UA137721U

UA137721U - VIDEO CURRENT DEFECTOSCOPE FOR INSPECTION OF METAL PRODUCTS

Info

Publication number: UA137721U
Application number: UAU201902949U
Authority: UA
Inventors: Дмитро Володимирович Трушаков
Original assignee: Центральноукраїнський Національний Технічний Університет
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-11-11

Abstract

Вихорострумовий дефектоскоп для контролю металевих виробів містить послідовно з'єднані автогенератор синусоїдальної напруги, вимірювальний коливальний контур, індикатор, суматор, увімкнений за схемою віднімання, і фільтр низьких частот. Додатково містить еталонний коливальний контур, фазовий детектор, перший фільтр високих частот, другий фільтр високих частот, схему збігу. При цьому вихід автогенератора синусоїдальної напруги з'єднаний через вимірювальний коливальний контур з першим входом суматора, увімкненого за схемою віднімання, другий вхід якого підключено до виходу додатково введеного еталонного коливального контуру. Вихід вимірювального коливального контуру приєднано до першого входу додатково введеного фазового детектора. Вихід еталонного коливального контуру приєднано до другого входу додатково введеного фазового детектора. Виходи вимірювального коливального контуру і еталонного коливального контуру приєднані до першого і другого входів суматора, увімкненого за схемою віднімання. Вихід суматора приєднано через фільтр низьких частот до керуючого входу автогенератора синусоїдальної напруги. Вихід суматора через додатково введений другий фільтр високих частот приєднано до другого входу додатково введеної схеми збігу. Вихід додатково введеного фазового детектора через додатково введений перший фільтр високих частот приєднано до першого входу додатково введеної схеми збігу, вихід якої приєднано до індикатора.The eddy current flaw detector for monitoring metal products contains a series-connected sinusoidal voltage generator, a measuring oscillating circuit, an indicator, an adder turned on by a subtraction circuit, and a low-pass filter. Additionally, it contains a reference oscillating circuit, a phase detector, a first high-pass filter, a second high-pass filter, and a matching circuit. The output of the sinusoidal voltage generator is connected via a measuring oscillating circuit with the first input of the adder, switched on by the subtraction circuit, the second input of which is connected to the output of the additionally introduced reference oscillating circuit. The output of the measuring oscillating circuit is connected to the first input of the additionally introduced phase detector. The output of the reference oscillating circuit is connected to the second input of the additionally introduced phase detector. The outputs of the measuring oscillating circuit and the reference oscillating circuit are connected to the first and second inputs of the adder, switched on by the subtraction circuit. The output of the adder is connected through a low-pass filter to the control input of the auto-generator of sinusoidal voltage. The output of the adder through the additionally introduced second high-pass filter is connected to the second input of the additionally entered matching scheme. The output of the additionally introduced phase detector through the additionally introduced first high-pass filter is connected to the first input of the additionally entered matching circuit, the output of which is connected to the indicator.

Description

Корисна модель належить до контрольно-вимірювальної техніки та може застосовуватись у вихорострумовій (електромагнітній) дефектоскопії для автоматичного і ручного контролю металевих виробів у випадках, коли важко здійснити точну фіксацію проміжку між накладним вихорострумовим перетворювачем (котушкою індуктивності), який містить вимірювальний коливальний контур, і поверхнею виробу, що контролюється.The useful model belongs to control and measurement technology and can be used in eddy current (electromagnetic) defectoscopy for automatic and manual control of metal products in cases where it is difficult to accurately fix the gap between the overhead eddy current converter (inductance coil), which contains the measuring oscillating circuit, and the surface controlled product.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі є вихорострумовий дефектоскоп для контролю металевих виробів (патент на винахід Мо 62570, 501М 27/00, С01М 27/90 Гамалій В.Ф.,The closest analog of a useful model is an eddy current flaw detector for checking metal products (patent for the invention Mo 62570, 501М 27/00, С01М 27/90 Gamalii V.F.,

