Устройство для неразрушающего контроля

(в г( ( ТОРСКОМУ С ТЕЛ ЬСТ рас- стит ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(71) Рижский ордена Трудового К ного Знамени политехнический ин ут (53) 620.179.14 (088.8)(56) 1.Теория и практика безэталонных методов контроля.М., "Машиностроением 1973 ф с. 27.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ, содержащее последовательно соединенные частотный модулятор, генератор, вихретоковый преобразователь, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу генератора, и индикаторный блок, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено включенным между выходом фазового детектора и блоком индикации последовательно соединенным усилителем постоянного тока с управляемым коэффициентом усиления и фильтром постоянной составляющей, цепью обратной связи, выполненной в виде последовательно соединенных фильтра переменной составляющей, синхронного детектора, опорный вход которого подключен к второму выходу частотного модулятора, двух компараторов напряжения, первые два входа которых соединены с выходом синхронного детектора, блока опорного напряжения, подключенного к двум другим входам компараторов, триггера, раздельные входы которого соединены с соответст-щФ вующими выходами компараторов, интегратора, вход которого подключен к выходу триггера и является выходом цепи обратной связи.10 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано в авиационной,машиностроительной, судостроительной и автомобильной промышленностидля нераэрушающего контроля изменений свойств материала металлическихконструкций различной формы.Известно устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные частотныймодулятор, генератор, вихретоковыйпреобразователь МВТП ), фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу генератора, и индикаторный блок. 15В этом устройстве в процессе измерений поддерживают постоянной фазу выходного напряжения ВТП путемизменения частоты тока питающегогенератора с помощью частотного мо дулятора синхронно с изменением параметров объекта контроля, а по величине амплитуды выходного напряжения ВТП и значению частоты тока судят о результатах контроля Г 1) , 25Недостаток известного устройства состоит в невозможности контроля электрофизических параметров (удельной электрической проводимости Б или произведения магнитной проницаемости )к н 6 ) электропроводящих объектов произвольной формы независимо от изменения кривизны поверхности объекта контроля, величины зазора между ВТП и поверхностью объекта контроля, угла наклона плоскости ВТП, наличия краевого эффекта, вызванного приближением ВТП к краю изделия, а также присутствия внутри объекта контроля вмятин, расслоений и непроводящих включений. Это обусловлено тем, что линии отвода на годографе вносимых напряжений ВТП накладного типа, по перечисленным мешающим параметрам, резко отличаются от прямых, выходящих из начала 45 координат годографа. Вследствие этого резко изменяется фаза вносимого напряжения ВТП и соответственно ей частота тока возбуждения, и контроль становится невозможным для случая 50 малых порядка 5-10 ) изменений контролируемых параметров, что существенно снижает надежность контроАЪ.Целью изобретения является повышение надежности контроля. 55 Указанная цель достигается тем, что устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные частотный модулятор, генератор, ВТП, Фазовый детектор, 60 второй вход которого подключен к выходу генератора, и индикаторный блок, снабжено включенным между выходом фазового детектора и блоком индикации последовательно соединенным усилителем постоянного тока с управляемым коэффициентом усиления и фильтром постоянной составляющей, цепью обратной связи, выполненной в виде последовательно соединенных Фильтра переменной составляющей, синхронного детектора, опорный вход которого подключен к второму выходу частотного модулятора, двух компараторов напряжения, первые два входа которых соединены с выходом синхронного детектора, блока опорного напряжения, подключенного к двум другим входам компараторов, триггера, раздельные входы которого соединены с соответствующими выходами компараторов, интегратора, вход которого подключен к выходу триггера и является выходом цепи обратной связи.На чертеже показана блок-схема устройства.