Вихретоковое измерительное устройство

Союз Советских Социалистических Республик) М. Кл. 6 01 В 7/06 б 01 К 27 гг 86 присоединением заявкиГосударственный комитет 23) Приоритет43) Опубликовано 30.07,80. Бюллетень2845) Дата опубликования описания 30.07.80(088.8) по делам нзобретенн и открытий(71) Заявител Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамен авиационный институт им. акад. С, П, Королева4) ВИХРЕТОКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО ец- ройс- тель цтсдва два од,14,рм Изобретение относится к средствам контроля физико-механических параметров изделий электромагнитными методами и может быть использовано для контроля размеров и качества структуры материала цз делий.Известно вихретоковое пзмсритсльцое устройство 1, содержащее генератор сигналов, связанный с ппм вихретоковый преобразователь и подключенный к преобра зователю блок обработки сигналов с двумя фазочувствцтельными каналами.Однако производительность контроля этим устройством недостаточпая, так как генератор сигналов перестраивается вруч ную, а для анализа результатов коцтроля приходится выполнять ряд дополнительных графоаналитическпх операций.Известно также вихретоковое измерительное устройство 2, содержащее генератор 20 сигналов, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь, ортогоцализатор, связанные одними входами с этим преобразователем два фазовых детектора, а другими входамц - через ортогоцализатор 25 с выходом генератора сигналов ц подключенный к выходам фазовых детекторов блок индикации сигналов.Недостатком устройства является то, что производительность контроля этим устрой- аО ством недостаточная, так как генератор сигналов выполнен с ручцоц перестройкой частоты, ортогонализатор выполнен в вцдс трансформатора, а блок индикации - в виде соответствующих усилителей ц стрелочных индикаторов, показания которых сводятся в соотвстствующце таблицы для последующих построешш графиков.Целью изобретения является повышение производительности контроля. Цель достигается за счет того, что генсратор сигналов выполнен в виде генератора качающейся частоты, ортогоналпзатор - в виде формирователя прямоугольных импульсов, а блок индикации сигналов - в виде преобразователей аналог в к и связанной с ними светодиодной матрицы. На чертеже приведена схема предлояного вцхретокового измерительного устства. Оцо содержит генератор 1 качаюпся частоты, вихретоковый преобразова2, два компаратора 3 и 4, два выпрямля 5 и 6, трпггерньш преобразователь 7,фазовых детектора 8 ц 9, усилитель 10,преобразователя 11 и 12 аналог всветодиодную матрицу 13, гг ццверторов15, 16.Узлы 3, 4, 5, 6 и 7 составляют фоватссгь прямоугольных цгнп льсов.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вихретоковое измерительное устройство работает следующим образом.Синусоидальное напряжение изменяющейся частоты с выхода генератора 1 поступает на входы вихретокового преобразователя 2, компараторов 3 и 4 и выпрямителей 5 и б. На выходах этих выпрямителей формируются постоянные напряжения, равные амплитуде выходного напряжения генератора 1, деленной на2. Причем выпрямитель 5 формирует положительное напряжение, а выпрямитель 6 формирует отрицательное напряжение того же значения. Й моменты равенства синусоидального напряжения с выхода генератора 1 и постоянного напряжения с выходов соответствующих выпрямителей компараторы 3 и 4 формируют фронты прямоугольных импульсов. Выходные импульсы с компараторов 3 и 4 поступают на входы триггерного преобразователя 7; выходные импульсы с компаратора 3 и триггерного преобразователя 7 имеют равную длительность и смещены между собой на четверть периода. Параметры (длительность, фазовый сдвиг) сформированных таким образом импульсов не зависят от частоты выходного напряжения генератора 1. Зти импульсы используются для управления работои двух фазовых детекторов 8 и 9. На измерительные входы детекторов 8 и 9 поступает синусоидальное вносимое напряжение с выхода вихретокового преобразователя 2, усиленное усилителем 10. Выходные напряжения детекторов 8 и 9 являются постоянными и пропорциональными ортогональным составляющим вносимого напряжения впхретокового преобразователя 2.Таким образом формирователь прямоугольных импульсов является по существу ортогонализатором, Напряжение с выхода детекторов поступает на входы преобразователя аналог - код 11 и 12, которые имеют гг выходов. На одном из выходов преобразователей 11 и 12 формируется положительное напряжение, а на остальных выходах нулевое напряжение. Номер выходной клеммы, имеющей положительное напряжение, зависит от величины постоянного входного напряжения преобразователя аналог - код. Таким образом, в синфазном канале напряжение на шинах светодиодной матрицы 13 определяется синфазной составляющей вносимого напряжения вихретокового преобразователя 2. А в квадратурном канале распределение напряжений на шинах светодиодной матрицы 13 определяется квадратурной составляющей вносимого напряжения вихретокового преобразов ггеля 2. Светодиодная матрица 18 содержит гг горизонтальных и гг вертикальных шип. Между шинами включены гг светодиодов. Значение гг выбирается, исходя из требуемой погрешности индикации, Погрешность иН100% дикации определяется из выражения2 дДля обеспечения такой работы светодиодной матрицы 13 выходы преобразователя 12 соединены с шинами светодиодной матрицы через д инверторов 14, 15, 16.Прп изменении частоты выходного напряжения генератора 1 изменяются синфазная и квадратур на я составляющие вносимого напряжения вихретокового преобразователя 2, Это приводит к соответствующему перемещению светящейся точки по полю светодиодной матрицы 13. Таким образом, на светодиодной матрице 13 наблюдается траектория конца вектора вносимого напряжения вихретокового преобразователя 2.При установке вихретокового преобразователя 2 на эталонное изделие, при калибровке устройства, фиксируются номера светящихся светодиодов матрицы 13, по которым на прозрачпой пластине строится годограф вносимого напряжения для данного вихретокового преобразователя 2 и эталонного изделия. Это пластина с годографом накладывается на светодиодную матрицу 13 и закрепляется,При установке вихретокового преобразователя 2 на контролируемое изделие наблюдают перемещение светящейся точки по светодиодной матрице 13 и сравнивают траекторию ее перемешения с калибровочным годографом. По отклонению траектории от калпоровочного годографа судят об отличии параметров контролируемого изделия от эталонного. По величине отклонений определяют значения приращений контролируемых параметров изделия. Формула изобретенияВпхретоковое измерительное устройство, содержащее генератор сигналов, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь, ортогонализатор, связанные одними входами с преобразователем два фазовых детектора, а другими входами - через ортогонализатор с выходом генератора сигналов и подключенный к выходам фазовых детекторов блок индикации сигналов, о тличающееся тем, что, с целью повышения производителности контроля, генератор сигналов выполнен в виде генератора качающейся частоты, ортогонализатор - в виде формирователя прямоугольных импульсов, а блок индикации сигналов - в виде преобразователей аналог в х и связанной с ними светодиодной матрицы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР208971, кл. б 01 В, 7/06, 1968.2. Авторское свидетельство СССР257114, кл, Сг 01 В 7/10, 1968 (прототип).752138 Редактор Г. Улыбина Заказ 1213/14 Изд.376 Тираж 810 Подписное НПО Поиск Государственного комптета СССР по делам изобретениц и открытий 113035, Москва, Ж, Рзушская наб., д. 4/5