Импульсный электромагнитно-акустический дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 Ю 29/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИС ИЗОБРЕТЕНИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов(56) Авторское свидетельство СССР В 262465, кл . С О 1 И 29/04, 1968.Шаповалов П.Ф. Исследования и разработка импульсных электромагнитноакустических преобразователей и приборов для неразрушающего контропя: Лис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Кишинев: ВНИИИНК, 1973, с.130-132.(57) Изобретение относится к областинеразрушающего контроля и может бытьиспользовано для дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов.Целью изобретения является повышениепроизводительности контроля и снижение потребляемой мощности за счет ис"ключения потерь энергии на гасящемрезисторе обмотки и увеличения часто"ты следования и длительности импульсов, для чего блок 4 питания выполнен двуполярным, состоящим из источников положительного и отрицательного напряжений, и подключен к генератору 5 видеоимпульсов через второйи третий электронные ключи 10, 11,управляемые синхронизатором 1. Первый электронный ключ выполнен двуна"правленным и подключен к обмотке 9преобразователя. 1 ип.Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии изделий изферромагнитных материалов.Целью изобретения является повышение производительности контроля иснижение потребляемой мощности засчет исключения потерь энергии на гасящем резисторе обмотки и увеличениячастоты следования и длительностиимпульсов.Блок-схема дефектоскопа приведенана чертеже.Импульсный электромагнитно-акустический дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор1, блок 2 задержки и блок 3 обработки сигнала, блок 4 питания, выполненный двухполярным, состоящим из двухэлектрически связанных источниковположительного и отрицательного напряжений, последовательно соединенных генератора 5 видеоимпульсов,электронного ключа б, выполненногодвунаправленным и управляемым входом подключенного к выходу блока 2задержки, преобразователь 7 с сердечником 8 и обмоткой 9, подключеннойк выходу электронного ключа 6, второй10 и третий 11 электронный ключи,входами подключенные к выходам источ"ников положительного и отрицательного напряжений блока 4 питания, управ"ляющими входами - к второму и третьему выходам синхронизатора 1, а выходами - к входу генератора 5 видеоимпульсов,Дефектоскоп работает следующимобразом.Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы, которые поступают в блок2 задержки, С двух других выходовсинхронизатора 1 две,последовательности синхроимпульсов, с частотой.следования в 2 раза меньше основнойи сдвинутые друг относительно другана период основной частоты, подаютсяна управляющие входы ключей 10 и 11,Блок 4 питания состоит из двух источников - источника положительногонапряжения и источника отрицательного напряжения с общей регулировкойпо амплитуде выходных напряжений,что обеспечивает равенство амплитудпо модулю при любом положении регулятораЧерез управляемые ключи 10,11 источники положительного и отрицательного напряжения попеременноподключаются к генератору 5 видеоим 10 15 20 25 30 о 35 4045 50 55 пульсов, состоящему из искусственнойформирующей линии 12, выполненнойкороткозамкнутой, и накопительногоконденсатора 13.Примем за исходный момент приходасинхроимпульса с второго выхода синхронизатора 1 на управляемый входвторого электронного ключа 10, который при этом открывается и заряжаетнакопительный конденсатор 13 положительным напряжением, амплитуда которого зависит от положения регулятораблока 4 питания. С первого выходаблока 2 задержки синхроимпульс, задержанный на время, необходимое длязаряда накопительного конденсатора13, переводит первый электронный(двунаправленный) ключ б в проводящеесостояние и в обмотке 9 электромагнита формируется импульс тока с плоской вершиной, а в поверхностном слоеконтролируемого образца - импульсымагнитного поля, повторяющие формуимпульса тока. Синхроимпульсы с второго выхода блока 2 задержки, задержанные на время, необходимое длязаряда накопительной емкости 13, ивремя достижения током, протекающимпо обмотке 9 электромагнита, амплитудного значения, т,е, длительностифронта импульса тока подмагничивания,подаются на вход блока 3 обработкисигнала,Блок обработки сигнала состоит изпоследовательно соединенных генератора 14 зондирующих импульсов, усилителя 15 и индикатора 16 и генератора17 развертки, выходом подключенногок второму входу индикатора 16, причем входы генератора 14 зондирующихимпульсов и генератора 17 разверткиподключены к