SU1663523A1 - Вихретоковое устройство неразрушающего контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано дл  контрол  толщины и проводимости тонких металлических пленок. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности контрол  за счет введени  амплитудно-фазовой настройки цепей устройства и формировани  напр жени  компенсации ухода нул  информационного сигнала. Низкочастотный сигнал с генератора поступает на варикап, измен   его емкость в пределах, обеспечивающих перекрытие точки настройки цепей на нуль сигнала. При расстройке устройства отрицательное напр жение с усилител  посто нного тока поступает на компаратор, который включает источник эталонного напр жени , поступающего через схему задержки на вход высокочастотного амплитудного детектора, подстраива  нуль информационного сигнала. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к средствам вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано дл  контрол  толщины и проводимости металлических покрытий на диэлектриках как в процессе производства, так и после изготовлени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности контрол  за счет введени  амплитудно-фазовой настройки цепей устройства и формировани  напр жени  компенсации ухода нул  информационного сигнала.

На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит высокочастотный генератор 1, высокочастотный амплитудный детектор 2, соединенные последовательно усилитель 3 посто нного тока и индикатор 4, трехобмоточный дифференциальный вих- ретоковый преобразователь 5, возбуждающа  обмотка 6 которого подключена к выходу высокочастотного генератора 1, перва  и втора  измерительные обмотки 7 и 8 соединены встречно, начало второй измерительной обмотки 8 соединено с концом обмотки 6 возбудител , соединенные последовательно низкочастотный генератор 9 и резистивно-емкостной делитель 10 напр жени , второй и третий входы которого соединены соответственно с началом первой измерительной обмотки 7 и общей точкой измерительных обмоток 7 и 8, а выход - с входом высокочастотного амплитудного детектора 2, клемму 11, предназначенную дл  подключени  положительного посто нного напр жени , и делитель 12 напр жени , выход которого соединен с первым входом резистивно-ем- костного делител  10 напр жени , схему 13 измерени  минимального значени  напр жени , первый и второй входы которой соединены соответственно с выходом высокочастотного амплитудного детектора 2 и плюсовой клеммой 11 источника постоСО

с

о о со ел

N) СО

 нного тока, а выход - с входом усилител  3 посто нного тока, соединенные последовательно компаратор 14, вход которого соединен с выходом усилител  3 посто нного тока, источник 15 эталонного напр жени , схему 16 задержки, выход которой соединен с входом высокочастотного амплитудного детектора 2. Резистивно-емкостный делитель 10 напр жени  выполнен в виде соединенных последовательно в замкнутую цепь первого конденсатора 17,варикапа 18, анод и катод которого соединены соответственно с первым конденсатором 17 и первым входом резистивно-емкостного делител  10 напр жени , второго конденсатора 19, первого резистора 20, переменного резистора 21, ползунок которого  вл етс  третьим входом резистивно-емкостного делител  10 напр жени , и второго резистора 22, который , соедин  сь с первым конденсатором 17, замыкает цепь третьего конденсатора 23, подключенного к общей точке второго конденсатора 19 и первого резистора 20, котора   вл етс  вторым входом резистивно-емкостного делител  10 напр жени , второй вывод третьего конденсатора  вл етс  выходом резистивно-емкостного делител  10 напр жени .

Устройство работает следующим образом .

Сигнал высокочастотного генератора 1 поступает на возбуждающую обмотку вих- ретокового преобразовател  5. При этом на первой и второй измерительных обмотках 7 и 8 наводитс  электродвижуща  сила, значение которой зависит от разнообразных факторов. Дл  того, чтобы ограничить число этих факторов завис щими только от свойств контролируемой детали, производ т амплитудно-фазовую настройку цепей, подключенных к измерительным обмоткам 7 и 8, добива сь минимального или нулевого сигнала в отсутствие детали. С этой целью на катод варикапа 18 резистивно-емкостного делител  10 напр жени  подаетс  низкочастотный сигнал с низкочастотного генератора 9 и посто нное напр жение положительной пол рности с клеммы 11 через делитель 12 напр жени . Элементы схемы резистивно-емкостного делител  10 напр жени  и делител  12 напр жени  подбираютс  такими, чтобы изменение емкости варикапа 18 под действием низкочастотного сигнала перекрывало точку настройки выходного сигнала измерительных обмоток 7 и 8 на минимум. На вход высокочастотного амплитудного детектора 2 поступает высо- кочастотный промодулированный низкой частотой сигнал, значение напр жени  которого в минимуме за счет упом нутого

выше перекрыти  не мен етс  при различных температурных и временных сдвигах частоты высокочастотного генератора 1. На выходе высокочастотного амплитудного детектора 2 остаетс  положительна  составл юща  низкочастотной огибающей, котора  поступает на первый вход (неинвертирую- щмй) схемы 13 измерени  минимального значени  напр жени . На второй ее вход

