SU1095061A1

SU1095061A1 - Simulator for eddy-current structuroscope

Info

Publication number: SU1095061A1
Application number: SU833544494A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Мужицкий; Вадим Леонидович Анохов; Илья Геннадьевич Леонов; Сергей Иванович Воропаев; Евгений Николаевич Герасимов; Евгений Эммануилович Палеес; Александр Михайлович Щеглов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1984-05-30

Abstract

ИМИТАТОР К ВИХРЕТОКОВОМУ СТРУКТУРОСКОПУ, содержащий излучающую катушку и блок управлени , о тличающийс тем, что, с целью расширени метрологических возможностей , он снабжен включенным меж . B ;n frду блоком управлени и излучающей катушкой преобразователем, реализующим функцию с 8Ь1Х ТОК на выходе функционального преобразовател -, напр жение на входе функционального преобразовател ; UI - кругова частота синусот идальных колебаний, t - врем i КTHE IMITATOR TO THE VORTEX CURRENT STRUCTURE, containing the radiating coil and the control unit, characterized in that, in order to expand the metrological capabilities, it is equipped with interconnected. B; n fr a control unit and a radiating coil converter, realizing the function of an S1–1 CURRENT at the output of the functional converter — the voltage at the input of the functional converter; UI is the circular frequency of the sinus of ideal oscillations, t is the time i K