Пащенко В.Ф., Трушаков Д.В.|. Він містить послідовно з'єднані автогенератор синусоїдальної напруги, вимірювальний коливальний контур, еталонний генератор синусоїдальної напруги, індикатор, суматор, увімкнений за схемою віднімання, нелінійний елемент із зоною нечутливості і фільтр низьких частот. У цьому приладі для відстроювання від впливу коливань зазору між вихорострумовим перетворювачем, що входить до складу вимірювального коливального контуру, і контрольованою поверхнею виробу використано резонансний метод.Pashchenko V.F., Trushakov D.V.|. It contains a series-connected sinusoidal autogenerator, a measuring oscillating circuit, a reference sinusoidal voltage generator, an indicator, an adder enabled by a subtraction circuit, a nonlinear element with a deadband, and a low-pass filter. In this device, the resonant method is used to adjust the gap between the eddy current converter, which is part of the measuring oscillating circuit, and the controlled surface of the product from the influence of oscillations.

Недоліком цього приладу є зменшення розрізнювальної здатності при виявленні дрібних дефектів, тобто можливість невірних спрацювань у випадку встановлення вихорострумового перетворювача на кромку чи гострий край контрольованої деталі та внаслідок коливань зазору між вихорострумовим перетворювачем та поверхнею контрольованої деталі.The disadvantage of this device is the reduction of the discriminating ability when detecting small defects, that is, the possibility of incorrect operation in the case of installing the eddy current converter on the edge or sharp edge of the controlled part and due to fluctuations in the gap between the eddy current converter and the surface of the controlled part.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності контролю металевих виробів шляхом відстроювання від впливу проміжку між вихорострумовим перетворювачем і контрольованою поверхнею, а також виключення невірних спрацювань в випадку встановлення вихорострумового перетворювача на кромку чи гострий край контрольованої деталі. Це досягається підтримкою постійного значення частоти коливань у вимірювальному коливальному контурі, при якій амплітуда напруги у цьому контурі не залежить від величини коливань проміжку. Крім цього завдяки відслідковуванню фази та величини імпульсу сигналу виключається можливість невірних спрацювань у випадку встановлення вихорострумового перетворювача на кромку чи гострий край контрольованої деталі.The basis of the useful model is the task of increasing the accuracy of control of metal products by adjusting the gap between the eddy current converter and the controlled surface, as well as eliminating incorrect operation in the case of installing the eddy current converter on the edge or sharp edge of the controlled part. This is achieved by maintaining a constant value of the frequency of oscillations in the measuring oscillating circuit, in which the amplitude of the voltage in this circuit does not depend on the magnitude of the oscillations of the gap. In addition, thanks to the tracking of the phase and the magnitude of the signal pulse, the possibility of incorrect operation is eliminated in the case of installing the eddy current converter on the edge or sharp edge of the controlled part.

