SU1585739A1 - Способ вихретокового контрол изделий и вихретоковый преобразователь дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано при идентификации дефектов посредством их визуализации. Цель изобретени  - повышение точности контрол . Путем последовательного возбуждени  вихревых токов в прот женных секционированных катушках и подключени  в измерительную цепь других прот женных секционированных катушек, сдвинутых относительно первых на 90°, достигаетс  локальность контрол . Дл  исключени  вли ни  анизотропии чувствительности, имеющей место при использовании систем прот женных катушек, предлагаетс  проводить два измерени , причем второе измерение проводитс , когда возбуждающа  и измерительна  катушки помен лись местом включени , а результаты двух таких измерений суммируютс  геометрически. Дл  осуществлени  перекоммутаций возбуждающих и измерительных катушек вихретокового преобразовател  предлагаетс  ввести в него четыре аналоговых коммутатора. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к вихретоковои дефектоскопии и может быть использовано при электрическом сканировании электропровод щих изделий электромагнитным полем .

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет исключени  анизотро- пии чувствительности к дефектам, имеющим произвольное направление.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа, в составе которого работает вихретоковый преобразователь; на фиг. 2 - принципиальна  схема статического состо ни  Еихретокового преобразовател  (а) и диаграмма направленности (б) при согласном включении возбуждающих катушек матрицы а линейках; на фиг. 3 - принципиальна  схема статического состо ни  вихретокового преобразовател ; на фиг. 4 диаграмма направленности статического состо ни  вихретокового -преобразовател  при встречном включении возбуждающих катушек матрицы в линейках.

Устройство содержит вихретоковый преобразователь 1, состо щий из линеек 2 плоских индуктивных катушек, прот женных в продольном направлении, линеек 3 плоских индуктивных катушек, прот женных в поперечном направлении, де- мультиплексора (мультиплексора) 4. мультиплексируемые входы которого подключены к линейкам 2 индуктивных катушек, прот женных в продольном направлении , мультиплексора (демультиплек- сора) 5. мультиплексируемые входы

.

сл

ел -ч со о

которого подключены к линейкам 3 индуктивных катушек, прот женным в поперечном направлении, блока 6 коммутаторов, содержащего четыре аналоговых коммутатора К1, К2, КЗ и К4, вход К1 соединен с входом К2 и подключен к выходу мультиплексора (демультиплексора) 5, вход КЗ соединен с входом К4 и подключен к входу демультиплексора (мультиплексора) 4 и усилител  7, вход которого подключен к выходам коммутаторов К1 и К4, генератор 8 переменного тока, выход которого подключен к выходам коммутаторов К2 и КЗ, блок 9 обработки информации, вход которого подключен к выходу усилител , и блок 10 управлени , первый вход которого подключен ко второму входу блока обработки информации, а второй, третий и четвертый выходы подключены соответственно к входам управлени  демультиплексора (мультиплексора) 4, мультиплексора (демультиплгксора) 5 и блока 6 коммутаторов.

Устройство работает следующим образом .

Пусть блок 10 управлени  выдает такой сигнал Уп р.З, что коммутаторы блока 6 наход тс  в состо нии, показанном на фиг. 1. Тогда блок 4 работает как демультип- лексор, а блок 5 - как мультиплексор. Реализовать такой режим возможно, если в качестве элементной базы, на которой вы- полнены блоки 4, 5 и б, использовать симметричные структуры, например КМОП-ключи (микросхемы серии К561, Е564, К765). При фиксированном состо нии блоков 4 и 5 одна из линеек 2 подключена к генератору 8 тока, а одна из линеек 3 подключена к входу усилител  7. Так как в каж- дои из линеек 2 и 3 индуктивно св заны только две катушки, то информативный параметр , поступающий на вход блока 9 и функционально св занный с величиной вторичного электромагнитного пол , несет информацию только об участке издели , наход щегос  под индуктивно св занными катушками. Переключа  состо ни  блоков 4 и 5 посредством сигналов Упр.1 и.Упр.2 можно перебрать все комбинации индуктивных св зей между катушками линеек 3 и 2 и тем самым осуществить электрическое скандирование участка издели , наход щегос  под/над ними.