Устройство состоит иэ частотного модулятора 1,генератора 2 синусоидального тока высокой частотой, ВТП З,фазового детектора 4, усилителя 5 постоянного тока с управляемым коэффициентом усиления, фильтров б и 7 соответственно выделения постоянной и переменной составляющих выходного напряжения фазового детектора 4, блока 8 индикации, а также канала управления коэффициентом усиления усилителя 5, содержащим синхронный детектор 9, компараторы 10 и 11, блок 12 опорного напряжения, триггер 13, интегратор 14.Частотный модулятор 1 присоединен к генератору 2 и синхронному детектору 9. Генератор 2 подключен последовательно соединенным ВТП 3, фазовому детектору 4 и усилителю 5 постоянного тока. фильтры б и 7 выделения постоянной и переменной составляющих выходного напряжения фазового детектора 4 присоединены к выходу усилителя 5 постоянного тока, блок 8 индикации подключен к выходу фильтра б. Выход фильтра 7 соединен с одним из входов синхронного детектора 9, второй вход которого подключен к выходу частотного модулятора 1. Одни ,входы компараторов 10 и 11 подключены к синхронному детектору 9, вторые входы - к блоку 12 опорного напряжения. Выходы компараторов 10 и 11 сое:дйнены с единичным и нулевым входами триггера 13. Выход триггера 13 подключен к интегратору 14, который своим выходом присоединен к управляющему входу усилителя 5. Последовательно соединенные фильтр 7 переменной составляющей, синхронный детектор 9, подключенные к нему компараторы 10 и 11, триггер 13, блок 12 опорного напряжения и интегратор 14 входят в цепь обратной связи.Заказ 937/37 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Гбсударственного комитета СССРпо делам .изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул,Проектная,4 Устройство работает следующим образом.В начальный момент ВТП 3 находится в воздухе, Напряжение встречно- включенных измерительных обмоток ВТП практически равно нулю, поэтому на 5 выходах фильтра б синхронного детектора 9 и интегратора 14 напряжение также равно нулю. Вследствие этого коэффициент усиления усилите-. ля 5 максимален. При установке ВТП 10 на поверхность объекта контроля на выходе ВТП появится переменное напряжение, которое детектируется фазовым детектором 4 и усиливается с максимальным коэффициентом усилителем 5В результате этого выходное напряжение синхронного детектора 9 становится больше выходного напряжения блока 12. При этом компара-. тор 10 вырабатывает строб-импульс, который перебрасывает триггер 13 в состояние "1 ф. На выходе триггера 13 появляется постоянное напряжение, поэтому выходное напряжение интегратора 14 начинает изменяться по линейному закону, Это вызывает , уменьшение коэффициента усиления усилителя 5, что в свою очередь приводит к уменьшению выходного напряжения синхронного детектора 9.Этот процесс продолжается до тех пор, пока выходноенапряжение синхронного детектора 9 не станет равным опорному напряжению блока 12. В этот момент прекращает работу компаратор 10 и начинает работать компаратор 11. Триггер 13 перебрасывается в состояние "0". Напряжение на выходе триггера 13 становится равным нулю. Интегратор 14 прекращает операцию интегрирования и на его 40 выходе удерживаешься постоянное напряжение, вследствие этого остается неизменным коэффициент усиления усилителя 5. С течением времени емкость интегратора 14 разряжается, напряжение на его выходе уменьшается. Это приводит к увеличению коэффициенТа усиления усилителя 5. Выходное напряжение синхронного детектора 9 становится больше опорного, срабатывает комнаратор 10, перебрасывается триггер 13 в состояние "1", и на вход интегратора 14 вновь поступает постоянное напряжение, иинтегрирующая емкость интегратора 14 подзаряжается.Таким образом, путем автоматического регулирования коэффициента усиления усилителя 5 поддерживается постоянной чувствительность 5 выходного напряжения ВТП по фазе к малым изменениям обобщенного параметра ВТПвызванным малыми вариациями частоты генератора 2. Эти вариации частоты вызываются периодическим изменением частоты ы генератора 2 на строго определенную величину Ьш. Тогда, учитывая, что 5 и = йЧ(да,при ЬШ = сопзФ, получают 5 ЧдЧ Так как д Ч пропорционально выходному напряжению синхронного детекто- ра 9, которое поддерживается равным опорному, то, регулируя величину опорного напряжения блока 12,можно менять в широких пределах чувствительность устройства по фазе. Это открывает возможность проведения измерений малых отклонений контролируемых параметров от номинальных зна,чений.Годовой экономический эффект от внедрения изобретения составит 200 тыс. рублей.