SU1416905A1

SU1416905A1 - Pulsed electromagnetic-acoustic flaw detector

Info

Publication number: SU1416905A1
Application number: SU864105453A
Authority: SU
Inventors: Владимир Геннадьевич Успенский
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1988-08-15

Abstract

Изобретение относитс к области; неразрушающего контрол и может быть использовано дл дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов. Целью изобретени вл етс повышение производительности контрол и снижение потребл емой мощности за счет исключени потерь энергии на гас щем резисторе обмотки и увеличени частоты следовани и длительности импульсов , дл чего блок 4 питани выполнен двупол рным, состо щим из источников положительного и отрицательного напр жений, и подключен к генератору 5 видеоимпульсов через второй и третий электронные ключи 10,11, управл емые синхронизатором 1. Первый электронный ключ выполнен двунаправленным и подключен к обмотке 9 преобразовател . 1 ил. i СОThe invention relates to the field; non-destructive testing and can be used for flaw detection of products made of ferromagnetic materials. The aim of the invention is to increase the monitoring performance and reduce power consumption by eliminating energy losses in the damping winding resistor and increasing the frequency and duration of pulses, for which the power supply unit 4 is made bipolar, consisting of positive and negative voltage sources, and connected to the generator 5 video pulses through the second and third electronic keys 10,11, controlled by synchronizer 1. The first electronic key is bi-directional and connected to the winding 9 conversion calling person 1 il. i WITH

Description

«"

f «с-Aijf "s-Aij

О)ABOUT)

со оwith about

СПSP

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов.The invention relates to non-destructive testing and can be used for flaw detection of products made of ferromagnetic materials.

Целью изобретени вл етс повышение производительности контрол и снижение потребл емой мощности за счет исключени потерь энергии на гас щем резисторе обмотки и увеличени частоты следовани и длительности импульсов.The aim of the invention is to increase the monitoring performance and decrease the power consumption by eliminating energy losses on the damping winding resistor and increasing the frequency and duration of pulses.

Блок-схема дефектоскопа приведена на чертеже.The block diagram of the flaw detector is shown in the drawing.

Импульсный электромагнитно-акустический дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, блок 2 задержки и блок 3 обработки сигнала, блок 4 питани , выполнен ньй двухпол рным, состо щим из двух электрически св занных источниковThe pulse electromagnetic acoustic flaw detector contains a synchronizer 1 connected in series, a delay unit 2 and a signal processing unit 3, a power supply unit 4, made of two-polar, consisting of two electrically connected sources

положительного и отрицательного напр жений , последовательно соединенных генератора 5 видеоимпульсoBj Ьлектронного шюча 6, вьшолненного двунаправленным и управл емым входом подключенного к выходу блока 2 задержки, преобразователь 7 с сердечником 8 и обмоткой 9, подключенной к выходу электронного ключа 6, второpositive and negative voltages connected in series to the generator 5 video pulse Bj of the electronic cable 6, performed by a bidirectional and controlled input connected to the output of the delay unit 2, the converter 7 with the core 8 and the winding 9 connected to the output of the electronic switch 6,

10и третий 11 электронный ключи, входами подключенные к выходам источников положительного и отрицательного напр жений блока 4 питани , управл ющими входами - к второму и третьему выходам синхронизатора 1, а выходами - к входу генератора 5 видеоимпульсов .10 and the third 11 electronic keys, inputs connected to the outputs of the sources of positive and negative voltages of the power supply unit 4, the control inputs to the second and third outputs of the synchronizer 1, and the outputs to the input of the generator 5 video pulses.

.Дефектоскоп работает следующим образом.The flaw detector works as follows.

Синхронизатор 1 вырабатьюает синхроимпульсы , которые поступают в блок 2 задержк-и. С двух других выходов синхронизатора 1 две.последовательности синхроимпульсов, с частотой- следовани в 2 раза меньше основной и сдвинутые друг относительно друга на период основной частоты, подаютс на управл кнцие входы ключей 10 и 11. Блок 4 питани состоит из двух источников - источника положительного напр жени и источника отрицательного напр жени с общей регулировкой по амплитуде в ыходных напр жений, что обеспечивает равенство амплитуд по модулю при любом положении регул тора . Через управл емые ключи 10,Synchronizer 1 generates sync pulses that arrive in block 2 delay. From the other two outputs of synchronizer 1, two. Sequences of clock pulses, with a frequency of 2 times smaller than the main one and shifted relative to each other for the period of the main frequency, are fed to the control inputs of keys 10 and 11. Power supply unit 4 consists of two sources - a source of positive voltage and source of negative voltage with a common adjustment in amplitude at the output voltages, which ensures the equality of the amplitudes of the module at any position of the regulator. Via controllable keys 10,

11источники положительного и отри- цательного напр жени попеременно подклю(чаютс к генератору 5 видеоим011 sources of positive and negative voltage alternately connect to the generator 5 video 0

5five

00

5five

00

пульсов, состо щему из искусственной формирующей линии 12, вьпюлненной короткозамкнутой, и накопительного конденсатора 13..pulses, consisting of an artificial forming line 12, a closed-loop short-circuited, and a storage capacitor 13 ..

