SU1449890A1

SU1449890A1 - Устройство дл вихретоковой дефектоскопии

Info

Publication number: SU1449890A1
Application number: SU874190078A
Authority: SU
Inventors: Владимир Сергеевич Хандецкий; Александр Владимирович Сопильник; Олег Яковлевич Рябичев; Валентин Александрович Пепеляев; Ирина Николаевна Суменкова
Original assignee: Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения Украины с Россией; Предприятие П/Я А-1504
Priority date: 1987-12-05
Filing date: 1987-12-05
Publication date: 1989-01-07

Abstract

Изобретение позвол ет повысить ;точность контрол за счет исключе ни вли ни на результаты контрол величины зазора между вихретоковым преобразователем и контролируемым изделием и изменени электропроводности контролируемого материала. Устройство содержит рабочий (вихрето- ковьй) и корректирующий каналы, подключенные к кйскадно соединенным арифметическому блоку, цифровому компенсатору изменений электропроводности и регистратору. В корректирующем канале осуществл ют измерение величины зазора при помощи электропотенциального преобразовател и подгонку зависимости от зазора сигнала этого преобразовател к аналогичной характеристике вихретокового преобразовател . В арифметическом блоке сигнал величины зазора вычитаетс из сигнала рабочего канала. Цифровой компенсатор изменений электропроводности осуществл ют автоматическое определение экстремума модул ционной характеристики независимо от значени электропроводности в области дефекта без использовани дополнительного опорного канала с вихретоковым преоб- ; разователем. 2 ил. § (Л

Description

.U

i4i

00

ю

Изобретение относитс к средствам вихретокового неразрушающего контрол и может быть использовано дл определени глубины поверхностных трещин в издели х из слабопровод щих материалов , например графита.

Цель изобретени - повышение точности контрол слабопровод щих мате- риалов за счет уменьшени экранирую- щего действи преобразовател зазора , независимости результатов контрол от изменени электропроводимости материала и устранени погрешности, вносимой несовершенством регулировки крутизны.

На фиг.1 показан график зависимости от зазора сигнала преобразовател зазора и вихретокового преобразовател ; на фиг.2 - блок-схема устройства дл дефектоскопии слабопровод щих материалов.

Устройство дл вихретоковой дефектоскопии содержит рабочий канал, Включающий последовательно соединенные высокочастотный генератор 1, например кварцованньй, в колебательный контур 2 которого включен параметрический вихретоковый преобразователь (ВТП) 3, и первую схему А амплитудного преобразовател , корректирующий канал, включающий последовательно соединенные низкочастотный генератор 5, трансформатор 6, преобразователь 7 зазора, выполненный в виде возбуждающего и приемного игловидных электродов , размещенных внутри катушки ВТПЗ, и вторую схему 8 амплитудного преобразовател , последовательно соединенные блок 9 компараторов, регул тор 10 крутизны, первый арифметический блок 11, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 4 амплитудного преобразовани , аналого-циф- РОБОЙ преобразователь 12, блок 13 последовательного сравнени средних отсчетов, блок 14 вьщелени максимума , второй арифметический блок 15, регистратор 16 и источник 17 опорного напр жени . Блок 9 компараторов может быть выполнен в виде двух параллельно соединенных компараторов 18 и 19 с порогами U, и U соответственно . Регул тор 10 крутизны может быть выполнен в виде последовательно соединенных блока 20 резисторов, коммутатора 21 и операционного усилител 22,

Входом блока 10 вл етс вход блока 20 резисторов, подключенный к выходу второй схемы 8 амплитудного преобразовани , а выходом - выход операционного усилител 22, который также подключен к второму входу блока 20. Выходы блока 20 подключены к первым трем входам коммутации коммутатора 21, соответствующий им выход подключен к инвертирующему входу усилител 22, выходы источника 17 опорного напр жени (U,, Uo , U,) подключены к вторым трем входам KOMfiyTa ции коммутатора 21, а соответствующи им выход соединен с неинвертирующим входом усилител 22.

