Вихретоковый дефектоскоп

(51) 6 01 М 27/90 ЕНИ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 868554, кл. 6 01 И 27/909 1980.2. Дорофеев;А. Л. и др. Электромагнитная деектоскопия. М., фМавиностроениеф, 1980, с. 105-108 (прототип). (54) (57) ВИХРЕТОКОВЫИ. ДЕФЕКТОСКОП, содержащий генератор переменного тока, подклк)ченный к его выходу вихре- токовый преобразователь, связанные с ним входами фазочувствительный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствитель ный канал обработки сигналов, связан- .ный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ н подюпоченные к. нему последовательно соединенные уснлн тель постоянного тока и индикатор сигналов, о т и и ч а ю щ и й с я тем, . что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен включенщами на выходе амплитудно-чувствительнс)го кана. ла обработки сигналов регулируемым амплитудным дискриминатором и триггером Шмидта, связанным с управляюшим вхо дам электронного клк)ча, и узлом сортировки, выпсанвнным в виде соединенной с триггерам Шмидта линии задержки, сое)исненных с ее выходам однимивходами трех схем И, двух параллельно связанных , входами, с выходом усилителя постсанного Ф 1.тока пороговых узлов, подклк)ченных к вторым входам двух схем И и узла Запретф, випоченного между выходами лоро говых узлов и вторым входом третьей схемы,И.1 1 ОЛИзобретение относится к неразрушакьщим методам контроля физико-механическихсвойств электропроводящих материалов иможет быть использовано во всех областях машиностроения в составе автоматических сортирующих устройств, предназначенных для контроли качества термической обработки изделий из высокопрочных алюминиевых сплавов.Известно устройство для эпектромаг Онитного контроля параметров объекта;реализующего фазовый способ выделениясигнала, содержащее последовательносоединенные генератор, вихретоковыйпреобразователь, усилитель, фазовый 15детектор, индикатор, а опорное напряжение,на фазовый детектор поступает через фазовращатель, подключенный входом к генератору, а выходом к второму входуфазового детектора 1 320Недостатком данного устройства является низкая надежность коитропя, связанная с тем, что схема не позволяетотстроиться от изменений зазора междуконтролируемым изделием и преобразова- д 5телем, объясняемая нелинейной зависимостью изменений зазора по линии отводаот электропроводности при изменении зазора от 0 до ео,Кроме того, при резком отводе (или .подводе) преобразователя к электропроводному объекту отсутствие отстройки отпереходных процессов вызывает ложныесрабатывания исполнительного устройства.Это снижает надежность контроля и препятствует использованию в автоматичес 35ких сортирукацих устройствах.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является вихретоковый дефектоскоп, содержащий генератор переменного тока, подключенный кего выходу вихретоковый преобразователь,связанные с ним входами фаэочувствительный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератора и ампли-.45тудно-чувствительный канал обработкисигналов, связанный с выходом фаэочув"ствительного канала электронный ключ иподключенные к нему последовательно соединенные усилнтель постоянного тока ииндикатор сигналов 2).Иввестный дефектоскоп позволяет измерения при условии, если преобразователь статически расположен на минимальном расстоянии от поверхности контролируемого изделия. При увеличенииэтого расстояния индикатор отключаетсяс памсацью ключа, на управлявший входкоторого поступает сигнал о зазоре. 6041 1Однако этот дефектоскоп не может быть использован в автоматических устройствах при сортировке электропроводящих изделий по группам качества, в которых подведение (отведение) преобразователя происходит резко (с ускорением), Резкое изменение расстояния до контролируемого изделия вызывает переходной процесс в системе преобразователь - измерительный кацап схемы, Переходной процесс вызывает паразитную амплитудно-фазовую модуляцию, приводящую к ложному срабатыванию исполнительного устройства, снижая достоверность и затрудняя автоматиэлцию процесса контроля качества изделий.Целью изобретения является повышение достоверностй контроля.