SU847174A1 - Двухчастотный модул ционный дефектоскоп - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к неразрушак цим методам и средств контрол  качества материалов и изделий, и может быть использовано дл  дефектоскопии проката, проволоки, труб,.баллонов, прутков и других изделий из электропровод щих материалов. При электроиндуктивном контроле результирующее поле преобразовател , расположенного над электропровод щим телом (магнитньм или немагнитным определ етс  суммарным векторным потенциалом первичных и вторичных индуцированных токов. Наличие дефектов обуславливает перераспределение вторичных токов в окрестности дефекта, что приводит к образованию аномального пол  (поле дефекта). Вектор индукции пол  дефекта будет зависеть от глубины залегани  дефекта, его величины (например, радиуса раковины), глубины проникновени  вихревых токов, выделение составл ющей индукции пол  дефекта (полости, т1 ещины, включени ) св зано с по влением в результирующем поле пространственной составл ющей вектора индукции пол  дефекта. При контроле металлоизделий используют амплитудные одно- и двухчастотные дефектоскопы с различными электромагнитньти преобразовател ми, расположенными на фиксированном рассто нии от издели . Известно устройство дл  магнитного анализа ферромагнитных материалов, содержащее два генератора и два резистора , включенные по мостовой схеме, в измерительную цепь которой включен индикатор Jl. Недостатком устройства  вл етс  вли ние зазора между преобразователем , индуктивность которого  вл етс  также индуктивностью контура одного из генераторов. Это вли ние понижает точность при определении величины измер емого параметра. Известен электромагнитный дефекTOCKon , содержащий два разночастотных генератора, рабочий и эталонньй преобразователи, два разночастотных усилител , два фазовых детектора с фазовращател ми, входы каждого из них соединены с выходом своего генератора и вычитающий каскад, входы которого соединены с выходаг 1и фазовых детекторов, а выход - с индикатором . Один канал в этом устройстве  вл етс  рабочим, а другой опорным . Выбором фазы опорных напр жений , осуществл емых с помощью фазовращателей , осуществл етс  отстройка от мешающего параметра, например электропроводности материала 2.

Недостатком устройства  вл етс  возможность отстройки только от одного мешающего параметра, в св зи с чем изменение величины зазора между преобразователем и изделием искажает результаты измерени .

Известно устройство дл  импульсного индуктивного контрол  изделий, содержащее последовательно включенные генератор, преобразователь, выпр митель , блок определени  среднего значени  сигнала и индуктора и регулирующую цепь из пикового детектора и блока сравнени  с иЬточником опорного напр жени , включенную между выходом выпр мител  и управл ющим входом генератора. В зтом устройстве изменение зазора между преобразователем и изделием приводит к изменению величины выходного напр жени  ге нератора З.

Недостатком устройства  вл етс  вли ние нестабильности измерительного канала на резульгаты измерени , а также малый диапазон регулировани  что приводит к понижению точности и достоверности результатов измерени .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  двухчастотный модул ционный дефектоскоп, содержащий два генератора , три усилител , регул тор амплитуды , амплитудный детектор, фазочувствительный выпр митель, фильтры нижних и верхних частот и выходной блок.

Устройство работает следующим образом .

Один из генераторов посылает на преобразователь сигнал низкой частоты , а другой - сигнал высокой частоты , с преобразовател  измерительный сигнал низкой частоты поступает

471744

через низкочастотный измерительный канал на выходной блок, который дает величину измер емого параметра. Высокочастотный сигнал, пропорциональный величине зазора, поступает в свой канал, где после преобразований и вьтр млени  фазовым детектором, поступает на блок регулировки сигнала. Использование такой системы регулировJQ ки создает возможность уменьшени  вли ни  зазора преобразователь-изделие на результат контрол  4.

Недостатком дефектоскопа  вл етс  сложной в настройке и невысока i точность контрол , обусловленна  нестабильностью и неидентичностью частотных характеристик двух каналов. Так, температурные и режимные измерени  параметров низкочастотных и высокочастотных скал рных умножителей и резистивных элементов, неидентичность выходных напр жений генераторов, неравенство коэффициентов усилени  масштабных преобразователей и других 25 звеньев 1змерительной схемы в услови х производства вызывает дополнительные погрешности контрол ,значение которых соизмеримо с погрешностью от колебаний скорости их движени  и зазора электромагнитный преобразовательизделие .

