Вихретоковый структуроскоп

да тГ овсь НВТП издетроля.тролялий защитнымирытиями, 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ для неразрушающего конт в и изделий,/ СправочВ, Клюева, М,; Маши, кн, 2, с326, С, и др, Прибор для авов по маркам, - Заторияр 1984 р Р 1 р сортировки сплводская лаборас. 46-49.(54) ВИХРЕТОКОВЫИ СТРУКТУРОСКОП (57) Изобретение относится к области нераэрушающего контроля качества материалов и изделий. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет снижения погрешности, обусловленной влиянием зазора между накладным вихретоковым преобразователем (НВТП) и контролируемым изделием, Сигнал с НВТП 2, эапитанного синусоидальным током от автогенератора 1, поступает на входы детекторов 3,8,9, на которых реализованы функции у -1 2 сов Чт, совсоответственно, где- углы фаз напряжений, вносимйх в первую и вторую обмотки. Посредством перемножителя 11 и делитеЯО 1307323 ля 4 осуществляется преобразование сигнала вида у - у /совв( сов.1 2 1 Сигнал с выхода детектора 9 после инвертирования в инверторе 13 и сигнал с выхода детектора 8 поочередно подключаются коммутатором 14 к пере- множителю 15, где возводятся в квадрат, после чего суммируются с постоянным напряжением от блока 12 опорного напряжения в сумматоре 16, а на выходе извлекателя корня получается сигнал, пропорциональный величине 3 К т ХС, где К = сопвп; Х принимает поочередно значения сов у и сов. На выходе делителя 18 напряжений образуется сигнал пропорциональный величине К(+Х /Х, где К( =сопвС. После суммированйя в сумматоре 5 и возведения в квадрат в перемножителе 6 на вход индикатора 7 поступает сигнал, реализующий функцию преобразования сигнала НВТП следующего виС(у - с,р )/сов сов+,( ( Р 7,( ик,/ сов 2 с 1)1 р позволяющую исключитвлияние изменений зазора между и поверхностью контролируемого лия, т,е. повысить точность конЭто дает также возможность кон иэделий в потоке, а также изде с неэлектропроводящими по23 2 личине 1 13 О 73Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалови иэделий и может быть использованопри контроле изделий из ферромагнитных материалов по отношению удельнойэлектрической проводимости к магнитной проницаемости,Цель изобретения - повышение точности контроля путем уменьшения влияния измерений зазора между накладным 10вихретоковым преобразователем и поверхностью контролируемого изделия.На чертеже показана структурнаясхема предлагаемого .вихретоковогоструктуроскопа, 15Вихретоковый структуроскоп содержит последовательно соединенные автогенератор 1, накладной вихретоковыйпреобразователь 2 (НВТП) с возбуждающей и двумя измерительными обмотками (не показаны), расположенными нафиксированном расстоянии, фазовыйдетектор 3, делитель 4 напряжений,сумматор 5, перемножитель 6 с объединенными входами и индикатор 7, фазовые детекторы 8 и 9, по одному извходов которых подключены к первойи второй измерительным обмоткам НВТП,другие входы через Фазовращатель,10подключенык выходу автогенератора 1, 30а выходы подсоединены к входам перемножителя 11 с выходом, связанным свторым входом делителя 4 напряжений,блок 12 опорного напряжения, последовательно соединенные аналоговыйинвертор 13, вход которого подключенк выходу Фазового детектора 9, аналоговый коммутатор 14, второй входкоторого подключен к выходу Фазовогодетектора 8, перемножитель 15 с 40объединенными входами, сумматор 16,второй вход которого подключен к выходу блока 12 опорного напряжения,блок 17 извлечения квадратного корняи делитель 18 напряжения, второйвход которого соединен с выходом аналогового коммутатора 14, а выход подключен к второму входу сумматора 5,Вихретоковый структуроскоп работает следующим образом, , 50 Автогенератор 1 питает синусоидальным током возбуждающую обмотку вихретокового преобразователя 2, Сигнал с его измерительных обмоток, несущий информацию о параметрах контролируемого изделия, поступает на входы Фазового детектора 3, сигнал на выходе которого пропорционален разности фаз входных напряжений- у, а также на входы фазовых детекторов 8 и 9, на которые опорное напряжение, синфазное с током возбуждения НВТП, подается через фазовращатель 10 с выхода автогенератора 1. В результате на выходах фазовых детекторов 8 и 9 появляются сигналы, пропорциональные сов , и сов у, соответственно. Эти сигналы2перемножаются в перемножителе 11Сигналы с выходов фазового детектора 3 и перемножителя 11 поступают на входы делителя 4 напряжений, вследствие чего на его выходе сигнал пропорционален (- у ) /сов у, сов у ), Сигнал фазового детектора 9 поступает также на вход аналогового инвертора 13, в результате чего на его выходе появляется сигнал, пропорциональный - соя у, Этот сигнал и выходной сигнал фазового детектора 8 поступают на входы аналогового коммутатора 14, на выходе которого в течение одинаковых промежутков времени присутствуют сигналы, подводимые к его входам, т,е, сов у 1 или - сов(обозначим Х). Сигнал с выхода аналогового коммутатора 