Магнитотелевизионный дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 01 И 27 82 ТЕН ектора,датложен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СЕИД.:ТЕЛЬСТ(71) Уфимский нефтяной институт(53) 620.179.14(088.8)1,56) Авторское свидетельство СССР9 175267, кл. С 01 И 27/90, 1963.Авторское свидетельство СССРВ 859904, кл. С 01 И 27/90, 1979. 1,54)(57) ИАГНИТОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий П-обраэный электромагнит,.источник постоянного тока,магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы и расположенный в межполюсном пространствеэлектромагнита, последовательно соединенные амплитудный селектор и видеоконтрольный блок, блок развертки, выход которого соединен с управ"ляющими входами магниточувствительной матрицы и видеоконтрольногоблока, отличающийся тем,что, с целью повышения чувствительности к поверхностным и подповерхностным дефектам, он снабжен последовательно соединенными парафазнымусилителем, детектором и избирательным усилителем, включенными междувыходом магниточувствительной матри 801179201 А цы и входом амплитудногопоследовательно соединеннчиком магнитного поля, ра ным в межолюсном пространстве электромагнита, блоком сравнения, регулятором тока и катушками компенсации магнитного поля, расположенными у полюсов электромагнита в его межполюсном пространстве, и эадатчиком тока, подключенным к второму входу блока сравнения, источник постоянного тока подключен к второму входу регулятора тока, второй выход которого подсоединен с обмотке электромагнита, причем ср элементы магниточувствительной мат- Е рицы выполнены в виде ферритовых сердечников с немагнитным зазором и с прямоугольной петлей гистерези- ( са, каждый сердечник прошит системой. горизонтальных и вертикальных адресных проводов, одновитковой вь ходной обмоткой, проходящей в 3 авй направлении диагонали матрицы, и Вай проводом ьмны перемагничивания, на- Д мотанной встречно горизонтальным адресным проводам, начала горизонтальных и вертикальных адресных проводов и шины перемагничивания образуют управляющий вход магнитФ чувствительной матрицы, а их концы заземлены.1179201, Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть применено для контроля качества структуры ферромагнитных материалоь и изделий. 5Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя к поверхностным и подповерхностным дефектам путем улучшения выявляемости дефектов.На фиг. 1 представлена блок-схема дефектоскопа; на фиг. 2 - конструктивное выполнение магниточувствительного узла, на фиг. 3 - ферритовый сердечник с немагнитным зазором.Устройство содержит изделие 1 контроля, магниточувствительный узел 2, катушки 3 компенсации магнитного поля и датчик 4 магнитного поля, между которыми последовательно включены 20 блок 5 сравнения,и регулятор 6 тока, задатчик 7 тока, подключенный к блоку 5 сравнения, П-образный электромагнит 8, в межполюсном пространстве которого расположены магниточувстви тельный узел 2, катушки 3 и датчик 4 источнпк 9 постоянного тока, подключенный к второму входу регулятора 6, второй выход которого подсоединен к обмотке электромагнита 8, последо вательно соединенные парафаз ые усилитель 10, детектор 11, избиратель-ный усилитель 12, мплитудный селектор 13, видеоконтрольный блок 14, подключенные к выходу магниточувстви-З 5 тельного узла 2, и блок 15 развертки, .подключенный к управляющим входам магниточувствительного узла 2 и видео- контрольного блока 14.40Магниточувствительный узел 2 выполнен в виде матрицы (фиг. 2) из ферритовых сердечников 16 с немагнитным зазором (фиг. 3) и с прямоугольной петлей гистерезиса, каждый сердечник 16 прошит системой горизонтальных 17 и вертикальных 18 адресных проводов, одновитковой выходной обмоткой 19, и проводом шины 20 перемагничивания., намотанной встречно горизонтальным адресным проводам 17, начала горизонтальных 17 и вертикальных 18 адресных проводов и шины перемагничивания образуют управляющий вход магниточувствительного узла 2, 55 а их концы заземлены.