Description

дЭDE

слcl

о сгabout sg

УЬ, / Изобретение относитс к неразру .шaющe fy контролю и может быть использовано как метрологическое сред ство дл проверки работоспособности , калибровки и поверки вихретоковых структуроскопов, основанных на методе высших гармоник, в которых обработка информации об измер емом параметре ведетс по амплитуде и фа зе первой гармоники и амплитудам высших гармоник. Известен имитатор к вихретоковому структуроскопу, содержащий излучающую катушку и блок управлени . Последний содержит генератор высоко частоты, фазовращатель, амплитудньй и фазовый модул торы, формирователь закона амплитудной модул ции, синхронизатор , формирователь закона фазовой модул ции С 1 3. С помощью такого имитатора провер етс работоспособность прибора, основанного на анализе амплитуды и фазы первой гармоники, наведенной в измерительной обмотке преобразовател , поэтому его нельз использо вать дл проверки работоспособности вихретоковых структуроскопов, основанных на анализе амплитуд высших гармоник. Как известно, по вление высших гармоник в спектре ЭДС преобразовател структуроскопа обус ловлено нелинейной зависимостью маг нитной проницаемости от напр женнос ти магнитного пол . Отсутствие сред поверки вихретоковых структуроскопов , имитирующих нелинейные свойства ферромагнитных изделий, затрудн ет внедрение приборов в промышленность , не позвол ет создать единую систему метрологического обеспечени Цель изобретени - расширение ме рологических возможностей имитатора Указанна цель достигаетс тем, что имитатор к вихретоковому структ роскопу, содержащий излучающую катушку и блок управлени , снабжен включенным между блоком управлени и излучающей катушкой преобразовате лем, реализующим функцию ос вь. где 8ых выходе функционального преобразовател ; напр жение на входе функционального преобразоватеи;- кругова частота синусоидальных колебаний; t - врем ; K (2n + l) гармоники при п О, 1,2, 1 J, . . ., а - коэффициент пропорциональности . На фиг. 1 изображена структурна схема имитатора к вихретоковому структуроскопу; на фиг. 2 - имитатор во взаимодействии с вихретоковым струкTypocKonoMj на фиг. 3 - схема преобразовател . Имитатор содержит излучающую катушку 1, последовательно соединенные преобразователь 2 и блок 3 управлени , вход преобразовател 2 подключен к выходу излучающей катушки 1. Блок 3 управлени подключаетс к выходу усилител 4 мощности структуроскопа 5, причем вход усилител 4 мощности соединен с генератором 6. Излучающа катушка 1 имитатора вставл етс в проходной преобразователь 7 (или устанавливаетс на преобразователь в случае применени преобразовател накладного типа), в результате чего оказываетс индуктивно св занной с измерительной обмоткой 8 преобразовател , обмотка 9 возбуждени которого соединена с выходом усилител 4 мощности. Устройство работает следующим образом . Сигнал снимаемый с измеоительной обмотки 8 проходного преобразовател 7, предварительно компенсируетс , после чего блок 3 управлени подключаетс к усилителю 4 мощности, а излучающа катушка 1 вводитс в проходной преобразователь 7. При этом синусоидальное напр жение с выхода генератора 6 усиливаетс усилителем 4 мощности и подаетс на блок 3 управлени , вьшолненный, например , в виде делител напр жени и ocyщecfвл ющий регулировку амплитуды синусоидального сигнала, который затем поступает на преобразователь 2. Включение нелинейного элемента приводит к искажению формы тока, протекающего по излучающей катушке 1, в результате чего в его составе и в составе наведенной в измерительной обмотке 8 ЭДС по вл етс спектр гармонических составл ющих . Дл имитации необходимо, чтобы спектр наведенной ЭДС был идентичен спектру издели . Это условие может быть выполнено с помощью преобразовател , в котором реализована функци 8ых-: /к вх5 - В схеме преобразовател (фиг. 3) в качестве нелинейного элемента используетс , например, усилитель на транзисторе V с установленным . уровнем отсечки ре-зисторами R, R, Rj так, что он работает в нелинейном режиме. В этом случае в спектре тока, протекающего по излучающей катушке 1 имитатора, а следовательно , в составе наведенной ЭДС проходного преобразовател 7 по вл ютс нечетные гармоники, адекватные ферромагнитному образцу, причем их уровень определ етс амплитудой сигнала, поступающего с выхода усилител 4 мощности и блока 3 управлени . С ростом амплитуды сигнала уровень гармоник возрастает. Проверка работоспособности струк туроскопа с помощью предлагаемого имитатора осуществл етс следующим образом. Имитатор подключают к выходу уси лител 4 мощности, предварительно выставив необходимый ток в возбужI OCThe invention relates to the inequality spanning control and can be used as a metrological instrument for checking the operability, calibration and verification of eddy current struktroskopov based on the method of higher harmonics, in which the processing of information about the measured parameter is carried out by amplitude and phase first harmonics and amplitudes of higher harmonics. A simulator for an eddy-current structuroscope is known, comprising a radiating coil and a control unit. The latter contains a high frequency generator, a phase shifter, amplitude and phase modulators, a shaper of the amplitude modulation law, a synchronizer, a shaper of the phase modulation law C 1 3. Using such a simulator, the operability of the device based on the amplitude and phase analysis of the first harmonic induced in the measuring winding of the transducer, therefore, it cannot be used to verify the operability of eddy current struc- troscopes, based on the analysis of the amplitudes of higher harmonics. As is known, the appearance of higher harmonics in the emf spectrum of a transformuroscope transducer is caused by the nonlinear dependence of the magnetic permeability on the strength of the magnetic field. The absence of verification environments for eddy current struktroskopov, imitating the nonlinear properties of ferromagnetic products, makes it difficult to implement devices in the industry, does not allow to create a unified system of metrological support. The purpose of the invention is to expand the meritorological capabilities of the simulator. and the control unit is equipped with a converter connected between the control unit and the radiating coil that implements the function of the axis. where the 8th output of the functional converter; voltage at the input of the functional transform; - circular frequency of sinusoidal oscillations; t is time; K (2n + l) harmonics with n О, 1,2, 1 J,. . ., and - proportionality factor. FIG. 1 shows a structural diagram of a simulator to an eddy-current structuroscope; in fig. 2 is a simulator in conjunction with the eddy-current TypocKonoMj structure in FIG. 3 - converter circuit. The simulator contains an emitting coil 1, serially connected transducer 2 and control unit 3, the input of transducer 2 is connected to the output of emitting coil 1. Control unit 3 is connected to the output of power amplifier 4 of the struktroscope 5, and the input of power amplifier 4 is connected to generator 6. Emitting coil 1 the simulator is inserted into the pass-through transducer 7 (or installed on the transducer in the case of using a surface-mounted transducer), resulting in an inductively coupled measuring winding transducer 8, excitation coil 9 whose output is connected to a power amplifier 4. The device works as follows. The signal taken from the measuring winding 8 of the pass-through converter 7 is pre-compensated, after which the control unit 3 is connected to the power amplifier 4, and the radiating coil 1 is introduced into the pass-through converter 7. The sinusoidal voltage from the output of the generator 6 is amplified by the power amplifier 4 and fed to control unit 3, made, for example, in the form of a voltage divider, and adjusting the amplitude of the sinusoidal signal, which is then fed to the converter 2. Switching on the nonlinear element that distorts the current waveform flowing in the radiating coil 1, whereby in its composition and in structure induced in the measuring winding 8 on the emf is a spectrum of harmonic components. For imitation, it is necessary that the spectrum of the induced emf is identical to the spectrum of the product. This condition can be fulfilled with the help of a converter in which the function 8x-: / to I5 is implemented. In the converter circuit (Fig. 3), for example, an amplifier with a V transistor is used as a nonlinear element. the cutoff level of the R, R, Rj resistors so that it operates in a nonlinear mode. In this case, in the spectrum of the current flowing through the radiating coil 1 of the simulator, and therefore, in the induced emf of the transducer 7, odd harmonics appear, adequate to the ferromagnetic sample, and their level is determined by the amplitude of the signal coming from the amplifier 4 power output and the block 3 controls With increasing signal amplitude, the harmonic level increases. The testing of the structural performance of the microscope using the proposed simulator is carried out as follows. The simulator is connected to the output of the power amplifier 4, having previously set the required current in the excitation OC

