SU1559278A1

SU1559278A1 - Вихретоковое измерительное устройство

Info

Publication number: SU1559278A1
Application number: SU884422589A
Authority: SU
Inventors: Николай Евгеньевич Конюхов; Алексей Рудольфович Шишкин; Виктор Николаевич Буров
Original assignee: Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1990-04-23

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл измерений рассто ний до поверхности электропровод щих неферромагнитных объектов и их виброперемещений. Повышение точности измерени достигаетс путем подавлени вли ни вариации температуры и удельной электрической проводимости за счет получени и обработки дополнительной измерительной информации. Дополнительна информаци поступает с выходов второго и третьего измерительных каналов, подключенных к дополнительным измерительным катушкам 3 и 4 вихретокового преобразовател 1. Каждое из выходных напр жений аппроксимируетс экспоненциальной зависимостью с коэффициентами, подлежащими определению и включающими измер емое рассто ние от торца вихретокового преобразовател 1 до поверхности издели 30. Требуемые операции выполн ютс блоками 10,19,21,26 вычитани , блоками 11,13,20,27,28 делени , функциональными преобразовател ми 12,29 и масштабным преобразователем 14. Показани регистратора 15 практически не завис т от вариации температуры и удельной электрической проводимости издели 30. 2 ил.

Description

1

(21)4422589/25-28

(22)06.05.88

(46) 23.04.90. Бюл. № 15

(71)Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева

(72)К.Е.Конюхов, А.Р.Шишкин и В.Н.Буров

(53)620,179.14(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1161863, кл. G 01 К 27/90, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1467402, кл0 G 01 Н 11/00, 29.02.88.

(54)ВИХРЕТОКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл измерений рассто ний до поверхности электропровод щих неферромагнитных объектов и их виброперемещений . Повышение точности измерени достигаетс путем подавлени вли ни вариации температуры и удельной электрической проводимости за счет получени и обработки дополнительной измерительной информации. Дополнительна информаци поступает с выходов второго и третьего измерительных каналов, подключенных к дополнительным измерительным катушкам 3 и 4 вихретокового преобразовател 1. Каждое из выходных напр жений аппроксимируетс экспоненциальной зависимо- стью с коэффициентами, подлежащими определению и включающими измер емое рассто ние от торца вихретокового преобразовател 1 до поверхности издели 30. Требуемые операции выполн ютс блоками 10, 19, 21, 26 вычитани ,.блоками 11, 13, 20, 27, 28 делени , функциональными преобразовател ми 12, 29 и масштабным преобразователем 14. Показани регистратора 15 практически не завис т от вариации температуры и удельной электрической проводимости издели 30. 2 ил о

Q «

(Л

SSSS/SSS/S/SSSS

2Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл измерени рассто ний до поверхности электропровод щих неферромагнитных объектов и их виброперемещений .

Цель изобретени - повышение точности измерени - достигаетс путём подавлени вли ни вариации темпера- туры и удельной электрической проводимости за счет получени и обработки дополнительной информации.

На фиг,. 1 представлена структурна схема вихретокового измеритель- ного устройстваj на фиг,2 - графики, по сн ющие его работу.

Устройство содержит вихретоковый преобразователь 3, состо щий из основной измерительной катушки 2, двух дополнительных измерительных катушек 3 и 4, расположенных по обе стороны от основной .измерительной катушки 2 на рассто нии Д. от нее, и возбуждающей катушки 5 генератор 6, подклю-. ченный к катушке 5, последовательно соединенные первый линейный усилитель 7, подключенный к катушке 2, первый детектор 8, первый фильтр 9 нижних частот, четвертый блок 10 вычитани , третий блок 11 делени , первый функциональный преобразователь 12, четвертый блок 13 делени , масштабный преобразователь 14 и регистратор 15, последовательно соединенные второй- линейный усилитель 16, подключенный к измерительной катушке 4, второй детектор 17, второй фильтр 18 нижних частот, первый блок 19 вычитани , первый блок 20 делени , второй блок

21вычитани и интегратор 22, последовательно соединенные третий линейный усилитель 23, подключенный к измрительной катушке 3, третий детектор 24, третий фильтр 25 нижних час- тот, третий блок 26 вычитани и второй блок 27 делени , выход которого подключен к второму входу блока 21 вычитани , последовательно соединенные п тый блок 28 делени , первый и второй входы которого подключены к выходам первого блока 19 вычитани и третьего блока 26 вычитани соответсвенно , и второй функциональный преобразователь 29. выход которого подключен к второму входу четвертого блока

13 делени , причем выход интегратора

22соединен с вторыми входами первог блока 19 вычитани , третьего блока

26 вычитани , четвертого блока 10 вычитани и третьего блока 11 делени , а выход четвертого блока 10 вычитани также соединен с вторыми входами первого блока 20 делени и второго блока 27 делени . На фиг. также показано контролируемое изделие 30.

Линейный усилитель 7, детектор 8 и фильтр 9 нижних частот, линейный усилитель 16, детектор 17 и фильтр 18 нижних частот, а также линейный усилитель .23, детектор 24 и фильтр 25 нижних частот образуют первый, второй и третий измерительный каналы соответственно .

Устройство работает следующим образом .

Вихретоковый преобразователь 1 за- питывают с помощью генератора 6 током с частотой 60. В данном устройстве в качестве информативных сигналов используютс снимаемые с измерительных катушек 3-5 амплитуды выходных напр жений} завис щие от магнитного пол вихревых токов, наведенных катушкой 5 в изделии 30. Анализ известных за- висимостей позволил аппроксимиро- вать зависимости амплитуды выходного напр жени Vebix от величины рассто ни X выражением вида Vebix aa(J-ea|X), справедливость которого подтверждают зависимости, изображенные на фиг.2, где а„, а, - коэффициенты, a V0 - амплитуда выходного напр жени вихревого преобразовател 1 при отсутствии контролируемого издели 30.