14 поступает в перемножитель 15, где возводится в квадрат, и далее в сумматор 16, на второй вход которого подается постоянное напряжение от блока 12 опорного напряжения, и в блок 17 извлечения квадратного корня, После этих . преобразований на выходе блока 17 извлечения квадратного корня сигнал пропорционален величине 1 гк е Ха, где К = сопят., Этот сигнал поступает на первый вход делителя 18 напряжений, на второй вход которого подается выходной сигнал аналогового комутатора 14 Х, Поэтому на выходе делителя 18 напряжений сигнал пропорционален р К е ХЕ, где Х=ооа ч или Х =-сову, и он поступает на один из входов сумматора 5, на второй вход которого поступает сигнал с выхода делителя 4 напряжений. Поскольку время коммутации входных сигналов аналогового коммутатора 14 одинаковое, то на выходе делителя 18 напряжений средняя величина сигнала пропорциональна среднему арифметическому или сумме выходных напряжений от воздей.ствия сигналов соя у и соя у, Погэтому на выходе сумматора 5 присутствует сигнал, пропорциональный. ве(5) 15 оз со щсс инапрявторую отки. я си е ан зави стви остр гна сиеан40 Извес электричние удельной но, что отнош ской проводим цаемости, хар м параметром /р, с помощью збуждающую и сти к магнитктеризуемое р/ф =ЙВТП, содер- змерительную ои прони бобщенны к, к 45 жащего вобмотки,формуле ожет быть о елено п Ро Р(ч)(3)- радиус НВТП;- расстояние отобмотки НВТП дизделия;- постоянная вел измерительной о поверхности ина. где С,1 и С - постоянные коэффициенты. Этот сигнал возводится в квадрат перемножителем 6 и поступает наиндикатор 7, Таким образом, вихретоковый структуроскоп реализуетфункцию преобразования сигнала НВТПвида 6 1- г,и (ДЬ)и) Т соз усоя Ч 2е- удельная электрическаяпроводимость материала; 4 - относительная магнитнаяпроницаемость материала; д - расстояние между измерительными обмотками НВТП; и в , круговая частота тока возбуждения;- магнитная постоянная;- постоянная величина;- углы фаз вносимыхжений в первую иизмерительные обмЭта функция преобразованила НВТП получена в результаттического анализа известноймости, описывающей взаимодейНВТП сферромагнитным полупрством. 4Если вторую измерительную обмотку расположить на расстоянии относительно первой, то аналогично (2) можно записать фо Р( )(4)в+ай+сНесложное совместное решение (2) и (4) относительно /3 / и дает вы- ражение в котором уже устранено мешающеевлияние изменений зазора, Подстановка (3) в (5) и несложные математические преобразования с заменой йц уна зпу /созЧи с учетом того,что, в силу незначительного отличияпо величине углов фазизд( - )-дают выражение, которое и реализовано в изобретении.Предлагаемый вихретоковый структуроскоп позволяет значительно повыситьточность неразрушающего контроля путем использования функции преобразования сигнала НВТП, в результате которой исключается влияние измененийзазора между НВТП и поверхностью контролируемого иэделия - основного мешающего фактора при неразрушающемконтроле с помощью НВТП. Это даетвозможность проводить контроль изделий, содержащих различные защитныенеэлектропроводящие покрытия, а также проводить контроль изделий в потоке при автоматическсм бесконтактном сканировании их поверхности с помощью НВТП,формула изобретен Вихретоковый структуроскоп, содержащий последовательно соединенные автогенератор, накладной вихретоковый преобразователь с возбуждающей и измерительными обмотками, фазовый детектор, фазовращатель, подключенный к выходу автогенератора, и ин" дикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет уменьшения влияния изменений зазора между накладным вихретоковым преобразователем и поверхностью контролируемого изделия, он снабжен включенными между выходом фазового детектора и индикатором по3 30732 Составитель И. КесоянС. Лисина Техред Л.Сердюкова Корректор С, Шек Редак аказ 1624/ ВНИТираж 777Государственного комитета СС елам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб.,одписн 4 035 енно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,оизво следовательно соединенными делителемнапряжений, сумматором и перемножи"телем, последовательно соединеннымивторым фазовым детектором, входыкоторого подключены к выходу фазовращателв и к первой измерительной обмотке, и вторым перемножителем, выход которого соединен с вторым входом делителя напряжений, последова"тельно соединенными третьим фазовым Юдетектором, входы которого подключены к выходу фазовращателя и к второйизмерительной обмотке, аналоговымкоммутатором, третьим перемножителем,3 6вторым сумматором, блоком извлеченияквадратного корня и вторым делителемнапряжений, выход которого подключен,к второму входу первого сумматора, авторой вход - к выходу аналоговогокоммутатора, а также блоком опорногнапряжения, подключенным к второмувходу второго сумматора, выход второго фазового детектора соединен свторым входом аналогового коммутатора , а выход третьего фазового детектора подключен квторому входу второго перемножителя,