SU1170339A1

SU1170339A1 - Method of eddy current check of ferromagnetic metal objects

Info

Publication number: SU1170339A1
Application number: SU833636545A
Authority: SU
Inventors: Юрий Кириллович Федосенко
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1983-08-25
Filing date: 1983-08-25
Publication date: 1985-07-30

Abstract

СПОСОБ ВИХГЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЖЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, основанный на возбуждении с помощью вихретокового преобразовател в объекте контрол вихревых токов на трех фиксированных частотах, измерении амплитуды или действительной и мнимой составл ющих сигнала на каждой из частот и совместном анализе п ти сигналов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и расширени диапазона измерений одновременно трех параметров-, кажда из частот выбираетс из услови л 5-000 f г ; TRV 0,5 4.5 . TTRVoftti fl iZ6 f. FRV,|tt6 где P - радиус преобразовател , ц - номинальна магнитна проницаемость , (с, - номинальна удельна электрическа проводимость металла объекта, (Л f f { - частоты тока возбуждени , Х ч /. ТГ 4П- Tt/lU Г/М Mg 4jr-10 и по измеренному значению амплитуды а с сигнала на первой частоте наход т величину зазора, по отношению действительной и мнююй составл ющих сигнала на второй и третьей часто тах с учетом найденного значени О 00 DO СО зазора наход т величину начальной магнитной проницаемости, а по найденным значени м начальной магнитной проницаемости, зазора и измеренной величине отношени действительной и мнимой составл ющих на второй частоте определ ют удельную проводимость .THE METHOD OF VHGETOK CONTROL OF FERROMAGNETIC METALLIC OBJECTS, based on the excitation using a eddy current transducer in the object of control eddy currents at three fixed frequencies, measuring the amplitude or the real and imaginary components of the signal at each frequency and the same component and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time and at the same time will not be the same component, the same time and the mainframe, and the same component and at the same time and at the same time and at the same time will not be able to do it. the purpose of increasing the accuracy and expanding the measurement range of three parameters simultaneously; each of the frequencies is selected from the condition of 5-000 fg; TRV 0.5 4.5. TTRVoftti fl iZ6 f. FRV, | tt6 where P is the transducer radius, c is the nominal magnetic permeability, (s, is the nominal specific electrical conductivity of the metal of the object, (L ff {are the frequencies of the excitation current, X h /. TG 4P-Tt / l U G / M Mg 4jr-10 and the measured value of the amplitude a from the signal at the first frequency determines the size of the gap, the actual initial magnetic permeability, and the value of the initial magnetic permeability, and the value of the initial magnetic permeability, on the found values of the initial magnetic permeability and clearance and the measured value of the ratio of the real and imaginary components at a second frequency determined conductivity.