Примем за исходный момент прихода синхроимпульса с второго выхода синхронизатора 1 на управл емьй вход второго электронного ключа 10, который при этом открьтаетс и зар жает накопительный конденсатор 13 положительным напр жением, амплитуда которого зависит от положени регул тора блока 4 питани . С первого выхода блока 2 задержки синхроимпульс, задержанный на врем , необ7 одимое дл зар да накопительного конденсатора 13, переводит первый электронный (двунаправленньй) ключ 6 в провод щее состо ние и в обмотке 9 электромагнита формируетс импульс тока с плоской верщиной, а в поверхностном слое контролируемого образца - импульсы магнитного пол , повтор ющие форму импульса тока. Синхроимпульсы с второго выхода блока 2 задержки, задержанные на врем , необходимое дл зар да накопительной емкости 13, и врем достижени током, протекающим по обмотке 9 электромагнита, амплитудного значени , т.е. длительности фронта Импульса тока подмагничивани , подаютс на вход блока 3 обработки сигнала.Let us take the starting moment of the arrival of the sync pulse from the second output of the synchronizer 1 to the control input of the second electronic switch 10, which at the same time opens and charges the storage capacitor 13 with a positive voltage, the amplitude of which depends on the position of the regulator of the power supply unit 4. From the first output of the delay unit 2, the sync pulse delayed by the time necessary for charging the storage capacitor 13 transfers the first electronic (bidirectional) switch 6 to conductive state and a flat current pulse is generated in the winding 9 of the electromagnet and in the surface layer sample under test — magnetic field pulses that follow the current pulse shape. The clock pulses from the second output of the block 2 are delayed by the time required for charging the storage capacitor 13 and the time to reach the current flowing through the winding 9 of the electromagnet, the amplitude value, i.e. the duration of the front of the bias current pulse is fed to the input of the signal processing unit 3.

Блок обработки сигнала состоит из последовательно соединенных генератора 14 зондирующих импульсов, усилител 15 и индикатора 16 и генератора 17 развертки, выходом подключенного к второму входу индикатора 16, причем входы генератора 14 зондирующих импульсов и генератора 17 развертки подключены к первому выходу блока 2 задержки.The signal processing unit consists of serially connected generator 14 probe pulses, amplifier 15 and indicator 16 and sweep generator 17, the output connected to the second input of indicator 16, with inputs of probe probe generator 14 and scanner generator 17 connected to the first output of delay unit 2.

Длительность плоского участка импульса тока подмагничивани определ етс временем, необходимым дл излучени и приема информативных сигналов . В случае, когда врем прихода . эхо или прощедщего импульса заранее 0 известно, как это бывает при зеркально-теневом или теневом вариантах, целесообразно формировать отдельно импульсы магнитного пол дл излучени и приема. Длительность плоского 5 участка в этом случае определ етс временем, необходимым дл излучени или приема сигнала.The duration of the flat portion of the bias current pulse is determined by the time required to emit and receive informative signals. In the case where the time of arrival. An echo or an exciter pulse is known in advance. As is the case with mirror-shadow or shadow variants, it is advisable to form separately magnetic field pulses for radiation and reception. The duration of the flat 5 section in this case is determined by the time required for the emission or reception of the signal.

Зондирующий импульс (радиоимпульс с частотой заполнени 0,5-5 МГц илиSounding pulse (radio pulse with a frequency of 0.5-5 MHz or

5five

00

5five

3131

видеоимпульс длительностью 0,2-2 икс с выхода генератора 14 зондирующих импульсов подаетс на высокочастотную катушку 18 преобразовател . В результате взаимодействи наведенных в контролируемом изделии квазипосто- иного (электромагнитом) и высокочастотного (высокочастотной катушкой ) полей в контролируемом изделии возникает, импульс ультразвуковых колебаний . При наличии в изделии отражателей и тульс ультразвуковьк колебаний , отразившись от отражател , принимаетс высокочастотной катушкой и подаетс на усилитель 15. Усиленный и продетектированный в усилителе 15 отраженный импульс подаетс на индикатор 16 дл индикации. В это врем на другой вход индикатора 16 с выхода генератора 17 развертки подаетс пилообразное напр жение развертки .a video pulse with a duration of 0.2–2 X from the output of the generator 14 of the probe pulses is fed to the high-frequency coil 18 of the converter. As a result of the interaction of the quasi-constant (electromagnet) and high-frequency (high-frequency coil) fields induced in the controlled product, a pulse of ultrasonic oscillation arises in the controlled product. If there are reflectors in the product and a pulse of ultrasonic vibrations reflected from the reflector, it is received by a high-frequency coil and fed to amplifier 15. The amplified pulse detected in the amplifier 15 reflects the pulse to the indicator 16 for indication. At this time, a sawtooth voltage sweep is applied to the other input of the indicator 16 from the output of the sweep generator 17.