Указанная цель достигается тем, что вюкретоковый дефектоскоп, содержащий генератор переменного тоха, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь, связанные с ним входами фазочувствительный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствительный канал абра ботки сигналов, связанный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ и подключенные к нему последовательно соединенные усилитель постоянного тока и индикатор сигналов, снабжен включенными иа выходе амплитудно-чув ствительного канала обработки сигналов регулируемым амплитудным аискриминатором и триггером Шмидта, связанным с управляющим входом электронного ключа, и узлом сортировки, выполненным в вйде соединенной с триггером Шмидта линии задержки, соединенных с ее выходом одними входами трех схем И, двух параллельно связанных входами с выходом усилителя постоянного тока пороговыхузлов, подключенных к вторым вхо дам двух схем И и узла "ЗАПРЕТ", включенного между выходами пороговых узлов и вторым входом третьей схемы И.На фиг. 1 изображена структурная схема вихретокового дефектоскопа; на фиг. 2 - структурная схема узпа "Запрет,"Вихретоковый дефектоскоп содержит генератор 1 переменного (синусоидально- . го) тоха, вихретоковый преобразователь 2 накладного типа, фаэочувствительный канал, включающий первый усилитель- ограничитель.З и фазовый детектор 4, на второй вход которого поступает опорное напряжение, снимаемое с выхода генератора 1 через последовательно включенные фазовращатель 5 и второй усилитель41 4чика к поверхности контролируемого изделия возрастает, в отводом - уменьшает-ся. Сигнал с измерительной обмоткипреобразователя 2 поступает на усилитель-ограничитель 3, с помошью которогоформируется П-образный импульс, поступающий на фазовый детектор 4, нс второйвход которого поступает опорное напряжение П-формы, сформированное иэ сигнала,поступающего с генератора 1, сдвинутогопо фазе фазовращателем 5 и ограниченно-.го усилителем-ограничителем 6, Гакимобразом фазовый детектор 4 измеряет фазовый сдвиг между напряжением, наводимым нв измерительной обмотке, и напряжением задающего генератора 1. Капряженне, пропорциональное разности фвэ, определяемое изменением электропроводностиматериала контролируемого изделия, поступает через ключ 7, уснлитель 8 постоянного тока на индикатор 9 и входузла 10 сортировки нв группы качества,,состоящего из двух пороговых узлов 11и 12, узла 16 "Запрет" и трех логических схем 13-15, с помощью которыхпроизводится сортировка на группы качества соответственно твердые ф, фмягкие"и выгодные" с выходом на испоинительныЧмеханизм (не показан), Сигнал на сортировку поступает только в том случае,если на второй управляющий вход ключа7 поступает сигнал о наличии в зоне кон 1.роля контролируемого изделия, а на первыевходы логических схем 13 15 Исигнал задержки, формируемый следуюшим образом: сигнал с измерительной обмотки одновременно поступает на входусилителя 17, детектируется амплитудным детектором 18 и поступает нв входрегулируемого амплитудного дискриминатора 19 с регулируемым порогом срабатывания, определяемый максимально возможным зазором до изделия с рабочимучастком на годографе,. где линия отводапреобразователя линейка, что исключаетложное срабатывание узпа 10 сортировки. Напряжение с дискриминатора 19поступает нв вход триггера 20 Шмидта,который формирует сигнал для включенияключа 7 и на вход линии 21 задержки,постоянная времени которой выбираетсяиз условия исключения влияния переходного процесса (ложной амплитудно-фазовоймодуляции) на работу преобразователяструктуроскопв в целом. Постояннаявремени линии задержки равна или болеевремени подвода преобразователя к контролируемому .изделию. Задержанный сигналподается на входы логических схем 14,310560ограничитель 6. Дефектогкоп содержиттакже электронный ключ 7, передающийв случае, если ключ 7 замкнут, сигналс выхода фазового детектора 4 нв усилитель 8 постоянного тока, индикатор9 сигнала и узел, 10 сортировки по группам качества, ьключвкзций пороговыеузлы 11 и 12, три логиче"ких схемы13-15 И и узел 16, "Запретаф, выходпорогового;узла 11 подключен к одному 10нэ входов логической схемы 13 И группы качества твердые", выход пороговогоузла 12 подключен к одному иэ входовлогической схемы 14 И группы качествамягкие, Одновременно выходи пороговых узлов 11 н 12 связаны с обоимивходами узла 16 фЗвпрет", выход которого подключен к одному.