Description

1 Изобретение относитс к неразрушающему контролю качества металлических объектов. Целью изобретени вл етс повыше ние точности и расширение диапазона измерений одновременно трех параметров . На фиг.1 представлено устройство дл реализации способа, на фиг.2 расположение вихретокового преобразовател относительно контролируемого объекта. Устройство состоит из трех генераторов 1,2 и 3 гармонических колебаний , вихретокового преобразовател 4, трех резонансных усилителей 5, 6 и 7, амплитудного детектора 8 и четъфех синхронных детекторов 9-12, коммутатора 13, аналого-цифрового преобразовател (АЦП) 14, блока 15 ввода-вывода, центрального процессора 16, блока 17 пам ти, цифропечатанлцего блока или цифрового индика тора 18. Способ с помощью устройства осуществл етс следующим образом. Синусоидальный ток на трех частотах f , ,, f. поступает с генераторов 1,2 и 3 на вихретоковый преобразователь 4, расположенньй на рассто НИИ f) от контролируемого объекта 1 С помощью преобразовател 4 в объекте 19 с начальной магнитной проницаемостью ju. и удельной электрической проводимостью 6 возбуждаютс вихревые токи на частотах f, 2 fy Выходной трехчастотный сигнал преобразовател зависит одновременно от зазора 1) , магнитной проницаемости (U и удельной электрической проводимоети 6 . Если выбрать первую частоту достаточно большей величины из услови , то сигнал на первой частоте в основном будет зависеть только от зазора h. Эта зависимость будет близка к экспоненциальной , а обратна функци близка к логарифмической. Така функци построена на основе численного анализа точных функциональных зависимостей выходного напр жени преобразова тел и имеет вид 1i i- -0,383 + 39 частоте , U - амплитуда начального сигнала (вдали от металла на частоте {,/i{,«Rf25rf JUQ( - обобщенный параметр на частоте ( при |U.1, Если выбрать вторую частоту из услови 0, 5 или г , f,O , FRVe -6 2 ,|u6 третью частоту из услови 5 /Jj 20 18 ,f , 128 ч -57 использовать IRijU.ojU.& 2 ypi найденное значение зазора Ь , удаетс разделить информацию на две части, одна из которой определ етс значением начальной магнитной проницае-. мости (U , а друга зависит от /ц- и d . Дл такого разделени необходимо измерить действительную и мнимую составл ющие сигналов и , и. , найти отношение этих составл ющих на каждой частоте и построить обратные зависимости контролируемых параметров от параметров измер емых сигналов. Эти зависимости имеют вид ,21 ехрГО.) -(2) F 1 1 i 0,.(И 6 ft ( Ui... U,5 U, - значени дейUj Ujf 1 ствительной и мнимой составл ющих сигнала на частоте U, Uj - то же на частоте fj. Значение удельной зле,ктрической проводимости наход т по формуле (3) с учетом найденного значени начальной магнитной проницаемости (л-, определ емой по формуле (2). Разделив сигнал преобразовател на три частотные составл ющие с помощью резонансных усилителей 5, 6 и 7, выдел ют на первой частоте амплитуду сигнала с помощью амплитудного детектора 8, действительную и мнимую .составл ющие на второй и третьей частотах с помощью синхронных детекторов 9, 10, Величины полученных п ти составл ющих сигналов Uc перевод т в цифровой код, использу коммутатор 13, и АЦП 14, Зна значе ни и - Uj. производ т расчет h, |iu. , 6 по формулам (1) - (3) с помощью центрального процессора 16, блока 17 пам ти и блока 15 ввода-вывода, Полученные значени искомых парамет ров вывод т либо на цифровой индика тор, либо на дисплей, либо на цифро печатающее устройство. При расчете параметра ti по формуле (1) учитываютс ориентировочные значени jU, 6, известные из различных справочных данных. Затем по формулам (2) и (3) наход т их более точные 94 И , после чего уточн ют параметр Ь, На втором шаге наход т окончательные значени jn- к ё При условии одновременного изменени всех трех параметров в широких пределах их значений способ позвол ет снизить погрещность измерени искомых переменных в несколько дес тков раз. На основе предлагаемого способа можно создавать унифицированные автоматические базовые установки многоцелевого назначени и снизить номенклатуру контрольно-измерительных средств, повысить их серийность иконкурентноспособность .1 The invention relates to non-destructive quality control of metal objects. The aim of the invention is to increase the accuracy and expansion of the measurement range of three parameters simultaneously. Figure 1 shows a device for implementing the method, figure 2 shows the location of the eddy current transducer relative to the object being monitored. The device consists of three generators 1,2 and 3 harmonic oscillations, eddy current transducer 4, three resonant amplifiers 5, 6 and 7, amplitude detector 8 and four synchronous detectors 9-12, switch 13, analog-digital converter (ADC) 14, block 15 I / O, central processor 16, memory block 17, digital printing unit or digital indicator 18. The method of using the device is as follows. Sinusoidal