Поставлена задача вирішується тим, що вихорострумовий дефектоскоп для контролю металевих виробів, що містить послідовно з'єднані автогенератор синусоїдальної напруги, вимірювальний коливальний контур, індикатор, суматор, увімкнений за схемою віднімання, і фільтр низьких частот, згідно з корисною моделлю, додатково містить еталонний коливальний контур, фазовий детектор, перший фільтр високих частот, другий фільтр високих частот, схему збігу, причому вихід автогенератора синусоїдальної напруги з'єднаний через вимірювальний коливальний контур з першим входом суматора, увімкненого за схемою віднімання, другий вхід якого підключено до виходу додатково введеного еталонного коливального контуру, вихід вимірювального коливального контуру приєднано до першого входу додатково введеного фазового детектора, вихід еталонного коливального контуру приєднано до другого входу додатково введеного фазового детектора, виходи вимірювального коливального контуру і еталонного коливального контуру приєднані до першого і другого входів суматора, увімкненого за схемою віднімання, вихід суматора приєднано через фільтр низьких частот до керуючого входу автогенератора синусоїдальної напруги, вихід суматора через додатково введений другий фільтр високих частот приєднано до другого входу додатково введеної схеми збігу, вихід додатково введеного фазового детектора через додатково введений перший фільтр високих частот приєднано до першого входу додатково введеної схеми збігу, вихід якої приєднано до індикатора.The task is solved by the fact that the eddy current flaw detector for checking metal products, which contains a series-connected autogenerator of sinusoidal voltage, a measuring oscillating circuit, an indicator, an adder switched on according to the subtraction circuit, and a low-pass filter, according to a useful model, additionally contains a reference oscillating circuit, a phase detector, a first high-pass filter, a second high-pass filter, a matching circuit, and the output of the sinusoidal voltage autogenerator is connected through a measuring oscillating circuit to the first input of the adder, turned on according to the subtraction circuit, the second input of which is connected to the output of the additionally introduced reference oscillating circuit, the output of the measuring oscillating circuit is connected to the first input of the additionally introduced phase detector, the output of the reference oscillating circuit is connected to the second input of the additionally introduced phase detector, the outputs of the measuring oscillating circuit and the reference oscillating circuit are connected to o the first and second inputs of the adder, switched on according to the subtraction scheme, the output of the adder is connected through a low-pass filter to the control input of the sinusoidal voltage autogenerator, the output of the adder through the additionally introduced second high-frequency filter is connected to the second input of the additionally introduced matching circuit, the output of the additionally introduced phase detector through the additionally introduced first high-pass filter is connected to the first input of the additionally introduced matching circuit, the output of which is connected to the indicator.

Здійснення вихорострумового дефектоскопа для контролю металевих виробів представлено структурною схемою, що пояснює принцип дії вихорострумового дефектоскопа для контролю металевих виробів.The implementation of an eddy current flaw detector for the inspection of metal products is represented by a structural diagram that explains the principle of operation of an eddy current flaw detector for the inspection of metal products.

Вихорострумовий дефектоскоп складається з послідовно з'єднаних автогенератора синусоїдальної напруги 1, вихід якого підключено паралельно до входів вимірювального коливального контуру 2 і еталонного коливального контуру 3, вихід вимірювального коливального контуру 2 підключено до першого входу фазового детектора 7, вихід еталонного коливального контуру З підключено до другого входу фазового детектора 7, виходи вимірювального 2 і еталонного З коливальних контурів приєднані до першого і другого входів суматора, увімкненого за схемою віднімання 4, вихід якого приєднано через фільтр низьких частот 5 до керуючого входу автогенератора синусоїдальної напруги 1, вихід суматора 4 через другий фільтр високих частот б приєднано до другого входу схеми збігу 9, вихід фазового детектора 7 через перший фільтр високих частот 8 приєднано до першого входу схеми збігу 9, вихід якої приєднано до індикатора 10.The eddy current flaw detector consists of a series-connected autogenerator of sinusoidal voltage 1, the output of which is connected in parallel to the inputs of the measuring oscillating circuit 2 and the reference oscillating circuit 3, the output of the measuring oscillating circuit 2 is connected to the first input of the phase detector 7, the output of the reference oscillating circuit C is connected to the second the input of the phase detector 7, the outputs of the measuring 2 and the reference From the oscillating circuits are connected to the first and second inputs of the adder, turned on according to the subtraction circuit 4, the output of which is connected through the low-frequency filter 5 to the control input of the sinusoidal voltage autogenerator 1, the output of the adder 4 through the second high-pass filter frequencies b is connected to the second input of the matching circuit 9, the output of the phase detector 7 through the first high-pass filter 8 is connected to the first input of the matching circuit 9, the output of which is connected to the indicator 10.

Вихорострумовий дефектоскоп працює наступним чином.The eddy current flaw detector works as follows.