Блок 13 последовательного сравнени выполнен в виде последовательно соединенных счетчика 23, регистра 24 и схемы 25 сравнени , второй вход которой подключен к входу счетчика 23, а ее выход подключен к второму входу регистра 24. Выход счетчика 23 св зан также с вторым входом блока 14 выделени максимума, а выход регистра 24 - с вторым входом второго арифметического блока 15.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотное напр жение кварцо ванного генератора 1 поступает в колебательный контур 2 с ВТП 3. Схема 4 амплитудного преобразовани выдел ет огибающую гармонического напр жени , модулированную сигналами ВТП 3, Гармоническое напр жение с низкочастотного тенера тора 5 поступает на повьщ1ающий трансформатор 6 и далее на возбуждающий электрод преобразовател 7 зазора. С его приемного электрода напр жение поступает на вход второй схемы 8 амплитудного преобразовани , где. происходит его усиление с последующим вьщелением огибающей. Напр жение огибающей, завис щее только от зазора между торцом комбинированного преобразовател и поверхностью контролируемого Издели , сравниваетс в компараторах 18 и 19 с двум пороговыми значени ми U и U, а также поступает на первый вход блока 20 резисторов, который входит в состав регул тора 10 крутизны. Формируемые по результатам сравнени с напр жени ми и, и сигналы управл ют работой коммутатора 21, который в зависимости от результатов сравнени подключает к неинвертирующему

входу операционного усилител 22 то или иное сдвигающее напр жение из набора DO,, U(j2, с выхода источника 17 опорного напр жени , а- также соответствующим образом мен ет коэффициент усилени усилител 22, подключа ему в обратную св зь соответствующее сопротивление из блока 20, Такое преобразование позвол ет обеспечить практически полное подобие зависимостей от зазора сигналов рабочего и корректирующих каналов (фиг,1) и тем самым обеспечить компенсацию вли ни зазора на сигнал рабочего канала. Эксперименты показали, что дл достижени практически полного подоби характеристик в диапазоне изменени зазора до . 1 мм достаточно разбить

жит информации в нескольких младших разр дов, они игнорируютс . Следовательно , сравнению в схеме 25 сравнени подвергаетс информаци двух последовательных усредненных отсчетов , содержаща с в шести старших разр дах, причем схема 25 срабатывает , если последующий усредненный отсчет больше предыд-ущего. Это эквивалентно введению некоторого допуска, и срабатывание схемы 25 происходит, когда последующий отсчет отличаетс от предьщущего на величину, превышающую этот допуск, Допуск предназначен дл исключени случайных срабатываний схемы 25 сравнени . На бездефектной поверхности вследствие сравнительно медленного изменени элект

зависимость от зазора сигнала коррек- 20 Р°проводности и малого времени между

соседними отсчетами (1 мс) каждый последующий средний отсчет почти не отличаетс от предыдущего (по крайней мере это отличие не превышает допуска). В этом случае блок 14 выделени максимума не работает.

тирующего канала на три участка.

Сохранение нелинейного характера зависимости на кажд.ом участке при его сдвиге и изменении крутизны позвол ет в диапазоне до 1 мм практи- чески совмещать зависимости от зазора обоих каналов.

Выходные сигналы обоих каналов поступают на арифметический блок 11, сигнал на выходе которого зависит от глубины дефекта (трещины),

Остальные блоки устройства (12 - 15) предназначены дл компенсации Вли ни изменений электропроводности от участка к участку поверхности ма- терИсШа. Эти изменени св заны с пористостью материалов, непосто нством их плотности, с анизотропией механических напр жений и т.п.

Выходное напр жение блока 11 пре- образуетс аналого-цифровым преобразователем 12 в определенное количество пачек импульсов, и эти пачки поступают на вход блока 13 последовательного сравнени средних отсчетов. Счетчик 24 осуществл ет суммирование поступающих пачек импульсов. После суммировани партии из восьми пачек осуществл етс сдвиг в сторону младших разр дов на три двоичных разр да (т.е. деление суммы на восемь), после чего среднее (сглаженное) значени из восьми отсчетов передаетс в реКак показали эксперименты, полуширина модул ционной характеристики дл трещин глубиной до 5 мм обычно не превьш1ает 1-1,5 мм. В этом диапагистр 24, а также поступает на входы схемы 25 сравнени и блока 14 вьщеле- 55 зоне электропроводимость практически ки максимума. Затем процесс опреде- посто нна, поэтому полученна раз- лени среднего из восьми отсчетов ность не зависит от электропроводнос- повтор етс . При этом код, формируе- ти, а определ етс только глубиной мый на выходе счетчика 23, не содер- трещины.