current at three frequencies f ,, ,, f. comes from generators 1, 2 and 3 to the eddy current transducer 4, located at a distance of scientific research institute f) from the object under test 1 With the help of converter 4 in object 19 with initial magnetic permeability ju. and electrical conductivity 6, eddy currents are excited at frequencies f, 2 fy. The output three-frequency signal of the converter depends simultaneously on the gap 1), magnetic permeability (U and specific electrical conductivity 6.) If you choose a first frequency of a sufficiently large value from the condition, then the signal at the first frequency will mainly depend only on the gap h. This dependence will be close to exponential, and the inverse function will be close to the logarithmic one. This function is based on the numerical analysis of the exact functions The ionic dependences of the output voltage of the transducer are of the form 1i i- –0.383 + 39 frequency, U is the amplitude of the initial signal (away from the metal at the frequency {, / i {, “Rf25rf JUQ (is the generalized parameter at the frequency (with | U. 1, If you select the second frequency from the condition 0, 5 or g, f, O, FRVe -6 2, | u6 the third frequency from the condition 5 / Jj 20 18, f, 128 h -57, use IRijU.ojU. & 2 ypi the found value of the gap b is able to divide the information into two parts, one of which is determined by the value of the initial magnetic permeability. (U, and the other depends on / c- and d. For such a separation, it is necessary to measure the real and imaginary components of the signals and, and., find the ratio of these components at each frequency and construct the inverse dependencies of the monitored parameters on the parameters of the measured signals. These dependences have the form, 21 exrGO.) - (2) F 1 1 i 0,. (And 6 ft (Ui ... U, 5 U, are the values of the actual and imaginary components of the signal at the frequency U, Uj - the same at the frequency fj. The value of the specific evil, the critical conductivity is found by the formula (3) taking into account the found value of the initial magnetic permeability (L-, defined by the formula (2). By dividing the signal of the converter into three frequency components using resonant amplifiers 5, 6 and 7, the amplitude of the signal is amplified by the amplitude detector 8, real and imaginary at the first frequency. the components at the second and third frequencies using synchronous detectors 9, 10, the magnitudes of the five components of the signals Uc are converted into a digital code using a switch 13, and the ADC 14, the Significance and - Uj. calculate h, | iu. , 6 by formulas (1) - (3) using the central processor 16, memory block 17 and input / output unit 15, The obtained values of the desired parameters are output either to a digital indicator, or to a display, or to a digital printing device . When calculating the parameter ti by the formula (1), indicative values jU, 6, known from various reference data, are taken into account. Then, using the formulas (2) and (3), they are found to be more accurate 94 AND, after which the parameter b is refined. In the second step, the final values of jn-to e are found. Provided that all three parameters are simultaneously changed over a wide range of their values, the method allows It is necessary to reduce the measurement error of the desired variables by several tens of times. On the basis of the proposed method, it is possible to create unified automatic basic settings for multi-purpose and reduce the range of instrumentation, increase their seriality and competitiveness.

Claims

METHOD OF VORTEX CON-. TROLA OF FERROMAGNETIC METAL OBJECTS, based on the excitation of eddy currents at three fixed frequencies using an eddy current transducer in an object for monitoring, amplitude or real and imaginary components of the signal at each frequency and a joint analysis of five signals, characterized in that, in order to improve accuracy and expanding the measurement range of three parameters at the same time, each frequency is selected from the condition

Fooo

0.5

4,5

TTRVo / ti where Ρ is the radius of the transducer, μ is the nominal magnetic permeability, έ is the nominal electrical conductivity of the metal of the object, ί is the frequency of the excitation current,

M _e = 4 ίΓ · 10 ⁷ G / M and the gap value is found from the measured signal amplitude at the first frequency, the initial magnetic permeability is found from the real and imaginary components of the signal at the second and third frequencies, taking into account the found gap value, and the values of the initial magnetic permeability, the gap and the measured value of the ratio of the real and imaginary components at the second frequency determine the specific conductivity.

1 1170339

0)