Вихретоковый преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 27 9.Филист,Я У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Московский энергетический ститут(56) С. чап Пгопеп, Ч. 8, Сессо, ИЭТТпгегпагдопа 1, РаЬгцаг, 1984, с.15.Герасимов В.Г., Клюев В.В.и Шатерников В.Е. Методы и приборыэлектромагнитного контроля промышленных изделий. М.: Энергоатомиздат,1983, с.125,(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии трубопроводов. Цель изобретения - повышение точности контроляза счет увеличения помехоустойчивости преобразователя. Для этого преобразователь состоит из матрицы, выполненной в виде двух эластичных подложек 7 и 8 с нанесенным на них методом фотолитографии катушками индуктивности, наклееных на каркас 2,соленоидальной катушки 6 возбуждения,мультиплексора 9, демультиплексора10, широкополосного усилителя 4 инесущей оси 11. Напряжение низкойвозбуждающей частоты поступает накатушку 3, а напряжение высокой частоты - на один из рядов последовательно соединенных катушек индуктивности первой подложки 7 матрицы, приэтом один из рядов последовательносоединенных катушек индуктивностивторой подложки 8 матрицы соединенчерез мультиплексор 9 и широкополосный усилитель 4 с измерительным каналом системы контроля. Преобразователь позволяет сканировать поверхность контроля в произвольной формес дискретностью, равной размеру элемента матрицы. Высокая помехоустойчивость контроля обеспечивается засчет размещения мультиплексора, демультиплексора и усилителя непосредственно в корпусе преобразователя.Использование двух частот и комбинированного возбуждения позволяет обеспечить высокую чувствительность преобразователя практически к любым типам дефектов при хорошей помехоустойчивости контроля. 2 ил.осуществления его синхронного переключения.Вихретоковый преобразователь работает следующим образом.5 При погружении преобразователя вконтролируемую трубу (не показан)соленоидальная катушка 6 индуктивности возбуждает в ней вихревые токи10низкой частоты, направленные в продольном направлении. Микромодуль 10демультиплексора подключает один изрядов последовательно соединенныхкатушек 12 подложки 7 к генератору15напряжения высокочастотных колебаний(не показан), а микромодуль 9 мультиплексора подключает один из рядовпоследовательно соединенных катушек13 подложки 8 к входу микромодуля 4усилителя. Подложки 7 и 8 имеют ин 20дентичные размеры, одинаковое числокатушек индуктивности, наклеены коаксиально на каркас 2, образуя двухслойную матрицу, и расположены так,25 что каждая катушка 12 подложки 7 находится под соответствующей катушкой13 подложки 8, т.е. катушки подложек7 и 8 индуктивно связаны. Следовательно, напряжение высокой частоты,подключенное к одному из рядов последовательно соединенных катушек 12,вызывает в них ток, который индуцирует напряжение той же частоты всоответствующих катушках 13,Катушка каждого ряда подложки 7 связана индуктивно только с одной катушкой ряда подложки 8, Следовательно, высокочастотный сигнал имеет инФормацию о деФектах, расположенных над парой индуктивно связанных катушек различных подложек, т,е; разрешающая способность по высокочастотной составляющей возбуждающего поля равна размеру элемента матрицы (пары катушек). Так как каждая катушка ряда подложки 7 индуктивно связана только с одной катушкой ряда подложки 8 (при Фиксированном состоянии мультиплексора и демультиплексора), то последовательное соединение катушек подложки 8 не приводит к увеличению начальной ЭДС высокой частоты на выходе усилителя по сравнению с начальной величиной ЭДС при подключеной одной катушке, а только незначительно повышает входное сопротивление источника сигнала. Таким образом, последова цельное соединение ка 1 1296923Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для деФектоскопииметаллоизделий вихретоковым методом.Цель изобретения - повышение точности контроля за счет увеличенияпомехоустойчивости преобразователяНа фиг.1 приведена конструкциявихретокового преобразователя, нафиг,2 - то же, блок-схема.Преобразователь конструктивновключает сердечник 1, диэлектрический каркас 2 и протектор 3, образующие корпус преобразователя, микромодуль 4 широкополосного усилителяразъем 5, катушку б индуктивности,первую 7 и вторую 8 подложки с пленочными катушками индуктивности (непоказаны), микромодуль 9 мультиплек;сора, микромодуль 10 демультиплексора и ось 11.