SU1612249A1 - Магнитотелевизионный дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  дефектоскопии и контрол  структуры поверхности ферромагнитных объектов, в частности подземных магистральных трубопроводов. Цель изобретени  - повышение достоверности дефектоскопии за счет получени  информации о всех дефектах различной ориентации. Дл  этого в дефектоскопе использованы блоки 8 и 9 динамической пам ти, блок 10 долговременной пам ти и электронный блок 1

3 управлени . Выход электронного блока управлени  подключен к входу намагничивающих систем 1 и 2. Кажда  намагничивающа  система 1 (2) содержит по три р да полюсов, радиально расположенных по окружности на центральном тороидальном  рме, средний р д содержит N полюсов, а два крайних р да - по 2 N полюсов. Все полюсы сгруппированы в круговые контуры, в каждом из которых по сигналу от блока 13 управлени  формируетс  вращающеес  магнитное поле. Благодар  этому вы вл ютс  разноориентированные по поверхности трубопровода дефекты, информаци  о которых после селекции в амплитудных селекторах 6 и 7 записываетс  в блоки 8 и 9 динамической и блок 10 долговременной пам ти. Матричные преобразователи 4 и 5 выполнены в виде замкнутой ленты и установлены в зазоре между трубопроводом и полюсами намагничивающих систем 1 и 2. 4 ил.

Description

Фиг. 1

316

Изобретение относитс  к неразрушз гщему контролю и может быть использовано дл  дефектоскопии и контрол  структуры поверхности ферром гнитных объектов, в частности подземных магистральных трубопроводов.

Цель изобретени  - повышение достоверности дефектоскопии за счет получе

ни  информации о всех дефектах различ - д туры так, что каждый из круговых кон15

20

ной ориентации.

На фиг. 1 представлена блок-схема, предлагаемого дефектоскопа; на фиг.2- развертка нaмaгничивaю Щix систем, имеющих по три р да полюсов (р ды полюсов ориентированы по окружности трубы и расположены на центральном тороидальном  рме); на фиг. 3 - намагничивающа  система, поперечный разрез по ее среднему р ду; на фиг. 4 - j электрическа  схема соединений обмо- ; ток обеих намагничивающих систем сов- j местно с электронным блоком управле- ни .

; Магнитотелевизионный дефектоскоп 25 содержит нaмaгничивaюlщ e системы (НС) 1 и 2, взаимодействующие через объект I 3 контрол  (трубопровод) с матричны- ; ми магнит чувствительными преобразо- :вател ми (МЧМП) 4 и 5, выходы которых jg I через соответствующие амплитудные се- I лекторы 6 и 7 подключены к информаци- I онным входам блоков 8 и 9 динамичес- ; кой пам ти, выходы которых подключены ра здельно к двум входам блока 10 -35 долговременной пам ти, выход последнего св зан с входом видеоконтроль- ного блока 11. Выход блока 12-развертки соединен с управл ющими входами МЧМП 4 и 5, блоков 8 и 9 динами- 40 ческой пам ти, блока 10 долговремен ной пам ти и видеоконтрольного блока 11. Блок 13 управлени  подключен к входам намагничивающих систем 1 и 2 параллельно.

Электронньй блок 13 управлени  может быть выполнен в виде последовательно включенных генератора 14 тактовых импульсов, регистра 15 сдвига, а также из источника 16 тока и блока 17 коммутации. Выходы регистра 15 сдвига соединены с управл ющими входами блока 17 коммутации, выходы которого подключены к входам намагничивающих систем 1 и 2 (фиг. 1).

НС 1 и 2, расположены на тороидальном  рме, наход щимс  внутри трубопровода (фиг. 3). По окружности бнеш- ней боковой поверхности тороидального

45

50

туров включает в себ  по шесть полюсов , расположенных через 60® по отг ношению друг к другу. Радиус каждого кругового контура равен половине рассто ни  между полюсами средних р дов намагничивающих систем.