- Цель изобретени  - пОвьшение точности и достоверности контрол  изделий при колебани х скорости движени  35 и величины зазора электромагнитный преобразователь-изделие в широких пределах.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что дефектоскоп снабжен балансным 40 смесителем, к входам которого подключены генераторы, а к выходу - регул тор амплитуды, выход которого сое- динен с входамидвух усилителей, коммутатором , сое{ иненным входами с выходами этих двух усилителей, а выходом - с входом цепочки из посл.едова . тельно соединенных преобразовател . Третьего усилител , детектора, фильтра верхних .частот, выпр мител  и 50 выходного блока, коммутационным мультивибратором , 9ЫХОДЫ Которого соединен с управл ющим входом коммутатора и опорным входом выпр мител , а также дифференциальным усилителем и 55 источником опорного напр жени , подKjno4eHHbiM к одному из входов дифференциального усилител , другой вход которого через фильтр нижних частот соединен с выходом детектора, а его 5 выход - с управл ющим входом регул тора амплитуды. На чертеже представлена блок-схе ма двухчастотного модул ционного дефектоскопа. Дефектоскоп содержит первый и вт рой высокочастотные генерато зы 1 и 2, соединенные со входом балансно го смесител  3, регул тор 4 амплитуды (регулируемый делитель напр же ни ;. Регул тор 4 соединен с входами параллельно включенных избирательных усилителей: первого усилител  5 суммарной ((4J),+CJL) частоты и второго усилител  6 разностной () частоты, а их выходы соединены с вх дом коммутатора 7, к управл ющему входу которого подключен выход комму тационного мультивибратора 8 часто та генерации которого Q.«WU. и Wi К выходу коммутатора 7 подключен эл тромагнитный преобразователь 9, вклю ченный в мостовую схему или выполненный в виде переходного трансформ тора. Выход преобразовател  9 соединен с последовательно включенньми широкополосным третьим усилителем 10, амплитудным детектором 11. Выход детектора 11 через фильтр 12 нижних частот соединен с одним из входЬв дифференциального усилител  13, второй вход которого соединен с источни ком 14 опорного напр жени . Выход ди ференциального усилител  13 подключе к управл ющему входу регул тора 4. К выходу детектора 11 также подключен через фильтр 15 верхних частот и фазочувствительный выпр митель 16, выходной блок 17, опорный вход вьшр мител  16 соединен с выходом мультивибратора 8. Устройство работает следующим образом . Колебани  высокочастотного генератора I (u;,t+4-() смешивают с колебани ми высокочастотного гене .ратора 2 U2 U2C05{u;,) в балансном смесителе 3. В результате .смешивани  образуютс  колебани  вида 12 )U U2COs(.iiL), CS,,/2)U U2Coe()-t-bVvPa:l, W гдеУ,Ч2. фазовые углы; S-г - крутизна преобразовател . оГ т смесител  JLBJНизкочастотна  составл юща  разностей частоты UU -U|fUJQ используетс  в качестве зондирующего сигнала. 46 а высокочастотна  составл юща  суммарной частоты ии - Дл  компенсации вли ни  колебаний зазора преобразователь-изделие . Вьщеление напр жений суммарной и разностной частоты производ т с помощью усилителей 5 и 6. Автоматическим коммутатором 7, управл емым напр жением коммутационного мультивибратора 8, формируютс  пакеты зондирующего (испытательного) и компенсационного, напр жений. Частота напр жени  мультивибратора 8 выбираетс  значительно меньше разностной частоты збндирующего напр жени  й.«:а))2-u)o. Пакеты напр жений суммарной (компенсационной ) и разностной испытательной частот поочередно воздействуют на преобразователь 9. Выходное напр жение преобразовател  9 зависит как от свойств контролируемого издели , так и от скорости двиени  и величины зазора преобразователь-изделие . Амплитуда низкочастотного напр жени  зависит от электромагнитных характеристик свойств номального пол  дефекта контролиуемого издели , а также от величиы его скорости и зазора электромагитный преобразователь-изде.