первому выходу блока 2задержки,Длительность плоского участка импульса тока подмагничивания определяется временем, необходимым для излучения и приема информативных сигналов. В случае, когда время приходаэхо или прошедшего импульса заранееизвестно, как это бывает при зеркально-теневом или теневом вариантах, целесообразно формировать отдельноимпульсы магнитного поля для излучения и приема. Длительность плоскогоучастка в этом случае определяетсявременем, необходимым для излученияили приема сигнала,Зондирующий импульс (радиоимпульсс частотой заполнения 0,5-5 ИГц или16905 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 з 14 видеоимпульс длительностью О, 2-2 мкс) с выхода генератора 14 зондирующих импульсов подается на высокочастотную катушку 18 преобразователя. В результате взаимодействия наведенных в контролируемом изделии квазипосто" янного (электромагнитом) и высокочастотного (высокочастотной катушкой) полей в контролируемом изделии возникает. импульс ультразвуковых колебаний. При наличии в изделии отражателей импульс ультразвуковых колебаний, отразившись от отражателя, принимается высокочастотной катушкой и подается на усилитель 15. Усиленный и продетектированный в усилителе 15 отраженный импульс подается на индикатор 16 для индикации. В это время на другой вход индикатора 16 с выхода генератора 17 развертки подается пилообразное напряжение развертки.Формирование импульса магнитного поля происходит следующим образом. В момент прихода импульса на управляющий вход двунаправленного ключа 6, в качестве которого можно применить, например, семистор, двунаправленный ключ открывается и формирующая линия 12 формирует в обмотке 9 электромагнита импульс тока с плоской вершиной, в сердечнике 8 электромагнита создается магнитный поток, который замыкается через изделие, часть энергии, запасенной в накопительном конденсаторе 13, затрачивается при этом на намагничивание поверхностного слоя контролируемого изделия, расположенного между полюсами сердечника 8 электромагнита, оставшаяся часть энер гии, которая в классической формирую щей линии, нагруженной на активное сопротивление, равное волновому, ранее бесполезно рассеивалась на этом ,сопротивлении, отражается от короткозамкнутого конца линии, при этом происходит изменение фазы на % . Когда амплитуда прямого тока падает до величины, меньшей тока удержания, в семисторе начинается процесс восстановления высокого сопротивления. Обратная волна напряжения, отразившись от короткозамкнутого конца формирующей линии и распространяясь в обратном направлении, способствует более быстрому рассасыванию зарядов во внутренних областяхсемистора, что сокращает длительность процесса восстановления семистором высокого сопротивления. При этом в структуресемистора возникает обратный ток иотраженная часть волны напряжениязаряжает накопительный конденсатор13, причем полярность заряда емкостиотрицательнаяС третьего выходасинхронизатора 1 синхроимпульс подается на управляющий вход третьегоэлектронного ключа 1.1. Ключ 1 откры-,вается, и происходит дозаряд накопительного конденсатора 13 до амплитудного значения. За счет рекуперации накопительная емкость заряжаетсядо величины 0,2-0,4 амплитуды зарядного напряжения, Далее процесс протекает аналогично, но направление тока в формирующей линии и обмотке 9электромагнита меняется на противоположное, В результате в контролируемом изделии создается магнитное поле чередующейся полярности при наличии только одной обмотки электромагнита, а за счет рекуперации частиэнергии в накопительный конденсатор13 потребляемая мощность снижаетсяна 30-402,Формула изобретения Импульсный электромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, блок задержки и блок обработки сигнала, блок питания, последовательно соединенные генератор видеоимпульсов, электронный ключ и преобразователь с сердечником и обмоткой, связанной с выходом электронного ключа, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения производительности контроля и снижения потребляемой мощности, электронный ключ выполнен двунаправленным и управляемым входом подключен к второму выходу блока задержки, блок питания выполнен двуполярным, состоящим из двух электрически связанных источников положительного и отрицательного напряжений, дефектоскоп снабжен вторым и третьим электронными ключами, первыми входами подключенными соответственно к выходам источников положительного и отрицательного напряжений блока питания, управляющими входами - к второму и третьему выходам синхронизатора, а выходами - к входу генератора видеоимпульсов.