На фиг. 2а изображена принципиальна  схема статического состо ни  вихретоково- го преобразовател  1 при согласном вклю- чении катушек в линейках 2. Диаграмма направленности в этом случае показана на фиг. 26. Через a обозначен шаг катушек в линейках. Изменение вносимого напр жени , вызванное дефектом (Д UBH), нормировано по своей максимальной величине. Как видно из фиг. 26 чувствительность к дефектам прот женным вдоль оси X и прот жен- ным вдоль оси.У неодинакова. Это обь сн етс  тем, что магнитное поле, дислоцирующеес  в зоне катушки, возбуждает вихревые токи, вектор плотности которых дл  каждой катушки совпадает с вектором плотности вихревых токов возбуждаемых магнитным полем, дислоцируемым вне зоны катушки, вдоль оси X и направлен встречно вектору плотности вихревых токов, возбуждаемых магнитным полем, дислоци- 5 руемым вне зоны катушки, вдоль оси Y. Это приводит к снижению чувствительности вдоль оси Y.

На фиг. 3 изображена принципиальна  схема статического состо ни  вихретоково- 0 го преобразовател  1 при встречном включении катушек в линейках 2. В этом случае максимальное изменение вносимого напр жени , вызванного дефектом М, одинаково вдоль обеих осей. Однако вдоль оси X мы 5 имеемзначительную мертвуюзону вблизи полуцелых координат, что объ сн етс  тем, что индукци  магнитного пол , лежащего вне зоны катушки, направлено встречно индукции магнитного пол  соседней катуш- 0 ки, лежащего вне ее зоны. Так как катушки идентичны, то в точках полуцелых координат индукци  магнитного пол  близка к нулю , следовательно, чувствительность в этих точках также низка.

5 Таким образом, мы имеем дело с анизотропной чувствительностью, котора  не может быть устранена путем вариаций способа включени  катушек в линейках. Это приводит к трудности классификации де- 0 фектов, ориентаци  которых относительно возбуждающей индуктивной катушки апри- орна неизвестна. Чтобы добитьс  инвариантности чувствительности необходимо развернуть возбуждающую систему на 90° и 5 просуммировать получение отсчеты с предыдущими . Так как чувствительность пропорциональна проекци м вектора плотности тока на поперечную ось дефекта, то суммирование целесообразно вести гео- 50 метрическое. Поворот возбуждающей системы осуществл ют электрическим методом. Дл  этого.не мен   состо ние блоков 4 и 5 переключают состо ние блока 6, в результате чего выход генератора 8 подклю- 55 чаетс  к блоку 5, а вход усилител  7 - к блоку 4. Дополнительных переключений в блоках 4 и 5 не требуетс , так как они выполнены на КМОП-ключах. Полученный отсчет геометрически суммируетс  с отсчетом, полученным в предыдущем измерении, а затем

процесс сканировани  продолжают по вышеописанному алгоритму.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Способ вихретокового контрол  изделий , заключающийс  в том, что контроли- руемый участок издели  сканируют электромагнитным полем путем последовательного и синхронного подключени  расположенных вблизи контролируемого издели  первых параллельных линеек последовательно соединенных плоских индуктивных катушек к генератору переменного тока и аналогичных вторых параллельных линеек, перпендикул рных первым линейкам и расположенных в одной плоскости с ними, к входу измерительного тракта , о т - личающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол , осуществл ют повторное сканирование того же участка издели , при котором последовательно и синхронно первые линейки катушек подключают к входу измерительного тракта, а вторые - к выходу генератора переменного тока, и определ ют матрицу отсчетов информативных параметров контрол , каждый элемент которой равен геометрической сумме соответствующих элементов матриц, полученных при первом и втором сканировании , по которой опрбАелр.ют наличие дефектов в изделии.
2. 2. Вихретсковый преобразователь дл  осуществлени  вихретокового контрол 

   изделий, содержащий матрицу чувствительных элементов, мультиплексор, демультип- лексор и широкополюсный усилитель, матрица чувствительных элементов выполнена в виде двух эластичных подложек с

   нанесенными на них пленками катушек индуктивности , катушки первой подложки соединены в каждой строке матрицы последовательно и вход каждой строки подключен к соответствующему выходу демультиплексора , катушки второй подложки соединены в каждом столбце матрицы последовательно и выход каждого столбца подключен к соответствующим входам мультиплексора, отличающийс  тем,

   что, с целью повышени  точности контрол , он снабжен четырьм  аналоговыми коммутаторами , выход первого коммутатора соединен с вь1ходом четвертого коммутатора и входом широкополосного усилител , вход

   первого коммутатора - с входом второго коммутатора и выходом мультиплексора, выход второго коммутатора соединен с выходом третьего коммутатора, а вход третьего коммутатора соединен с входом

   четвертого коммутатора и подключен к входу демультиплексора.

   Фие.1

   Упр.З

   .iJBH t

   0,5

   .5 UBH

   0.5 1 1,5 2 Фиг.2

   Лефент

   x/af

   1.0 1,5

   Фие.Ъ

   AUetl

   UBH

   0.5

   т

   0,517.52

   иеЛ

   x/ai