Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 1)4 С 01 Я 27 ТЕНИЯ СТВ рдена Тр иационны Королева ового инсти ромагостроеОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(71) Куйбышевский оудКрасного Знамени ав йтут им. акад. С.П.(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, заключающийся в том,что с помощью вихретокового преобразователя, включенного в контур автогенератора, в контролируемом иэделиивозбуждают, вихревые токи и используют амплитуду выходного напряженияавтогенератора и отклонение частотыавтогенерации от заданного значения для формирования сигнала о наличиидефекта, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения разрешающей способности, удаляют вихретоковый преобразователь от электропроводящего изделия и при минимальномзначении емкости в эмиттерной цепиавтогенератора определяют значениечастоты автогенерации, помещают вихретоковый преобразователь на контролируемое изделие, измеряют отклонение частоты автогенерации от определенного значения, периодически изменяют емкость в эмиттерной цепиавтогенератора и выделяют значениеемкости, соответствующее заданному.значению амплитуды выходного напряжения автогенератора, последовательно преобразуют выделенное значениеемкости и отклонение частоты в напряжение так, чтобы при уСтановке вихретокового преобразователя на бездефектный участок контролируемого изделия у результирующего напряжения отсутствовала модуляция, а о наличиидефекта судят по величине переменной составляющей результирующегонапряжения.1176232 разом. чении емкости, амплитуда выходного напряжения становится равной заданному значению (при котором чувствительность автогенератора 1 к наличию дефекта максимальна) . Это значение емкости запоминают.Затем емкость в эмиттерной цепи авто- генератора достигает максимального значения (фиг.3) и некоторое время остается неизменной. В это время вывьщеляют отклонение частоты автоколебаний от того значения, которое было при удалении электромагнитного преобразователя от электропроводящих изделий. В это же время (при,максимальной емкости) преобразуют вьщеленное и запомненное значение емкости в напряжениеВо время следующего интервала вре Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях содержит автогенератор 1 с вихретоковым преобразователем в колебательном контуре (не показан), цифровой измеритель 2 отклонения частоты, компаратор 3 амплитуды, блок 4 памяти, кодоуправляемый магазин 5 емкостей, блок 6 управления, коммутатор 7 цифровык сигналов, управляемый аттеню 30 атор 8, синхронный детектор 9, цифроаналоговый преобразователь 10 напряжения, усилитель 11 переменного напфряжения и индикатор 12. 2. Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, содержащее автогенератор с вихретоковьм преобразователем в колебательном контуре, кодоуправляемый магазин емкостей, подключенные к выходу авто- генератора компаратор амплитуды и измеритель отклонения частоты, блок памяти, порключенный к выходу компаратора амплитуды, и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено подключенными к измериИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при дефектоскопии в электропроводящих изделиях.Цель изобретения - повышение разрешающей способности.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях; 10На фиг. 2 - принципиальная схема управляемого аттенюатора;На фиг. 3 - временная диаграмма емкости на выходе кодоуправляемого магазина емкости; 15Ка фиг. 4 - зависимость емкости в эмиттерной цепи .автогенератора при оптимальном усилении от отклонений частоты автогенерации при максимальном усилении. 20 35В состав аттенюатора 8 входят трирезистора 13-15 и транзисторный ключ16. телю отклонения частоты последовательно соединенными коммутатором,цифроаналоговым преобразователем,управляемым аттенюатором, усилителем переменного напряжения и индикатором, выходы блока управления соединены с входами кодоуправляемого магазина емкостей, блока памяти иуправляющим входом управляемогоаттенюатора, а выход блока памяти подключен к второму входукоммутатора. Способ осунс ствляют следующим обЕмкость в эмиттерной цепи автогенератора 1 изменяется так, как показано на фиг. 3. От значения емкостизависит коэффициент усиления в автогенераторе 1 и амплитуда выходногонапряжения. На участке плавного иэменения емкости, при некотором знамени (в течение которого емкость главно изменяется) производят преобразование вьщеленного отклонения частоты автогенерации в напряжение. Сформированное таким образом, напряжение является модулированным с двумя уровнями, пропорциональными вьщеленным значениям емкости и отклонения частоты. Для подавления модуляциисформированного напряжения ослабляютнапряжение с переменным коэффициентом176232 4для блока 4 памяти (по этому сигналублок 4 памяти производит запоминание цифрового кода, находящегося вэтот момент на его информационныхвходах). На информационный вход блока 4 памяти поступает цифровой кодсо входа кодоуправляемого магазина5 емкостей. Кодоуправляемый магазин5 емкостей формирует выходную емкость, пропорциональную цифровому кодуна его входе. Аналоговый выход магазина 5 емкостей соединен с автогенератором 1 (между эмиттером и общейшиной). На вход магазина 5 емкостейпоступает цифровой код с выхода блока 6 управления. Блок 6 управленияформирует цифровой код, изменяющейсяпо времени так же, как и емкость магазина 5 (фиг.3) . Кроме того, блок 6управления формирует тактовую последовательность прямоугольных симметричнык импульсов, соответствующих полупериодам работы устройства. Последовательность тактовых импульсов свыхода блока 6 управления поступаетна входы коммутатора 7, управляемого аттенюатора 8 и синхронного детектора 9.