Автогенератор синусоїдальної напруги 1, що є джерелом синусоїдальної напруги, збуджує підключені до його виходу вимірювальний 2 і еталонний З коливальні контури. Еталонний коливальний контур З розташований поза контрольованою поверхнею (в корпусі дефектоскопа) і призначений для регулювання частоти автогенератора 1. Автоматичне настроювання частоти автогенератора виконується наступним чином. Вихідна напруга вимірювального коливального контуру 2, яка містить інформацію про величину зазору і про наявність дефекту у виробі, надходить на перший вхід суматора, увімкненого за схемою віднімання 4. Одночасно на другий вхід суматора 4 надходить вихідна напруга з еталонного коливального контуру 3. Сигнали у вигляді вихідних напруг вимірювального коливального контуру 2 і еталонного коливального контуру З порівнюються у суматорі 4 за амплітудою. Внаслідок цього на виході суматора 4, якій увімкнений за схемою віднімання, в залежності від співвідношення сигналів утворюється різницевий сигнал, який, проходячи через фільтр низьких частот 5, надходить на керуючий вхід автогенератора 1 і керує його частотою. У результаті автогенератор 1 виробляє таку частоту, при якій сигнали з вимірювального коливального контуру 2, еталонного коливального контуру З будуть однаковими. При цьому відбувається відстроювання від впливу такого заважаючого фактора, як коливання зазору між накладним вихорострумовим перетворювачем, який входить у вимірювальний коливальний контур 2, та контрольованою поверхнею феромагнітного виробу.Autogenerator of sinusoidal voltage 1, which is a source of sinusoidal voltage, excites the measuring 2 and reference Z oscillating circuits connected to its output. The reference oscillating circuit C is located outside the controlled surface (in the body of the flaw detector) and is designed to adjust the frequency of autogenerator 1. The automatic frequency adjustment of the autogenerator is performed as follows. The output voltage of the measuring oscillating circuit 2, which contains information about the size of the gap and the presence of a defect in the product, is supplied to the first input of the adder, which is enabled according to the subtraction circuit 4. At the same time, the output voltage from the reference oscillating circuit 3 is supplied to the second input of the adder 4. Signals in the form the output voltages of the measuring oscillating circuit 2 and the reference oscillating circuit C are compared in adder 4 by amplitude. As a result, at the output of the adder 4, which is enabled according to the subtraction scheme, depending on the ratio of the signals, a difference signal is formed, which, passing through the low-pass filter 5, enters the control input of the autogenerator 1 and controls its frequency. As a result, autogenerator 1 produces a frequency at which the signals from the measuring oscillatory circuit 2 and the reference oscillatory circuit Z will be the same. At the same time, there is a tuning from the influence of such an interfering factor as the fluctuation of the gap between the superimposed eddy current converter, which is included in the measuring oscillating circuit 2, and the controlled surface of the ferromagnetic product.

Поява тріщини призводить до різкої зміни вихідного сигналу з вимірювального коливального контуру 2. Такі швидкі імпульсні зміни згладжуються фільтром низьких частот 5 і не впливають на настройку автогенератора 1. Сигнал від вихорострумового перетворювача, що входить до складу вимірювального коливального контуру 2, надходить на перший вхід фазового детектора 7. Одночасно сигнал з еталонного коливального контуру З надходить на другий вхід фазового детектора 7. Фазовий детектор 7 використовується для виключення невірних спрацювань у випадку встановлення вихорострумового перетворювача на кромку чи гострий край контрольованої деталі. При цьому амплітуда сигналу з вихорострумового перетворювача зростає подібно сигналу знаходження дефекту в контрольованій деталі. Однак зміна фази цього сигналу протилежна за знаком, цей сигнал не буде пропускатись фазовим детектором 7. У випадку, якщо знайдено дефект типу "тріщина", сигнал від вихорострумового перетворювача, що входить до складу вимірювального коливального контуру 2, має характер короткогоThe appearance of a crack leads to a sharp change in the output signal from the measuring oscillating circuit 2. Such rapid pulse changes are smoothed out by the low-pass filter 5 and do not affect the setting of the autogenerator 1. The signal from the eddy current converter, which is part of the measuring oscillating circuit 2, enters the first input of the phase of the detector 7. At the same time, the signal from the reference oscillating circuit Z is fed to the second input of the phase detector 7. The phase detector 7 is used to exclude false alarms in the case of installing the eddy current converter on the edge or sharp edge of the controlled part. At the same time, the amplitude of the signal from the eddy current converter increases, similar to the signal of finding a defect in the controlled part. However, the phase change of this signal is opposite in sign, this signal will not be passed by the phase detector 7. In the event that a defect of the "crack" type is found, the signal from the eddy current converter included in the measuring oscillating circuit 2 has the character of a short

Зо імпульсу, проходить крізь фазовий детектор 7 і надходить до першого фільтра високих частот 8.From the pulse, passes through the phase detector 7 and enters the first high-pass filter 8.