Каждьй полюс, вход щий в средние р ды,  вл етс  общим дл  двух соседних , круговых контуров какой-либо одной из намагничивающих систем. Чтобы не было пропусков дефектов в тех участках трубы, которые попадают под полюсы (НС 1), по отношению к этим полюсам полюса (НС2) установлены в направлении , перпендикул рном образующим тороидального  рма, с пространственным сдвигом, равным величине радиуса, кругового контура. Вдоль  рма намагничивающие системы располагаютс  на рассто нии, исключающем . вли ние магнитных полей полюсов обеих намагничивающих систем друг на друга .

Все полюсы снабжены обмотками посто нного тока, причем число витков обмоток ПОЛЮСОВ средних р дов в два раза больше,чисел витков полюсов крайних р дов. Обмотки диаметрально - противоположных пар полюсов каждого контура включены последовательно- встречно и соединены с блоком 13 управлени  так, что магнитные потоки, возбуждаемые .ими при подключении к блоку 13 управлени , имеют в каждом четном и нечетном контурах полюсов каждой намагничивающей системы взаимно противоположные направлени , а при переключени х пар полюсов каждого кругового контура в четных и нечетных контурах каждой намагничивающей системы магнитные потоки вращаютс  во взаимно противоположных направлени х . При этом соединени  обмоток пар лолюсов обеих намагничивающих систем обеспечивают в каждый момент переключени - пар полюсов взаимную ориентацию магнитных потоков, возбуждаемых в круговых контурах обеих намагничивающих систем, под углом в

 рма полюсы намагничивающих систем 1 и 2 расположены р дами так, что кажда  из них содержит по три р да полюсов . При этом в каждой из намагничивающих систем средние р ды содержат по п полюсов, а крайние - по 2 п полюсов . Полюса обеих намагничивающих систем сгруппированы в круговые кон5

0

5 g 5 0

5

0

туров включает в себ  по шесть полюсов , расположенных через 60® по отг ношению друг к другу. Радиус каждого кругового контура равен половине рассто ни  между полюсами средних р дов намагничивающих систем.

Каждьй полюс, вход щий в средние р ды,  вл етс  общим дл  двух соседних , круговых контуров какой-либо одной из намагничивающих систем. Чтобы не было пропусков дефектов в тех участках трубы, которые попадают под полюсы (НС 1), по отношению к этим полюсам полюса (НС2) установлены в направлении , перпендикул рном образующим тороидального  рма, с пространственным сдвигом, равным величине радиуса, кругового контура. Вдоль  рма намагничивающие системы располагаютс  на рассто нии, исключающем . вли ние магнитных полей полюсов обеих намагничивающих систем друг на друга .

Все полюсы снабжены обмотками посто нного тока, причем число витков обмоток ПОЛЮСОВ средних р дов в два раза больше,чисел витков полюсов крайних р дов. Обмотки диаметрально - противоположных пар полюсов каждого контура включены последовательно- встречно и соединены с блоком 13 управлени  так, что магнитные потоки, возбуждаемые .ими при подключении к блоку 13 управлени , имеют в каждом четном и нечетном контурах полюсов каждой намагничивающей системы взаимно противоположные направлени , а при переключени х пар полюсов каждого кругового контура в четных и нечетных контурах каждой намагничивающей системы магнитные потоки вращаютс  во взаимно противоположных направлени х . При этом соединени  обмоток пар лолюсов обеих намагничивающих систем обеспечивают в каждый момент переключени - пар полюсов взаимную ориентацию магнитных потоков, возбуждаемых в круговых контурах обеих намагничивающих систем, под углом в

5

60° . Это сделано дл  того, чтобы участки трубы, пропускаемые НС 1,в процессе переключени  пар ее полюсов сканировались магнитными потоками, возбу щаемыми в контурах полюсов НС 2 Схема соединени  .обмоток згамагничи- вающих систем 1 , позвол юща  выполнить эти услови  (фиг. 4).

Обозначение обмоток (фиг, 2 и 4) одноименных полюсов всех круговых контуров прин то одинаковым дл  каждой из НС, причем первый индекс (от 1 до 6) означает номер полюса кругового контура, а второй - номер намагничивающей системы (индексы 1 и 2). Нар ду с электрической схемой соединени  обмоток (фиг. 4) показана подробна  блок-схема электронного блока 13 управлени .

