочастотной намагничивак цей обмотке 2, соединенные последовательно генератор 6 высокой частоты и ключ 7, подключенные к высокочастотной намагничивающей обмотке 3, соединенные последовательно удвоитель 8 частоты, ключ 9 и масштабный преобразователь 10, включенные между выходом генератора 6 высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой 3, соединеные последовательно компаратор 11 и формирователь 12 строб-импульса, включенные между выходом генератора 5 низкой частоты и входом управлени  ключа 7, соединенные последовательно фазовращатель 13 и формирователь 14 строб-импульса, включенные между выходом генератора 5 низкой частоты и выходом управлени  ключа 9, соединенные последователь но избирательный усилитель 15, пор говый блок 16 и индикатор 17., подключенные к измерительной обмотке 4, и источник 18 опорного налр жен выходы которого подключены к компа тору 11 и пороговому блоку 16. Двухчастотный дефектоскоп по второму варианту содержит .вихретоковый преобразователь 19 (фиг.2) с низкочастотной намагничивающей обмоткой 20, высокочастотной намагничивающей обмоткой 21 и измери тельной обмоткой 22, генератор 23 низкой частоты, к выходу которого подключена низкочастотна  измерительна  обмотка 20, два генератора 24 и 25 высокой частоты, суммирующий усилитель 26, включенный между . выходами генераторов 24 и 25 высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой 21, формирователь 27 строб-импульса, включенный между выходом генератора 23 низкой частоты и входом управлени  генератора 24 высокой частоты, соединенные последовательно фазовращ :тель 28 и формирователь 29 стробимпульса , включенные между выходом генератора 23-низкой частоты и управл ющим входом генератора 25 высокой частоты, соединенные после довательно избирательный усилитель 30, подключенный к измерительной обмотке 22, пороговый блок 31, индикатор 32 и источник 33 опорного напр жени , подключенный к порогоБому блоку 31, Дефектоскоп по первому варианту работает следующим образом. Контролируемое ферромагнитное изделие (не показано}, помещенное в преобразователь 1 и наход щеес  с ним в электромагнитном взаимодействии , намагничиваетс  низкочастотным папем (например, 50 Гц, которое создаетс  генератором 5 низ кой частоты 3 и намагничивающей обмоткой 2 преобразовател  1. Его амплитуда 1800-8000 А/м достаточна дл  нелинейного перемагничивани  образца, вплоть до Состо ни  технического насыщени . Кроме того, на изделие кратковременно в различные моменты, перио дически , синхронно с частотой низко частотного поп  воздействуют двум  высокочастотными пол ми, частоты которых отличаютс  в 2 раза ((например , 100 и 200 кГц ), Эти пол  создаютс  генератором 6 высокой частоты А и удвоителем 8 частоты, синусоидальное напр жение с выхода КОТ01ЖЛХ соответственно 100 и 200 кГц) через ключи 7 и 9 поступают на высокочастотную намагничивающую обмотку 3 преобразов1ател  1 ., Причем, полем более низкой частоты (100 кГц ) воздействуют в моменты времени, лежащие в интервале от точки перехода низкочастотного пол  через ноль до момента, сортветствующего коэрцитивной силе на динамической кривой намагничивани . А полем более высокой частоты(200 моменты, когда мгновенные значени  низкочастотного пол  максимальны. Вьтбор требуемого момента воздействи  обеспечиваетс  применением двух задающих цепей. Одна из них состоит из компаратора 11 и формировател  12 строб-импульсов, друга  из фазовращател  13 1выполненного, например, посхеме интегрирующего усилител  / обеспечивающего 90 сдвиг, и формировател  14 строб-импульсов . Опорные напр жени  дл  этих цепей снимаютс  с второго выхода генератора 5 низкой частоты, а выходные импульсы напр жений небольшой длительности (не менее 200 мкс дл  указанных частот ) управл ют соответственно работой ключей 7 и 9. Изменением величины опорного напр жени  на управл ющем входе компаратора 11, которое снимаетс  с источника 18 опорных напр жений, можно регулировать и выбирать нужный момент воздействи . При этом в результате одновременного воздействи  сильного низкочастотного и слабого высокочастотного магнитных полей на выходе измерительной обмотки 4 преобразовател  1 формируетс  сложный спектр, содержащий различные компоненты низкочастотного и высокочастотного спектров. Так дл  воздействующих частот 50 Гц и 100 кГц в первый момент воздействи  высокочастотный спектр содержит первую (100 кГц), вторую (200 кГц), третью (300 кГи 1 и т.д. гармоники. ;&1Я частот 50 Гц и 200 кГц перва , втора , треть  и т.д. гармоники имеют соответственно 200, 400, 600 кГц и т.д. ЭДС, снимаема  с измерительной обмотки 4, усиливаетс  избирательным усилителем 15, имеющим частоту настройки высокочастотного пол  с более высокой частотой (200 кГц), Таким образом, дл  одного высокочастотного пол  (100 кГц и в момент его воздействи  с помощью избирательного усилител  анализ проводитс  во второй гармонике, дл  , другого же - (200 кГц) и в момент его воздействи  - по первой гармонике . Таким образом, совместный анализ, высокочастотного сигнала по различным компонентам его спектра обеспечивает вы вление продольных {по 1-й гармонике), поперечных (по четным гармоникам например, по 2-й)и промежуточных, в том числе локальных и объемных дефектов. Пороговый блок 16 в сочетании с источником 18

опорных напр жений и индикатором 17 позвол ет проводить разбраковку издели  на заданном уровне.