Цей сигнал знаходиться у смузі пропускання першого фільтра високих частот 8 і надходить на перший вхід схеми збігу 9. Одночасно сигнал із виходу суматора, увімкненого за схемою віднімання 4, надходить на вхід другого фільтра високих частот 6. У випадку, якщо знайдено дефект типу "тріщина", сигнал має характер короткого імпульсу, проходить крізь другий фільтр високих частот 6 і надходить до другого входу схеми збігу 9. Таким чином, у випадку, якщо знайдено дефект типу "тріщина" виконується швидке збільшення амплітуди і фази сигналу, тоді схема збігу виробляє сигнал, що надходить до пристрою індикації 10.This signal is in the passband of the first high-pass filter 8 and enters the first input of the matching circuit 9. At the same time, the signal from the output of the adder, turned on according to the subtraction circuit 4, enters the input of the second high-pass filter 6. In the event that a defect of the "crack" type is found ", the signal has the character of a short pulse, passes through the second high-pass filter 6 and enters the second input of the matching circuit 9. Thus, if a defect of the "crack" type is found, a rapid increase in the amplitude and phase of the signal is performed, then the matching circuit produces a signal , which comes to the display device 10.

Запропонована корисна модель дає можливість підвищити точність вихорострумового контролю та забезпечити більш точне виявлення дефектів типу "тріщина" при проведенні вихорострумової дефектоскопії металевих деталей та виробів.The proposed useful model makes it possible to increase the accuracy of eddy current control and ensure more accurate detection of "crack" type defects during eddy current defectoscopy of metal parts and products.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA An eddy current flaw detector for the inspection of metal products, containing a series-connected autogenerator of a sinusoidal voltage, a measuring oscillating circuit, an indicator, an adder enabled by a subtraction circuit, and a low-pass filter, which is distinguished by the fact that it additionally contains a reference oscillating circuit, a phase detector, the first high-pass filter, the second high-pass filter, a matching circuit, and the output of the autogenerator of the sinusoidal voltage is connected through a measuring oscillating circuit to the first input of the adder, turned on according to the subtraction circuit, the second input of which is connected to the output of the additionally introduced reference oscillating circuit, the output of the measuring oscillating circuit is connected to the first input of the additionally introduced phase detector, the output of the reference oscillating circuit is connected to the second input of the additionally introduced phase detector, the outputs of the measuring oscillating circuit and the reference oscillating circuit are connected to the first and other of all the inputs of the adder, turned on according to the subtraction scheme, the output of the adder is connected through a low-frequency filter to the control input of the autogenerator of sinusoidal voltage, the output of the adder through the additionally introduced second high-frequency filter is connected to the second input of the additional introduced matching circuit, the output of the additionally introduced phase detector through the additionally introduced first the high-pass filter is connected to the first input 60 of an additionally introduced matching circuit, the output of which is connected to the indicator.

ip inshikator rohkhktazhkanknna line zneeseeeeeeeetsssssssgvstsst, SHE with | basevai at 5 p.m.

She eats; : Y zketektvr A I Vyk ekikh FREQUENTLY: «ж: and жх; I and 3; And Zhvtagenerator Fr. zhk Vinymovayany district. s M K ННОсОиДЯН RO zoannnakhnny and a | Str UVK off hurt! vmyuch 00100 00ozhenk TO nan venyy for hiding nazhknh E and sho ra Z; ! | vidvveeya frequent and І і і N И і і і і ory | from RO Eladaayuvyv | | ! I'm forged Y.annnnnaannnnndnaaaanainnnnnnnsuyu METU ENER and kanzhe | Thank you very much! demand ip p pet tet tet n llyana ttestya