Начала обмоток L. L и концы обмоток L4., соединены с пр.вым выходом блока 17 коммутации (БК), начала обмоток L.,, L и концы обмоток L J.2. с вторым выходом блока 17 коммутации , начала обмоток L}.,, L и концы обмоток L6-1 - с третьим выходом блока 17 коммутации. Начала

122496

НС 2. Оба МЧМП выполнены в виде замкнутых ленточных матриц,

Магнитотелевизионный дефектоскоп работает следуюпщм о.разом.

Дефектоскоп движетс  внутри трубы Цикл измерений состоит из трех тактов , в каждом из которых блок 17 коммутации подключает выход источника 16 Q Toi-ca к соответствуюпщм парам полюсных обмоток НС 1 и 2: в первом такте - к парам обмоток L ., - L , L . 2 - 1.4.; во втором такте - к парам обмоток 1.2 - 2-г 5-25 в тре- 1 тьем такте - к парам обмоток Lj-f - Ц-о -z Ч-г каждом такте векторы магнитного потока, возбуждаемые в каждом контуре НС 1 и 2, поворачиваютс  на угол сС 60°. За цикл из- 20 мерений векторы магнитного потока поворачиваютс  на угол 120°, которого

достаточно дл  вы влени  разноориен- тированных дефектов в области каждого крз гового контура. При этом век- 25.Topii магнитного потока одновременно поворачиваютс  во всех контурах полюсов обеих намагничиваюпщх систем: в четных контурах в одном направлении, 4-0 5--1. Ьб,, Ьф-2, в нечетных - в противоположном.

30 Векторы магнитных потоков (фиг. 2) создаваемых в нечетных контурах намагничивающих систем, обозначены , , а в четных - обозначены по величине (, iP Направлени  вращени  векторов потоков Ф к показаны дуговыми стрелками (фиг. 2), При этом, если рассматривать взаимную ориентацию векторов магнитных потоков вдоль движени  дефектоскопа, то Q векторы магнитных п.отоков, имеющих место в одной из намагничивающих систем , ориентированы под углом 60 по отношению к векторам магнитных пото- ков, создаваемых другой намагничива- д5 ющей системой, а если рассматривать

векторы магнитных потоков поперек .движени  дефектоскопа, то векторы обеих НС 1 и 2 смещены относительно друг друга на величину радиуса одно- 50 ° кругового контура. В результате всего этого происходит полное и одновременное сканирование всей боковой поверхности трубопровода, охватываемого обеими НС 1 и 2, включа  в том числе и те области боковой поверхности трубы, которые наход тс  непосред- ствен}1о над полюсами, и те области ее (весьма незначительные), которые пропускаютс  в процессе переключени 

обмоток L

Lj.2 6-г концы обмоток L,, и L. соединены с общей шиной источника 16 тока. Концы обмоток L . . соединены с концами обмоток ., концы обмоток L З .г с концами обмоток Lg.. концы обмоток L2., - с концами обмо-г-ок L- , концы обмоток L 3-1 - с концами обмоток .

Таким образом, электрическа  цепь (фиг. 4)jобразованна  всеми обмотками полюсов, состоит из трех параллельных ветвей, кажда  из которых подключена раздельно на три выхода коммутирующих

элементов блока 17 коммутации.

I

Блок 17 коммутации (фиг. 4) содержит три коммутирующих элемента все три входа которых параллельно подключены к выходу источника 16 тока, а три выхода - раздельно к трем входам параллельных ветвей электрической цепи обмоток полюсов. Три выхода регистра 15 сдвига раздельно присоединены к управл ющим входам коммутирующих элементов блока 17. В качестве коммутирующих элементов в блоке 17 использованы силовые тиристоры

МЧМП 4 и 5 расположены в зазоре между трубой и НС 1 и 2. 4 установлен над НС 1, а МЧМП 5 - над

22496

НС 2. Оба МЧМП выполнены в виде замкнутых ленточных матриц,

Магнитотелевизионный дефектоскоп работает следуюпщм о.разом.

