Способ вихретокового контроля материалов и изделий

,ЯО 6 А 1 О 1 И 27 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ РСНОМ ВИДЕТЕЛЬСТ К(56) Арш Э. И.измерения. М.;с. 118-120. юл. У 2едовательс инсти в88.8 тогенерато ергия, 197 е ТРО обласможет скатескопахтения .онтроля раметпреобра ем элек ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относитсяти неразрушающего контролябыть использовано в металллях, толщиномерах, структуи дефектоскопах. Цель изобповышение чувствительностиза счет усиления измененийров сигнала вихретоковогователя, вызванных изменени физических параметров объекта контроляВ способе используется вклю-:чение преобразователя в колебатель"ный контур автогенератора и недовоэбужденный режим работы автогенера"тора. При размещении преобразователяв зоне контроля и поступлении наавтогенератор периодических импульсов, период повторения которых превышает время затухания собственныхколебаний, возникают периодическиезатухающие колебания. Регистрациюпараметров затухающих колебаний производят с задержкой на и периодовэтих колебаний по отношению к моменту окончания действия импульсов возбуждения. Это позволяет увеличить ви раз приращения амплитуды и фазыколебаний, вызванных изменением электрофизических параметров объектаконтроля, а тем самым повысить чувствительность контроля,1+(-К) 55 1Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано при создании аппаратуры с вихретоковыми преобразователями (ВТП) для обнаружения металлических пред 5 метов, толщинометрии, структуроскопии и дефектоскопии материалов и изделий в различных отраслях народного хозяйства.10Цель изобретения - повышение чувствительности контроля эа счет увеличения изменений параметров .сигнала вихретокового преобразователя, вызванных изменением электрофизических параметров объекта контроля.На чертеже приведены эпюры напря" жений на выходе генератора с ВТП при отсутствии и наличии металлического объекта.Сущность способа заключается в следующем.При периодическом возбуждении генератора с ВТП, включенным в частотозадающий колебательный контур, импульсами тока (см. чертеж, эпюра а), а также при условии предварительного задания недовозбужденного режима ра" боты генератора, близкого к критическому (генератор работает в режиме усилителя с положительной обратной связью - умножителя добротности) на выходе генератора возникают экспоненциально затухающие синусоидальные колебания на частоте резонанса контура с ВТП (см. чертеж, эпюра б). 35Огибающая выходного сигнала генератора при отсутствии металлического объекта описывается выражениемоэс е/ 2 О э - Гэ 2 3й () =П е" =П , е, =Б , е( 1 ) где Б - начальное значение амплиотуды сигналов;Ы - коэффициент затухания сигнала; 45г. - текущее значение времениизмерения (эа начало отсче"та берется момент временис =О);0 =2 И - частота свободных колебас 8ний;Я - эквивалентная добротностьколебательной системы;- эквивалентное активноесопротивление контура сучетом сопротивления (-К),вносимого цепью обратнойсвязи генератора; 2- индуктивность контура сВТП,При этом мгновенное значение сиг" нала на выходе генератора описывается выражением эсе эй-)=и, еэ=П,есоь (ыс С),Анализ выражений (1) и (2) показывает, что изменение комплексного сопротивления контура Е=г,+ы 1 э при внесении активных - К и реактивенных - ыЕпотерь от вихревых токов в объекте контроля, приводит к изменению частоты, фазы, постоянной времени и длительности процесса затухания сигнала, а также мгновенных значений напряжения в выбранные моменты времени, средних значений напряжений выбранных участков переходного процесса, отношения амплитуд выбранных полуволн затухающих колебаний (см. чертеж, эпюры ю,).Увеличение длительности процесса затухания колебаний в контуре с ВТП при высоких начальных значениях доб-ротности позволяет получить высокую чувствительность измерительной системы.Так, если в устройстве, реализующем способ вихретокового контроля, измерения производить на поздних стадиях процесса затухания колебаний, т.е. в момент с,(см, чертеж), соответствующий и"му периоду колебаний (и э 100-1000), то будет иметь место и-кратное увеличение изменений амплитуды А =и. йА, и фазы в .=и . Лц, сигнала по сравнению с начальным периодом колебаний (и=), Эпюры В,э., приведенные на чертеже, соответствуют изменению параметров затухающего сигнала при внесении в поле ВТП неферромагнитного (НФМ) и ферромагнитного (ФМ) металлических объектов.В случае невысоких начальных значений добротности компенсация потерь в контуре с ВТП осуществляется изменением режимных параметров генератора, представляющего собой четырех" полюсник с отрицательным сопротивлением, регулируемым в широких преде" лах (от десятков ом до десятков ки" лоом).Использование гибко перестраиваемой системы возбуждения сигнала ВТП обеспечивает большую длительность1366932 г Составитель И. Рекуноваежнина Техред М.Дидык немчик Редактор оррек 834/44ВНИИ Тираж 847ПИ Государственногоделам изобретений5, Москва, Ж, Ра дписн комитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/ 3 оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная затухания колебаний независимо от условий контроля и возможности компенсации потерь в контуре с ВТП. Способ вихретокового контроля обеспечивает значительное повышение чувстви 5 тельности контроля при простой схемной реализации. Кроме того, к достоинствам предлагаемого способа относятся временная привязка регистрируе мого затухающего сигнала к тактовым (запускающим) импульсам и удобство стыковки с ЭВМ. При использовании нескольких пери одически коммутируемых контуров, настроенных на разные частоты, можно вести одновременный контроль нескольких параметров материалов и изделий20 формула изобретения Способ вихретокового контроля материалов и изделий, заключающийся в том, что вихретоковый преобразовательвключают в колебательный контур автогенератора, обеспечивают режим прерывистой генерации, устанавливаютпреобразователь в зоне контроля и регистрируют изменение параметров затухающих колебаний, по которым определяют характеристики объекта контроля, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чувствительности контроля, режим прерывистой генерации обеспечивают заданием невозбужденного режима работы автогенератора и его последующим возбуждениемпериодически повторяющимися импульсами, период повторения которых пре"вышает время затухания собственныхколебаний, а регистрацию измененийпараметров затухающих колебаний производят с задержкой на и периодовэтих колебаний по отношению к моменту окончания действия импульсов возбуждения,