Выходные напр жени с измерительных катушек 2-4 соответственно независимо усиливаютс линейными усилител ми 7, 16 и 23 и выпр мл ютс детекторами 8, 17 и 24, С помощью фильтров 9, 18 и 25 нижних частот выдел ютс посто нные составл ющие V( V и V, усиленных и выпр мленных сигналов с катушек 2-4 соответственно. Частоты среза СО™ фильтров 9, 18 и 25 должны удовлетвор ть условию СОе Сдср«ЈСО , где С0$- максимально возможна частота вибрации контролируемого издели 30. Таким образом, на выходе фильтров 9, 18 и 25 формируютс сигналы V0 VЈ и Vj соответственно, которые равны

V, К(1-е-а Х): V.2 - K( ); V, - )

(О

де

51559278

величина рассто ни между катушкой 2 и изделием 30;

к

с 1 ч н в Р

Х„

Ч.

К пьа0,

где m - коэффициент передачи последовательно соединенного линейного усилител , детектора и фильтра;

амплитуда виброперемещени ; установочный зазор между катушкой 2 и изделием 30. На вторые входы блоков 10, 19 и 26 вычитани с выхода интегратора 22 поступает некоторый сигнал VWHT, поэтому на выходах блоков 10, 19 и 26 по в тс сигналы V, -УИнт , к соответственно. Поэтому на вторых входах блоков 20 и 27 делени по витс сигнал V, , а на выходе блоков 20 и 27 делени - сигналы

Р -УлтХм

р Х ЛХй«3 4 V5-VMKT

соответствен1 V.-V

но. Сигналы Р и Р2 поступают через второй блок 21 вычитани на вход интегратора 22. Сигнал VMHT на выходе интегратора 22 измен етс до тех пор, пока на его входе не будет нулевой сигнал. Следовательно, в установившемс режим е соблюдаетс равенство Р.,, которое соблюдаетс , если

V,- HT - Vz-VM1)T)(V3-V

Обозначив A K-VMHT выражение (2), получим

иит)0. (2) и упростив

(А-К

-СМо -u-di

е )-(е

)

Числа К, е

-а,х0

да, -ь-а

г +е -2

заведомо не равны нулю, поэтому в установившемс режиме , т.е. VhHT К, а на выходе блоков 10, 19 и 26 сформируютс сигналы V, , V2

и V

v

соответственно, - К.е-а х ; -К.е-аЛх :

которые рав

(3)

-К-е

с,(х-М

На выходе блоков 11 и 28 делени при этом возникают сигналы и е соответственно. Эти сигналы поступают на входы функциональных логарифмических преобразователей 12 и 29, с выходов которых сигналы а,Х и , поступают на соответствующие входы блока 13 делени . С выхода блока 13 делени сигнал

X

Тд-

2

ступает на масштабный преобразователь 14 с коэффициентом преобразовани , численно равным величине 2 Д . Выходной сигнал X масштабного преобразовател 14 поступает на регистратор 15. Результат измерени не зависит от стаg бильности коэффициентов ав и а, , поэтому устройство не требует калибровки и пригодно дл контрол изделий, у которых в процессе контрол значительно измен етс температура, приво5 д ща к нестабильности а0 и а,,

Устройство можно использовать дл контрол толщины диэлектрического покрыти hg на провод щих издели х, при этом следует учесть, что при ус0 тановке вихретокового преобразовател i на изделие 30 регистратор 15 показывает величину hg+H, где Н рассто ние между катушкой 2 и плоскостью установочного торца вихретокового

5 преобразовател 1.

Claims

Формула изобретени

0

5

0

0

5

Виуретоковое измерительное устройство , содержащее генератор, вихрето- ковый преобразователь, состо щий из возбуждающей катушки, основной измерительной катушки, размещенной в одной плоскости с возбуждающей, и двух дополнительных измерительных катушек, расположенных по обе стороны от основной измерительной катушки на одинаковом рассто нии от нее, три измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных линейного усилител , детектора и фильтра нижних частот, последовательно соединенные первый блок вычитани , подключенный к выходу второго изме- 5 рительного канала, первый блок делени и второй блок вычитани , третий блок вычитани , подключенный к выходу третьего измерительного канала , второй блок делени , включенный между выходом третьего блока вычитани и вторым входом второго блока вычитани , интегратор и регистратор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , оно снабжено последовательно соединенными четвертым блоком вычитани , третьим блоком делени , первым функциональным преобразователем, четвертым блоком делени и масштабным преобразователен , подключенным выходом к регистратору, последовательно соединенными п тым блоком делени и вторым функциональным преобразователем, подключенным выходом к второму входу четвертого блока делени , возбуждающа катушка вихретокового преобразовател подключена к выходу генератора , основна измерительна катушка и две дополнительные измерительные катушки вихретокового преобразовател подключены к входам первого, второго и третьего измерительных ка-ол

-м

0,2 0,4 0,5 Фие.2

налов соответственно, вторые входы третьего блока делени , первого, третьего и четвертого блоков вычитани объединены и через интегратор подключены к выходу второго блока вычитани , второй вход первого блока делени подключен к выходу четвертого блока вычитани , соединенного с вторым входом второго блока делени , а п тый блок делени подключен первым и вторым входами с выходами первого и третьего блоков вычитани соответственно .

№100