Дл  выравнивани  ( или задани  определенного соотношени  уровней сигналов, приведенных к выходу избирательного усилител  15 между ключом 9 и высокочастотной намагничивающей обмоткой 3 .включен масштабный преобразователь 10.

По второму варианту дефектоскоп работает следующим образом (фиг.2).

Контролируемое ферромагнитное изделие, помещенное в преобразователъ 19 и наход щеес  с ним в электромагнитном .вз аимодействии, намагничиваетс  низкочастотным полем (например , 50 Гц ), которое создаетс  генератором 23 низкой частоты и намагничивающей обмоткой 20 преобразовател  19. Его амплитуда (8008000 А/м) достаточна дл  нелинейного перемагничивани  образца, вплоть до состо ни  технического насыилени .

Кроме того, на изделие кратковременно , в различные моменты, периодически , синхронно с частотой низкочастотного пол  воздействуют двум  высокочастотными пол ми, частоты которых отличаютс  в 2 раза (например , 100 и 200 кГц). Эти пол  создаютс  генераторами 24 и 25 высокой частоты заторможенного возбуждени , напр жение а выхода которых (соответственно 100 и 200 кГц) через соответствующие входы суммирующего усилител  26 поступают на высокочастотную намагничивающую обггатку 21 преобразовател  19. Причем полем более низкой частоты (100 к .;) воздействуют в моменты времени перехода низкочастотного пол  через ноль, а полем более высокой частоты {,200 кГц) - в моменты, когда мгновенные значени  низкочастотного пол  максимальны.

Выбор требуемого момента воздействи  обеспечиваетс  применением двух задающих цепей. Одна из них

состоит из формировател  27 стробимпульсов , друга  - из Фазовращател  28, обеспечивающего 90 сдвиг ., и формировател  29 строб-импульсов. Опорные напр жени  дл  этих цепей

снимаютс  с второго выхода генератора 23 низкой частоты, а выходные импульсы--.напр жений небольшой длительности (не менее 200 мкс дл  указанных частот) управл ют соответственно работой генераторов 24 vi 25 высокой частоты заторможенного возбуждени , включа  их в работу на врем  прохождени  управл ющего импульса .

ЭДС снимаетс  с дифференциальной иэмер,-тельной обмотки 22, усиливаетс  избирательным усилителем 30, имеющим частоту настройки высокочастотного пол  с более высокой частотой (200 кГц ).

Следовательно, дл  одного высокочастотного пол  (100 кГц) и в момент его воздействи  с помощью изд бирательного усилител  анализ проводитс  по второй гармонике, дл  другого же (200 в момент его воздействи  - по первой гармонике.

Пороговый блок 31 в сочетании с источником 33 опорных напр жений и индикатором 32 позвол ет проводить разбраковку изделий на заданном уровне.

Дл  выравнивани  (или задани  определенного соотношени  ) уровней сигналов, приведенных к выходу избирательного усилител , суммирующий усилитель 26 имеет регулировку коэффициента усилени  по обоим каналам .

Таким образом, в пределах каждого низкочастотного цикла осуществл етс  контроль как по первой гармонике (контроль продольных дефектов), так и по второй гармонике (контроль поперечных, локальных и объемных дефектов).

Claims (2)

1. Двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен первым ключом, включеннь®* между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно удвоителем частоты, вторым ключом и-масшт&бным преобразователем, включенными между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно компаратором, опорный вход которого подключен к источнику опорного напряжения и первым формирователем строб-импульса, включенными между выходом низкочастотного генератора и входом управления первого ключа и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем строб-импульса, включенными между выходом, генератора низкой частоты и управляющим входом второго ключа.

2. Двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку, Ο Т Л И— ч а ю щ и й с я тем, что, с. целью повышения -достоверности контроля, он снабжен вторым генератором высокой частоты, суммирующим усилителем, включенным между выходами генераторов высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, первым формирователем строб-импульса, включенным между выходом генералтора низкой частоты и управляющим входом первого генератора высокой частоты, и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем строб-импульса, включенными между выходом генератора низкой частоты и входом управления второго генератора высокой частоты, а оба генератора высокой частоты выполнены по схеме заторможенного возбуждения.