На сердечник 1 намотана катушка6, на ней, в свою очередь, закрепле-на ось 11, служащая несущей конструкцией для каркаса 2, на котором размещены эластичные подложки 7 и 8,образующие матрицу чувствительныхэлементов, В непосредственной близости от подложек 7 и 8 на сердечнике 1размещены микромодуль 9 мультиплексора, микромодуль 10 демультиплексора и микромодуль 4 широкополосногоусилителя. Связь с ситемой контроляосуществлена через разъем 5. Описанная конструкция закрыта протектором3, который вместе с каркасом 2 образует корпус прибора,Блок-схема преобразователя (Фиг,2)включает катушку 6 индуктивности,входы которой подключены к. выходу генератора низкой частоты (не показан),первую подложку 7, катушки 12 индуктивности которой построчно соединеныпоследовательно и подключены к соответствующим выходам микромодуля 10демультиплексора, мультиплексируемыйвход которого предназначен для подключения к генератору высокой частоты (не показан), а второй его входпредназначен для осуществления егосинхронного переключения, вторую подложку 8, катушки 13 индуктивностикоторой соединены в столбцах последовательно и подключены к входаммикромодуля 9 мультиплексора, мультиплексируемый выход которого соединенс входом микромодуля 4 усилителя, аодин иэ его входов предназначен для3 12969тушек подложки 8 не снижает точностьконтроля по высокой частоте,Начальная ЭДС низкой частоты, наводимая в последовательно соединенных катушках подложки 8 равна геометрической сумме начальных ЭДС этихкатушек, однако комплексные вектораэтих ЭДС имеют случайные амплитудыи направления и при значительномчисле катушек в ряде ЭДС должны вза- Яимно компенсироваться, т,е, последовательное соединение катушки в рядене приводит к потере точности понизкочастотной составляющей дефектоскопического сигнала, 15Если зафиксировать состояние мультиплексора, то высокочастотное полелокализуется вдоль оси трубы в окрестности катушки возбужденного рядаподложки 7. Переключая демультиплк-20сор, можно последовательно сканировать локальные участки трубы, расположенные под соответствующими катушками ряда подложки, При этом дефект модулирует напряжение как высокочастотного поля, так и низкочастотного. Локализация дефекта такимспособом имеет следующие достоинства.Отношение сигнал/помеха при продольном возбуждении более чем на порядок выше, чем при радиальном возбуждении, однако при радиальном возбуждении можно получить значительнобольше информации о форме и размерахдефекта. Чтобы применить известныев радиотехнике методы фильтрации,необходимо знать некоторые априорныеданные о сигнале, например определить его наличие или отсутствие. Вданном случае, низкочастотная составляющая ЭДС может служить индикатором сигнала наличия дефекта. Болееподробную информацию о дефекте можно получить при фильтрации высокочастотной составляющей известными, 45например корреляционным, методами.Таким образом, быстрое сканированиеможно осуществить посредством фиксации зоны, "претендующей на дефект",путем анализа низкочастотной составляющей сигнала, последовательно переключая мультиплексор, а затем локализации дефекта в поперечном направлении посредством последователь 23 4ного переключения демультиплексора, В итоге на выходе преобразователя имеется смесь напряжений двух частот (высокой и низкой частоты Й и Г), одна из которых несет информацию о дефектах, лежащих вдоль оси трубы, а другая - о дефектах, лежащих в циркулярном направлении трубы. Если напряжения частот Й и Г подать на видеоусилитель телевизионного индикатора (не показан), причем каждому напряжению присвоить определенный вес, либо определенный цвет (в случае цветного телеиндикатора), то можно получить изображения дефектов. Используя определенные алгоритмы обнаружения и индентификации дефектов, например, меняя соотношения весовых коэффициентов, либо используя оптическую фильтрацию в случае цветного изображения, можно отстроиться от определенного типа помех .Формула изобретенияВихретоковый преобразователь, содержащий цилиндрический диэлектрический каркас с сердечником, размещенным в несущей оси, и матрицу чувствительных элементов в виде катушек. индуктивности, расположенную концентрично на каркасе, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен катушкой индуктивности, расположенной коаксиально матрице на сердечнике, мультиплексором, демультиплексором и широкополосным усилителем, выполненными в виде микромодулей, расположенных внутри каркаса преобразователя на оси, а матрица выполнена в виде двух эластичных подложек с нанесенными на них пленками катушек индуктивности, причем катушки первой подложки соединены в каждой строке матрицы последовательно и вход каждой строки подключен к соответствующему выходу демультиплексора, а катушки второй подложки соединены в каждом столбце матрицы последовательно и выход каждого столбца подключен к соответствующим входам мультиплексора, выход которого подключен к входу широкополосного усилителя.1296923 Составитель В,филиновТехред Л.Олейник Корректор С.Черни Редактор Н,Киштулинец Заказ 771/46 Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5