Многослойный матричный вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 51) 4 С 01 И 27/9 1 б,т ге,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИ ЕЛЬСТВУ А ВТОРСК 1/258687,ский 0883 1,07 28 лектрическиекат;шками 1трешками 1ы таким обрасдвин.тыя 5 на велинате Х, а(22) 1 (46) 15, (71) Мос тут юл.46энергетический инсти относительн ину 2 ьУ/У+1число сло и У - шаг рдинатам Х читывая интивности в преобразо стоту дискреагнитного ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТРИЧНЫЙ ВИХРЕТОКОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАИЩЕГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение может бытьиспользовано в системах малокадрового телевидения для неразрушающегоконтроля электропроводящих объектов.Цель изобретения - повышение точности контроля, На общую подложку 2 устанавливают слоями диэпленки 3 со спиральнымииндуктивности. Слои с каиндуктивности установлензом, что (И+1)/2 слоевотносительно первого слочину 2 ьХ/И+1 по коорди (И+1)/2 слоев сдвинутытого же слоя 5 на величпо координате У, где Хев преобразователя; лХэлементов матрицы по коои У соответственно, Сформацию с катушек индуктолько определенных слоевателя,можно изменить чатизации рельефа электромполя дефектов. 3 ил.Возбудитель (не показан) возбуждает вихревые токи в объекте контроля (не показан), которые генерируют ЭДС в катушках индуктивности слоев П 1, П 2, ,ПИ ММВТП 7, В начальный момент мультиплексор 8 управляется блоком 12 разверток таким образом, что опрашиваются элементы катушки только одного слоя, например П 1.Значения ЭДС,считанные с элементов (П 1) вводятся в ЭВМ 9, которая обрабатывает этот массив и синтезирует изображение на экране телеиндикатора 10. Необходимо убедиться, насколько адективно полученное изображение. Чтобы 50 55 Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии и может найти применение в качестве первичного преобразователя в системах мелкокадрового телевидения для неразрушающего контроля электропроводящих объектов.Цель изобретения - повышение точности контроля за счет снижения шага дискретизации рельефа электромагнитного поля дефектов.На фиг. 1 показан многослойный матричный вихретоковый преобразователь, содержащий три слоя катушек;на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - дефектоскоп, в состав которого входит преобразователь.Многослойный матричный вихретоковый преобразователь (ММВТП) содержит спиральные катушки 1 индуктивнос. ти,установленные слоями (Ь = 3) на гибкой подложке 2 и покрытие диэлекИ - 1 трической пленкой 3, слоев 4 матрицы (в данном случае один слой) смещены относительно первого слоя 52 ЬХ по координате Х на величину,а М слоев 6 (один слой) - по коор 22 ЬУдинате У на величинуИ+1где ЬХ и ЬУ - шаг элементов матрицы соответственно по координате Х и У,Дефектоскоп, в состав которого в качестве первичного преобразователя входит ММВТП 7, содержит последовательно соединенные мультиплексор 8, входы которого подключены к выходам ММВТП 7, ЭВМ 9, телеиндикатор 10, анализатор 11 изображения и блок 12 разверток, выход которого подключен к мультиплексору 8. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 синтезируемое изображение было адективно, частота дискретизации, определяемая шагом элементов ММВТП, не должна быть меньше найквистовской. Найквистовская частота определяется наивысшей гармоникой, присутствующей в пространственном спектре электромагнитного поля дефекта, Таким образом, чтобы убедиться, приемлем ли шаг дискретизации, необходимо априорно знать пространственный спектр дефекта, Однако это осуществить не представляется возможным по следующим причинам. Во-первых,в теории электромагнитного поля не существует метода, позволяющего аналитически определить хотя бы одномерные пространственные спектральные характеристики даже дефектов простейшей формы. Во-вторых, аналитическое определение спектральных характеристик требует априорных сведений о типе дефекта, что невозможно сделать на началь - ном этапе контроля.