0 (инвертирующий) через резистор поступает посто нное напр жение с плюсовой клеммы 11 источника посто нного тока, сдвигающее выходной положительный сигнал в сторону отрицательных значений. Дл  ком5 пенсации отрицательной составл ющей на вход амплитудного высокочастотного детектора 2 подаетс  управл емое посто нное напр жение, которое измен етс  при помощи компаратора 14 и источника 15 эталон0 ного напр жени  так, чтобы выходной сигнал на индикаторе 4 в промежутке между измерени ми был равен нулю. При по влении на входе индикатора 4 малого отрицательного напр жени  (уход нул  в

5 отрицательную сторону) оно подаетс  на вход компаратора 14, на выходе которого в этом случае по вл етс  положительное напр жение питани  +15В, которое заставл ет срабатывать источник 15 эталонного

0 напр жени . На выходе источника 15 по вл етс  положительное управл ющее напр жение ,, быстро зар жающее конденсатор С2 схемы 16 задержки через сопротивление R5 схемы 16 задержки (посто нна  времени за5 р дки составл ет несколько миллисекунд) до напр жени , необходимого дл  восстановлени  нул  на входе индикатора 4. Положительное напр жение с конденсатора С2 через резистор R4 подаетс  на вход высоко0 частотного амплитудного детектора 2 и, увеличива сь , смещает напр жение полезного сигнала в сторону положительных значений . При достижении нул  на входе индика- .тора 4, а также при положительном

5 напр жении (полезный сигнал при помещении на преобразователь измер емого образца ) компаратор 14 и источник 15 эталонного напр жени  не срабатывают, напр жени  на их выходах равны нулю. На

0 конденсаторе С2 остаетс  напр жение, соответствующее нулевому выходному сигналу без образца. Это напр жение медленно уменьшаетс  (посто нна  времени разр дки конденсатора С2 более 100с), пока име5 етс  положительное напр жение на входе индикатора 4, т.е. пока на вихретоковом преобразователе 5 имеетс  рабочий образец , вызыва  при этом медленное уменьшение этого положитепьного напр жени  на индикаторе 4 (полезный сигнал). Считывание показаний по индикатору 4 при измерени х следует проводить в первые 5с, при этом погрешность за счет самоуменьшени  выходного сигнала составл ет менее 1%. Так как в процессе измерени  образца напр жение на конденсаторе С2 уменьшилось при сн тии образца с вихретокового преобразовател  5 (промежуток между измерени-  ми), выходной сигнал устройства сдвигаетс  в отрицательную сторону, на входе индикатора 4 и компаратора 14 по вл етс  малое отрицательное напр жение, срабатывают компаратор 14 и источник 15 эталонного напр жени , быстро подзар жаетс  конденсатор С2, нуль восстанавливаетс , процесс повтор етс , происходит автоматическа  подстройка нул  в паузы между измерени ми.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет автоматической подстройки на минимум в процессе измерений и автоподстройки нул  в промежутках между измерени ми позвол ет существенно повысить их точность и оперативность, исключить необходимость ручной подстройки, что позвол ет использовать его в поточном производстве на автоматизированных лини х .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Вихретоковое устройство неразрушающего контрол , содержащее высокочастотный генератор, высокочастотный амплитудный детектор, соединенные последовательно усилитель посто нного тока и индикатор, трехобмоточный дифференциальный вихретоковый преобразователь, возбуждающа  обмотка которого подключена к выходу высокочастотного генератора, перва  и втора  измерительные обмотки соединены встречно, начало второй измерительной обмотки соединено с корпусом, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  точности и производительности контро- л , оно снабжено соединенными

   последовательно низкочастотным генератором и резистивно-емкостным делителем напр жени , второй и третий входы которого соединены соответственно с началом. 5 первой измерительной обмотки и общей точкой измерительных обмоток, а выход - с входом высокочастотного амплитудного детектора , делителем напр жени , выход которого соединен с первым входом

   0 резистивно-емкостного делител  напр жени , схемой измерени  минимального значени  напр жени , первый вход которой соединен с выходом высокочастотного амплитудного детектора, второй вход объеди5 нен с входом делител  напр жени  и предназначен дл  подключени  к положительному полюсу источника посто нного напр жени , а выход соединен с входом усилител  посто нного тока, соединенными

   0 последовательно компаратором, вход которого соединен с выходом усилител  посто нного тока, источником эталонного напр жени , схемой задержки, выход которой соединен с входом высокочастотного

   5 амплитудного детектора, а резистивно-ем- костный делитель напр жени  выполнен в виде соединенных последовательно в замкнутую цепь первого конденсатора, варикапа , анод которого соединен с первым

   0 конденсатором, а катод  вл етс  первым входом резистивно-емкостного делител  напр жени , второго конденсатора, первого резистора, переменного резистора, регулируемый вывод которого  вл етс  третьим

   5 входом резистивно-емкостного делител  напр жени , и второго резистора, второй вход которого соединен с первым конденсатором и корпусом, третьего конденсатора, подключенного к общей точке второго кон0 денсатора и первого резистора, котора   вл етс вторымвходом резистивно-емкостного делител  напр жени , второй вывод третьего конденсатора  вл етс  выходом резистивно-емкостного

   5 делител  напр жени .