Дефектоскоп движетс  внутри трубы. Цикл измерений состоит из трех тактов , в каждом из которых блок 17 коммутации подключает выход источника 16 Q Toi-ca к соответствуюпщм парам полюсных обмоток НС 1 и 2: в первом такте - к парам обмоток L ., - L , L . 2 - 1.4.; во втором такте - к парам обмоток 1.2 - 2-г 5-25 в тре- 1 тьем такте - к парам обмоток Lj-f - Ц-о -z Ч-г каждом такте векторы магнитного потока, возбуждаемые в каждом контуре НС 1 и 2, поворачиваютс  на угол сС 60°. За цикл из- 0 мерений векторы магнитного потока поворачиваютс  на угол 120°, которого

Claims (1)

1. Фбмоток полюсов движущейс  впереди 1С (например, НС 1, фиг, 2J, что ис- шючает потери информации. Таким образом , по всей поверхности трубы, ох Йатываемой НС 1 и 2, создаетс  маг- 1|итный рельеф, содержащий полную ин- форма1дию о дефектах. Магнитный релье воздействует на МЧМП 4 и 5, на выход Которых сформируютс  электрические «ригналы, пропорциональные напр женно фти магнитного пол  в каждой точке фканируемой поверхности трубы. Электрические сигналы с выходов jIЧMП 4 и 5 поступают на входы амплитудных селекторов 6 и 7, в которых Осуществл етс  амплитудна  селекци  сигналов, соответствующих только де- фектньм точкам поверхности трубы. |iaлee сигналы с выходов селекторов 6 1 7 поступают на входы блоков 8 и 9 Динамической пам ти. При заполнении с|бъема динамической пам ти информа- передаетс  и записываетс  в блок W долговременной пам ти. Блок 12 развертки осуществл ет строчную раз- йертку электропотенциального рельефа МЧМП 4 и 5, блоков динамической 8 и 9 и долговременной 10 пам ти, а также электронного луча видеоконт- Йольного блока 11. Последний используетс  и включаетс  в схему дефекто- cjKona только в наземных услови х - л|л  воспроизведени  изображени  дефектов . Дл  этого после прохождени  Остановленного рассто ни  дефектоскоп и;звлекаетс  на поверхность. Формула изобретени  Нагнитотелевизионный дефектоскоп, с одержащий намагничивающую систему, состо щую из тороидального магнито- Провода с несколькими р дами высту- г|ающих полюсов с обмотками посто нно го тока, последовательно соединенные матричный магниточувствительный пре- образователь, амплитудньй селектор.

   блок динамической пам ти, блок долговременной пам ти и В1здеоконтрольный блок, блок развертки, выход которого подключен к управл ющим входам маг- ниточувствительного преобразовател , блоков динамической и долговременной пам ти и видеоконтрольному блоку, и блок зшравлени , подключенньй к вхоo ДУ намагничивающей системы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности дефектоскопии за счет получени  информации о всех дефектах различной ориентации,

   5 он снабжен второй намагничивающей

   системой, последовательно соединенными вторьми матричным магниточувстви- тельным преобразователем, амплитуд- ньм селектором и блоком динамической

   0 пам ти, выход которого подключен к второму входу блока долговременной пам ти, а его управл ющий вход и управл ющий вход второго матричного магниточувствительного преобразовате5 л  подключены к выходу блока развертки , кажда , намагничивающа  система вьшолнена в виде трех р дов полюсов, расположенных по окружности тороидального  рма, с п полюсами в сред0 нем и с. полюсами в крайних р дах, в каждой намагничивающей системе полюса образуют круговые контуры, по шесть полюсов в каждом, размещенных равномерно по окружности попарно ди аметрально, при этом полюса среднего р да  вл ютс  общими дл  смежных контуров , полюса среднего р да одной намагничивающей системы смещены относительно полюсов среднего р да другой

   д намагничивающей системы на величину радиуса кругового контура, а обмотки диаметрально противоп9ложных полюсов контуров каждой системы соединены последовательно и объединены в три параллельные ветви, подключенные к бло5

   ку управлени ,

   i-j-i

   I

   I

   I I

   .

   ;

   / V-// 1-5-1 5-1 LK-I ,

   V.

   Sf:il X.-.

   Ярмо тороидальное

   - ч

   -ffl- ew/

   /

   ..;«L

   Фи.г

   тип

   Труда

   Полюс

   Ярмо

   тороидальное

   Фие.З

   ИГ. 4.