В результате возникает необходимость в разработке методов определения адекватности частоты дискретизации по полученному изображению дефекта. Эту задачу позволяет решить применение ММВТП. Необходимо не только определить адекватную частоту дискретизации,но эта частота должна быть минимальна, так как неоправданное завышение частоты дискретизации ведет к значительному увеличению времени синтеза изображения, что может привести к неспособности системы контроля работать в реальном масштабе времени, Эту задачу также позволяет решить применение ММВТП.Одним из возможных методов оптимизации частоты дискретизации является градиентный метод, заключающийся в анализе пространственной производной синтезируемого изображения. Если интервал квантования равен целому полутону, то при достижении минимума пространственной производной дальнейшее уменьшение шага дискретизации не ведет к увеличению точности контроля. Пространственная производная в данном случае является дискретной функцией и представляется в виде(2) Задача проверки условия (2) выполняет анализатор 11 изображения. Впростейшем случае функции анализатора 11 изображения может выполнятьоператор. Если изображение, полученное на экране телеиндикатора 10,неудовлетворяет условию (2), то анализатор 11 изображения переключаетблок 12 разверток, последний управляет мультиплексором 8 таким образом, что на вход ЭВМ 9 поступаетинформация со второго слоя П 2.Так 45как слой П 2 сдвинут относительно2 дХслоя П 1 на величину ,,то шагК+1дискретизации по координате Х уменьшается.Например, при И = 3 в два 50раза,После того, как шаг дискретизации уменшился в два раза анализатор 11 изображения опять определяет,удовлетворяет ли полученное изображению условию (2), и если условие(2) не выполняешься,то блок 12 разверток опрашивает мультиплексор 8таким образом,что информация в ЭВМ 5Д 3.К - номер полутона в точке1" 1, 1- 1,И , - номер полутона в точкед, 3 - 1; 10дХи дУ - шаг дискретизации покоординате Х и У соотвественно,Отметим,что функция (1) в общемслучае зависит от направления обхода 15ячеек растра и может быть неоднозначна, Очевидно, что минимум функции(1) достигается в нуле. Следовательно, если функция (1) обратилась внуль, то дальнейшее снижение шага 20дискретизации не ведет к повышениюточности контроля, Таким образом, условием оптимальности шага дискретизации является обращение в ноль пространственной производной, т.е. 25)х)1)9 считывается уже с трех слоев П 1 ПЗ,чтобы шаг дискретизации по координате У также уменьшился в два раза.Описанные действия повторяют, пока условие (2) не выполнится.Предлагаемое устройство может быть использовано в иерархической системе контроля, т.е. в системе, в которой шаг дискретизации не уменьшается, а увеличивается. В этом случае мультиплексор 8 вначале вводит информацию в ЭВМ 9 со всех слоев ММВТП 7. Затем шаг дискретизации увеличивают посредством исключения опреФормула изобретения Многослойный матричный вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий спиральные катушки индуктивности,установленные И слоями на гибкой подложке и покрытие диэлектрической пленкой,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности контроля, И слоев матрицы смещены относительно первого слоя по координате2 дХ Ы - 1 Х на величинуИ+1 слоев по координате У на величину 2 дУгде ЬХ и дУ - шаг элеИ+1ментов матрицы соответственно по координате Х и координате У, а число Б слоев в матрице нечетное. деленных слоев.ММРТП 7 из числа опрошенных и таким образом формируют наборы изображений с последовательно ухудшающимся разрешением. Для сравнения полученных изображений могут быть использованы различные критериальные Р)ункции, как было показано в примере.Иер. архическая обработка начинается с анализа изображений, имеющих самый низкий уровень разрешения. При обработке изображений выбирается ряд наиболее вероятных точек локализации дефекта на каждом уровне. На последующих уровнях вычисления производятся только для тех точек, которые были выбраны на предыдуц)их уровнях. Поэтому число обрабатываемых точек быстро уменьшается, что обеспечивает высокую вычислительную эффективность иерархических алгоритмов.1359731 2.2 71 ерни О/47 Тираж 776ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Б, Р ПодписиССР аказ омитет открыт 4/5 б,ска Производственно рафическое предприятие,П ород Составитель И,РекуноваРедактор Т.Парфенова Техред М.Моргентал Коррект