Коммутатор 7 осуществляет подключение цифровых выходов измерителя 2отклонений частоты и блока 4 памяти квходу цифроаналогового преобразователя10 напряжения. В первый полупериодна вход преобразователя 10 поступает цифровой код, пропорциональныйотклонению частоты автогенерации отзапомненного значения, а во второйполупериод на вход преобразователя10 поступает цифровой код из блока4 памяти, в котором хранится код,пропорциональный значению емкостив эмиттерной цепи автогенераторапри равенстве амплитуды выходногонапряжения автогенератора заданномузначению, Цифроаналоговый преобразователь 10 формирует аналоговое выходное напряжение, пропорциональноецифровому коду на его входе, Такимобразом, на выходе преобразователя10 формируется 1 модулированноенапряжение с двумя уровнями, пропорциональными выделенным значениям емкости иотклонения частоты. Модулированноенапряжение с выхода преобразователя10 поступает на вход управляемого аттенюатора 8. осл;.бления. Во время плавного изменения емкости в эмиттерной цепи автогенератора (фиг. 3) задают один коэффициент ослабления, а при максимальной емкости - другой коэффициент ослабления. Значения коэффициентов ослабления выбирают таким образом,чтобы при установке электромагнитного преобразователя на бездефектныйучасток контролируемого изделия мо- Одуляция ослабленного напряжения отсутствовала,При изменении мешающих факторов(например, зазора между электромагнитным преобразователем и поверхностью контролируемого изделия) происходит пропорциональное изменениеуровней сформированного напряжения(фиг.4). При этом ослабленное напряжение не имеет модуляции. На дефектном участке контролируемого изделия соотношение между выделеннымизначениями емкости и отклонения частоты становится иным и не соответствует выбранным значениям коэффициентов ослабления напряжения. В результате этого в ослабленном напряжении появляется переменная составляющая (модуляция). Эту переменнуюсоставляющую усиливают и.по ней су Одят о наличии, виде и размере дефекта.Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделияхработает следующим образом.В колебательный контур автогенератора 1 включен вихретоковый преобразователь, представляющий собойкатушку индуктивности, расположенную на стержневом ферритовом сердеч Онике. Выходное напряжение с автогенератора 1 поступает на входы измерителя 2 отклонения частоты и компаратора 3 амплитуды. Измеритель 2 отклонения 45 частоты осуществляет преобразование, частоты автогенерации в цифровой код, запоминание значения частоты авто- колебаний при удалении электромагнитного преобразователя от электро проводящих предметов и выделяет отклонение текущего значениячастоты автоколебаний от запомненного значения. Компаратор 3 амплитуды выделяет момент равенства амплитуды55 выходного напряжения автогенерато ра 1 заданному значению и формирует в этот момент управляющий сигнал Изменяя сопротивление переменногорезистора 45, можно регулировать со/1 ЖМ силезии Фиг ИИПИ Заказ 6384 Тираж 897 Подпис"Патент", г.ужгород, ул.Проектная,илиад отношение двух значений коффициентов ослабления. Значение коэффициента ослабления изменяется при открывании и закрывании транзисторного ключа 1 б. При установке электромагнитного преобразователя на бездефект ную зону контролируемого изделия регулируют сопротивление резистора 15 таким образом, чтобы в выходном напряжении аттенюатора 8 отсутствовала . модуляция. При изменении мешающих факторов на бездефектной зоне контролируемого изделия соотношение между уровнями модулированного напряжения на выходе преобразователя 10 остается неизменным, а на выходе аттенюатора 8 отсутствует модуляция.При наличии дефекта в зоне контро,ля электромагнитного преобразовате.ля соотношение между выделенными значениями емкости и отклонения частоты становится иным. Соответственно изменяется соотношение между уровнями модулированного напряжения на/выходе преобразователя 10. В этомслучае на выходе аттенюатора 8 появ ляется модуляция напряжения. Этопеременное напряжение поступает навход усилителя 11 переменного напряжения, а с выхода усилителя 11 переменное напряжение поступает на О вход синхронного детектора 9. В синхронном детекторе 9 производят фазочувствительное выпрямление выходного напряжения усилителя 11. На выходе синхронного детектора 9 форми руется постоянное напряжение, величина и полярность которого зависятот вида и размера обнаруженногодефекта. Это напряжение поступаетна вход индикатора 12, который вы дает информацию оператору. Сигнализация о наличии дефекта производится индикатором 12 в звуковой и световой форме.