0 Р°проводности и малого времени между

0

5

0 5 0

При попадании трещины в зону контрол ВТП 3 напр жение на выходе АЦП 12 резко измен етс . Первый ус- |редненный отсчет на возрастающем склоне модул ционной характеристики становитс больше предыдущего. При этом срабатывает схема 25 сравнени , и сигнал с ее выхода, который вл етс управл ющим выходом блока 13, поступает на управл ющий вход регистра 24, фиксиру в нем последнее значение, и на управл ющий вход блока 14 выделени максимума, разреша его работу, который, последовательно сравнива значение усредненных отсчетов , определ ет наибольшее из них значение. Это наибольшее значение поступает на вход второго арифметического блока 15, где происходит вычитание из него последнего перед возрастающим участком модул ционной характеристики среднего отсчета, хран щегос в регистре 24, Полученна разность поступает на регистра- тор 16,

Как показали эксперименты, полуширина модул ционной характеристики дл трещин глубиной до 5 мм обычно не превьш1ает 1-1,5 мм. В этом диапа5 зоне электропроводимость практически посто нна, поэтому полученна раз- ность не зависит от электропроводнос- ти, а определ етс только глубиной трещины.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл вихретоковой дефектоскопии , содержащее вихретоковый преобразователь, соединенные последовательно высокочастотный генератор, в колебательный контур которого вклю- ;Чен вихретоковый преобразователь, |первую схему амплитудного преобразовани и первый арифметический блок, низкочастотный генератор, преобразователь зазора, вторую схему амплитудного преобразовёни , регул тор крутизны и последовательно соединенные второй арифметический блок и регистратор , отличающеес тем, что, с целью повышени точности контрол слабопровод щих материалов, оно

нику опорного напр жени и .второму входу первого арифметического блока преобразователь зазора выполнен в виде возбуждающего и приемного игло видных электропотенциальных электро дов, размещенных внутри катушки вих ретокового преобразовател и подклю ченных соответственно к выходу тран форматора и входу второй схемы ампл тудного преобразовани , и последова тельно соединенными аналого-цифровы преобразователем, вход которого под ключен к выходу первого арифметичес кого преобразовател , блоком послед вательного сравнени средних отсчет и блоком выделени максимума, выход которого подключен к первому входу второго арифметического €лока, блок

снабжено подключенным к выходу низко- JQ последовательного сравнени средних

частотного генератора трансформато- |ром, источником опорного напр жени , блоком компараторов, вход которого ;объединён с входом регул тора крутизны и подключен к выходу второй схемы амплитудного преобразовани , а выход соединен с вторым входом регул тора крутизны, третий вход и выход которого подключены соответственно к источ25

И

отсчетов выполнен в виде последовательно соединенных счетчика, регистра и схемы сравнени , второй вход которой и второй вход блока вьщелени максимума подключены к выходу счетчи ка, а выход регистра и его второй вход подключены соответственно к вто рому входу второго арифметического блока и выходу схемы сравнени .

бакр мектропот 65

1/2 S 8

и,зв

hj-O.J

нику опорного напр жени и .второму входу первого арифметического блока, преобразователь зазора выполнен в виде возбуждающего и приемного игловидных электропотенциальных электродов , размещенных внутри катушки вих- ретокового преобразовател и подключенных соответственно к выходу трансформатора и входу второй схемы амплитудного преобразовани , и последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу первого арифметического преобразовател , блоком последовательного сравнени средних отсчетов и блоком выделени максимума, выход которого подключен к первому входу второго арифметического €лока, блок

последовательного сравнени средних

последовательного сравнени средних

отсчетов выполнен в виде последовательно соединенных счетчика, регистра и схемы сравнени , второй вход которой и второй вход блока вьщелени максимума подключены к выходу счетчика , а выход регистра и его второй вход подключены соответственно к второму входу второго арифметического блока и выходу схемы сравнени .

,6 fas. 1

J2