иэ входовтретьей логической схемы 15 И группы качества годные,20Дефектоскоп содержит также амплнтуд;во-чувствительный канал отстройки от, впияния переходных процессов, происходящих в момент подведения преобразоватепя к контактируемой цоверхности д 5нв правильность сортнровки по группам качества. Он состоит вэ по-.сцедоватепьно соединенных усилителяя 17, детектора 18 регулируемого амплнтудного дкскрямннаторв 19 с регуруемым порогом срабатывания), триггера20 Шмидта, выход которого связан слинией 21 задержки и ключом 7, а выходлинии 21.задержки связан с другимивходами логических схем 13-15 И, узла10 сортировки по группам качества:юта ф ю ю УфЗвпрет" содержит два инверторв 22 и23, логическую схему 24 И, входы инверторов 22 и 23 соединены с выходамипороговых узлов 11 и 12 и подключены.40через схему 24 И к второму входу ло.гнческой схемы 15 И узла 10 сортнровки группы качества годные".Преобразователь 2 накладного типа выполнен своэбуждакацей и двумя встречно включен 45ными измерительными обмотками, скомпенсироввнкыми так, что при отсутствиидетали в зоне контроля ЭДС, наведеннаяна выходе преобразователя, равна нулю.Внхретоковый дефектоскоп работаетследующим образом.В исходном положении при отсутствиииэделия иа выходе преобразователя 2сигнал отсутствует. При подведении егок объекту контроля в измерительной обмотке преобразователя 2 наводится ЭДС,определяемая обобщенным параметром р,Амплитуда свгнвла с приближением датедакт,ор Л Эрдейн Зака 91/35 Тираж 873 . По ВНИИПИ Государственного комитета по. делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская над. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 10560 13 и 15 И, подготавливая разрешение на срабатывание узла 10 сортировки на группы качества.Настройка прибора ведется по кентролвным образцам, аттестованным по механи ческим свойствам на группы качества, например годныеф, фмягкиеф, фтвердыеф. . При установке датчика на годное изделие фазовый детектор 4 настраивается с помощью фазоврвшателя 5 опорного канала. 0 таким образом, чтобы на выходе фазового детектора был нулевой уровень сигнала. Тогда нулевой уровень сигнала будет и на обоих входах узла 16 "Запретф На выходах инверторов 22 и 23, схемы 15 24 И устанавливается единичный уровень сигнала - сигнал разрешения узла фЗапрет", который подготовит к работе логическую схему И группы качества фгод-. ныеф, и при поступлении сигнала с линии 2021 задержки сработает исполнительный механизм узла 10 сортировки. При появлении изделия иэ группы качества "мягкие ф или "твердые ф напряжение, пропорциональное разности фвэ, определяемое . 25 значением электропроводности контрагаруемой детали, через управляемый ключ 7, усилитель 8 постоянного тока, поступает на индикатор 9 и пороговые узлы 11 или 12. Б зависимости от знака сиг 41 Фнададетали "мягкие дают, например,положительный знак, в твердые" - отрицательный знак или наоборот), срабаты 4вает один из пороговых узлов, которыйподготавливает к срабатыванию схемы13 или 14 И групп качества узла 10сортировки. На выходе узла 16 фЗвпретфусганавливвется нулевой уровень - сигналзапрета для групп качества годные .Прн появпении разрешающего сигнала слинни 21 задержки на выходе схемы Игруппы качества появляется сигнал и заставляет сработать исполнительный механизм разработки. При наличии изделиягруппы качества фмягкие" срабатываетсхема 14 И узла 10 сортировки, а прнналичии изделия группы качества фтвердыеф срабатывает схема 13 И узла 10сортировки. Детали соответственно попадают в разряд фмягких" или в разрядтвердых ф. Предлагаемое изобретение позволяет исключить влияние цереходнсго процес св при подведении преобразователя к изделию, выбрав максимально возможный зазор м(мента включения схемы устройства, что позвавяет надежно вести рвэбраковку изделий на группы качества при автоматизации процесса контроля.