fPu.2 дающей обмотке 9 проходного преобразовател 7. Провод т компенсацию ЭДС, наведенной в измерительной обмотке 8 проходного преобразовател 7, затем помещают катушку 1 имитатора в проходной преобразователь 7. За счет дополнительного пол имитатора в измерительной обмотке 8 проходного преобразовател 7 структуроскопа возникает дополнительна ЭДС как первой, так и высших гармоник в том числе третьей, п той. В режиме работы структуроскопа по первой гармонике провер ют работоспособность прибора, враща фазовращатель на 360 (не показан). В режиме работы структуроскопа по высшим гармоникам при заданном токе возбуждени производ т компенсацию ЭДС третьей, п той и других гармоник на выходе измерительного канала (не показан). Затем с помощью блока 3 управлени , измен амплитуду тока, подаваемого в излучающую катушку 1 имитатора, провер етс работоспособность структуроскопа . Использование изобретени позвол ет расширить метрологические свойства имитаторов и воспроизводить ферромагнитные свойства изделий, следовательно, отказатьс от стандартных образцов.fPu.2 giving the winding 9 of the pass-through converter 7. Carrying out the emf induced in the measuring winding 8 of the pass-through converter 7, then placing the simulator coil 1 in the pass-through converter 7. Due to the additional floor of the simulator in the measuring winding 8 of the pass-through converter 7 of the struktroscope, an additional EMF occurs both the first and higher harmonics including the third, p one. In the struktruskop mode of operation, the first harmonic is used to check the device operability by rotating the phase shifter through 360 (not shown). In the struktruskop mode of operation, by harmonics at a given excitation current, the emf of the third, fifth, and other harmonics at the output of the measuring channel (not shown) is compensated. Then, using the control unit 3, by changing the amplitude of the current supplied to the radiating coil 1 of the simulator, the operability of the structuroscope is checked. The use of the invention allows to expand the metrological properties of simulators and reproduce the ferromagnetic properties of products, therefore, to refuse from standard samples.

rr

WiWi

5five

XX

.3.3

Claims

SIMULATOR TO A VORTEX-STRUCTUROSCOPE containing a radiating coil and a control unit, characterized in that, in order to expand metrological capabilities, it is equipped with a converter connected between the control unit and the radiating coil, which implements the function o <

1 <= l where 7 _{gb | X} ~ current at the output of the functional converter ·, (J _Bx - voltage at the input of the functional converter;

lu is the circular frequency of the sines of idal oscillations ·, t is time;

K = | 2n + 1) - harmonics at η = 0, 1,

2 3

- proportionality coefficient '' of Fig. /