Дефектоскоп работает следующим образом. Работа магнитотелевизионного дефектоскопа основана на методе высшихгармоник, предлагающем одновременное намагничивание изделия переменным и постоянным магнитными полями, Магниточувствительный узел 2, выполненный на эластичной основе,располагают на поверхности изделия1 контроля (фиг. 1). Блок 15 развертки подает совпадающие во времени импульсы тока амплитудой 1 ед (1 щ - полный ток, необход мый дляполного перемагничивания сердечника)на горизонтальный 17 и вертикальный18 адресные провода (например, навходы Х и У). Тогда ферритовыйсердечник 16 с прямоугольной петл",йгистерезиса и немагнитным зазором порядка 3-5 мкм, расположенный на пересечении этих адресных проводов, перемагничивается из одного насыщенсостояния +В в противоположное -В. При этом в выходной обмотке 19 наводится ЭДС электромагнитной индукции. На величину ЭДС оказывают влияние выхревые токи, возникающие в иэделии 1 непосредственно в зоне немагнитного зазора под действием изменяющегося во времени магнитного поля сердечника при перемагничивании (фиг.3). Магнитное поле вихревых токов воздействует на выходную обмотку 19, наводя в ней ЭДС, которая изменяет по амплитуде ЗДС, возникающую в выходной обмотке 19, от перемагничивания сердечника. Сердечник, выполненный с немагнитным зазором, необходим для концентрации электромагнитного поля, возникающего при периодическом пе; емагничивании сердечника, что позволяет выявлять трещины с раскрытием, соразмерным с шириной немагнитного зазора, Кроме того, сердечник с немагнитным зазором необходим для усиления воздействия электромагнитного поля вихревых токов на выходную обмотку 19. В следующий момент времени блок 15 развертки подает полутоковые импульсы на входы Х и У 2, при этом перемагничивается сердечник, расположенный на пересечении этих проводов. Таким образом, сердечник за сердечником считывает сигнал с первой строки, затем со второй, и в течение кадра (полукадра) происходит опрос всех сердечников магниточвствительного узла. В конце кадра (полукадра) блок 15 развертокподает мощный токовый импульс вшину 20 перемагиичивания для одновременного перемагничивания всехсердечников матрицы в исходное 5магнитное состояние, Сигнал с выходной обмотки 19 подается в парафазный усилитель 10 для усиления, затем выпрямляется детектором 11,усиливается избирательным усилителем о12, настроенный на вторую гармонику,а через амплитудный селектор 13поступает в видеоконтрольный блок14, При отсутствии дефекта в изделии 1 контроля сигналы от всех .15сердечников матрицы будут одинаковы го амплитуде и при синхроннойразвертке луча видеоконтрольногоблока 14 на экране будут наблюдатьсветовое поле равномерного свечения. щПри наличии дефекта в изделии 1изменяется траектория вихревых токов,следовательно, изменяются электромагнитное поле вихревых токов и ЗДС,наводимая электромагнитным полем вихревых токов в выходной обмотке. Наэкране видеоконтрольного блока 14при этом изменяется интенсивностьсвечения в соответствующих местах.Яркость светового пятна регулируется амплитудным селектором 13,Подмагничивание электромагнитом8 постоянного тока необходимо дляповышения чувствительности дефектсскопа методом высших гармоник, атакже для выягления дефектов, залегающих на глубине. Без подмагничивания постоянным магнитным полемвыявить глубинные дефекты невозможно, так как электромагнитное поле 40немагнитного зазора сердечника неможет войти глубоко в металл из-запотерь на вихревые токи. Благодаряоподмагничиванию постоянным магнитным полем изделие 1 доводится практически до состояния, близкого к магнитному насыщению. В результате этогоувеличивается глубина проникновенияпеременного магнитного поля, а в выходном сигнале увеличивается амплитуда высших гармоник, прежде всеговторойКроме того, выявление глубинных дефектов становится возможнымеще потому, что в постоянном магнитном поле появляется поле рассеянияглубинного дефекта, намагничивающееи изменяющее величину, остаточной .магнитной индукции ферритового сердечника, а следовательно, и ЭДС перемагничиванияМагнитное поле рассеяния поверхностных дефектов убывает с удалениемот поверхности изделия 1 во многораз быстрее, чем поле глубинных дефектов, поэтому влияние поля рессеяния поверхностных дефектов на выходную обмотку 19 и ферритовые сердечники 16 слабо и выявление .поверхностных и подповерхностных дефектов объясняется только механизмом вихревых токов и выделением второй гармоники.Установление в изделии 1 необходимой индукции производится регулятором 6, изменяющим силу тока вэлектромагните 8, поступающего от источника 9 тока. Для повышения чувствительности ферритовых сердечниковк внешним электромагнитным и магнитным полям необходимо создать такое "поле рассеяния электромагнита Но,которое бы по величине приближалосьили равнялось коэрцитивной силе материала сердечника. Для поддержаниявеличины Но постоянной и равнойкоэрцитивной силе ферритового сердечника служит датчик 4 магнитногополя, представляющий собой потокочувствительную магнитную головку,сигнал которой поступает в блок 5сравнения, где сравнивается с заданным значением, соответствующим заданной величине Но и поступающимот задатчика 7. В случае неравенства сигнала датчика 7 и сигнала задания их разность подается в регулятор6 тока, автоматически изменяющийсилу тока в компенсационных катушках 3,