Формирование импульса магнитного пол происходит следующим образом. В момент прихода импульса на управл ющий вход двунаправленного ключа 6, в качестве которого можно применить, например, семистор, двунаправленньй ключ открываетс и формирующа лини 12 формирует в обмотке 9 электромагнита импульс тока с плоской вершиной в сердечнике 8 электромагнита создаетс магнитный поток, который замыкаетс через изделие, часть энергии, запасенной в накопительном конденсаторе 13, затрачиваетс при этом на намагничивание поверхностного сло контролируемого издели , расположенного между полюсами сердечника 8 электромагнита, оставша с часть энегии , котора в классической формирующей линии, нагруженной на активное сопротивление, равное волновому, ранее бесполезно рассеивалась на этом .сопротивлении, отражаетс от корот- козамкнутого конца линии, при этом происходит изменение фазы на U . Когда амплитуда пр мого тока падает до величины, меньшей тока удержани , в семисторе начинаетс процесс восстановлени высокого сопротивлени . Обратна волна напр жени , отразившис от короткозамкнутого конца формирующей линии и распростран сь в обратном направлении, способствует более быстрому рассасыванию зар дов во внутренних област х семистора, что сокращает длительность процесса вос The formation of a magnetic field pulse occurs as follows. At the moment of arrival of the impulse to the control input of the bidirectional switch 6, for which you can use, for example, a sevenistor, the bidirectional switch opens and the forming line 12 forms a current pulse with a flat top in the electromagnet winding 9 in the core 8 of the electromagnet which creates a magnetic flux, which is closed the product, part of the energy stored in the storage capacitor 13, is spent on the magnetization of the surface layer of the controlled product, located between the poles of the core 8 electr a magnet, the remaining part of energy all the way which is in classical forming line loaded on resistance equal to the wave previously useless dissipated in this .soprotivlenii, reflected from short coclosed end line, thus there is a phase change in U. When the amplitude of the direct current drops to a value less than the holding current, a high resistance recovery process begins in the twistor. The reverse voltage wave, reflecting from the short-circuited end of the forming line and propagating in the opposite direction, contributes to a more rapid dissipation of charges in the inner regions of the sevenistor, which reduces the duration of the process

становлени сем- стором высокого сопротивлени . При этом в структуре ceMTiCTopa возникает обратный ток и отраженна часть волны напр жен1« зар жает накопительный конденсатор 13, причем пол рность зар да емкости отрицательна , С. третьего выхода синхронизатора 1 си-нхроимпульс подаQ етс на управл ющий вход третьегоbecoming a high resistance generator. In this case, a reverse current occurs in the ceMTiCTopa structure and the reflected part of the wave voltage 1 ″ charges the storage capacitor 13, the polarity of the capacitance charging is negative, C. the third output of the synchronizer 1 is fed to the control input of the third

электронного ключа 11. Ключ 11 открываетс , и происходит дозар д накопительного конденсатора 13 до амплитудного значени . За счет рекупераg ции накопительна емкость зар жаетс до величины 0,2-0,4 амплитуды зар дного напр жени . Далее процесс протекает аналогично, но направление тока в формирующей линии и обмотке 9the electronic key 11. The key 11 is opened, and the charging of the storage capacitor 13 to the amplitude value occurs. By recuperating, the storage capacitance is charged to a value of 0.2-0.4 of the amplitude of the charging voltage. Further, the process proceeds in a similar way, but the direction of the current in the forming line and winding 9

Q электромагнита мен етс на противоположное . Б результате в контролируемом изделии создаетс магнитное поле чередующейс пол рности при наличии только одной обмотки электромаг5 нита, а за счет рекуперации части энергии в накопительньй конденсатор 13 потребл ема мощность снижаетс на 30-40%.The electromagnet Q is reversed. As a result, in a controlled product, a magnetic field of alternating polarity is created when there is only one winding of the electromagnet, and due to the recovery of a part of the energy in the storage capacitor 13, the power consumption is reduced by 30-40%.

30thirty

Claims

Invention Formula

A pulsed electromagnetic acoustic flaw detector containing a synchronously connected synchronizer, a charging unit and a signal processing unit, a power supply unit, a series of video pulses connected in series, an electronic key and a converter with a core and a winding connected to the output of the electronic key are different. Due to the fact that, in order to increase the control performance and reduce the consumed power, the electronic key is made bi-directional and the controllable input is connected to the output side of the delay unit, the power supply unit is made two-polar, consisting of two electrically connected sources of positive and negative

50 voltages, the flaw detector is equipped with second and third electronic keys, first inputs connected respectively to the outputs of the sources of positive and negative voltages of the power supply unit, control inputs to the second and third outputs of the synchronizer, and codes to the input of the video pulses.