пие ;--5,,(/5в О-Го-Те/2),,иДС2) де К ,К, К , К. - коэффициенты передачи 4 э -fo И соответственно регул тора 4 усилител  5, усилител  10 и детектора 11; SQ - чувствительность преобразовател  9; (jfjj - коэффициент, учитывающий вли ние зазора на чувствительность преобразовател  9; - коэффициент учитывающий вли ние аномального . электромагнитного пол  дефекта на чз ствительность преобразовател . .Амплитуда высокочастотного напр жеи  в виду малой глубины проникновеи  электромагнитной волны, практичеси не ,испытьшает вли ни  аномального ол  дефекта () J 4444t o NoVUiU,.-ез), где К,- - коэффициент передачи усшшо тел  6. Непрерывна  работа автоматического коммутатора 7, управл емого напр  жением мультивибратора 8, формирует на выходе преобразовател  9, частот но-модулированное напр жение, состо щее из пакетов колебаний разностной частотыi& -u;, ии с амплитудой U, и пакетов суммарной частотыии +иц,, ш с амплитудой Ц. Коэффициенты усилени  усилителей 5 и 6 выбираютс  равными (). Это приводит к тому, что при отсутствии аномального пол  дефекта в . контролируемом изделии амплитуды пакетов разностной и суммарной частот равны ,). Аномальное поле , xj-f ll дефекта приводит к неравенству ампл туд пакетов в двухчастотном напр жении ,, что равнозначно по влению амплитудной модул ции. Изменение скорости и величины зазора преобразователь-изделие в одинаковой мере измен ет амплитуды высокочастотного и низкочастотного напр жений и и U(, Поэтому по вление амплитудной модул ции однозначно свидетельствует о по влении дефекта независимо от скорости движени  и величины зазора преобразователь-контролируемое изделие. Частотно-модулированное напр жение усиливаетс  широкополосным усилителем 10 и детектируетс  амплитуд ным детектором 11. Посто нна  составл юща  детектора I, вьщеленна  фильтром 12 нижних частот пропорциональна полусумме амплитуд пакетов разностной и суммарной частот ч,i-.,-т T6l2l.o«,,, Выделенное фильтром 2 напр жение воздействует на один из входов . усилител .13, на другой вход которо го поступает стабильное напр жение источника 14 (Ц соп51). Выходное напр жение усилител  13, пропорциональное ,э(1|, воздействует на управл ющий вход регул тора 4, П достаточно большом коэффициенте ус ни  усилител  13 ( ) его вход ные напр жени  автоматически уравновешиваютс  Ц2. результате такого регулировани  коэффициент делени  регул тора 4 будет равен ы 4 So.K SgH-To- rjl K oN.-iJa Фильтром 15 верхних частот выдел етс  переменна  составл юща  прог детектированного напр жени , пропорционального полуразности амплитуды суммарной и разностной частот II -V ykiy±L . % 2L ; ,(( где К - коэффициент передачи фильтра 15 верхних частот. Учитыва  значение коэффициента делени  регул тора 4, получим I (T6/gJ 15 K,,() поскольку коэффициенты Jb и Тб значительно меньше единицы ( Уо , ) коэффициенты передачи фильтров 15 и 12 выбираютс  одинаковыми ( то и ,где ,5 U,посто нна  дефектоскопа. Переменна  составл юща  напр жени , пропорциональна  аномальному полю дефекта, преобразует с  фазочувствительным вьшр мителем 16 и.в сигнал посто нного напр жени , воздействующий на выходной блок 17. Таким образом, выходной сигнал двухчастотного модул ционного дефектоскопа не зависит от величины скорости движени  и зазора электромагнитного преобразовател  - изделие, а также от изменений параметров измерительной схемы (балансного смесител  3, чувствительности электромагнитного преобразовател  9, коэффициента усилени  усилител  10, коэффициента передачи детектора 1 1) и колебаний величин амплитуд высокочастотных генераторов 1 и
2. 2. Указанные вьте особенности позвол ют существенно повысить точность и достоверность контрол  изделий, а также упрощают эксплуатацию дефектоскопа из-за отсутстви  необходимости в периодических подстройках параметров измерительной схемы в процессе работы Формула изобретени  Двухчастотньш модул ционный дефектоскоп , содержащий два генератора, три усилител , регул тор амплитудыj амплитудный- детектор, фазочувствительшзК выпр митель, фильтры нижних и верхних частот и выходной блок, о т