Способ неразрушающего контроля изделий из электропроводящих материалов и устройство для его осуществления

) й институт и П. Л. Мощего контправочник./ М.: Маши. ф-лы, 3 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Приборы для неразрушаюроля материалов и изделий. СПод ред, В. В. Клюева.ностроение, 1976, кн. 2, с, 128.(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЗЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и позволяет повысить точность контроля за счет исключения временной и частотной нестабильности опорного напряжения. При введении вихретокового преобразователя 5 во взаимодействие с контролируемым изделием формируют выходной сигнал преобразователя 5 с помощью компенсирующего напряжения, изменяют фазу основной гармоники возбуждающего сигнала, добиваясь равенства нулю составляющей выходного сигнала преобразователя, синфазной с опорным напряжением. По величине сдвига фазы основной гармоники возбуждающего сигнала определяют контролируемый параметр. При этом фазовый сдвиг осуществляют напряжением с выхода синхронного детектора 7, меняющим соотношение амплитуд, поступающих на модулятор 11 прямоугольного напряжения с мультивибратора, частота которого в 2 раза больше частоты сигнала возбуждения вихре- токового преобразователя 5 и постоянного напряжения, и формирующим выходной сигнал модулятора 11, который перемножается с опорным напряжением в перемножите1404921 1Изобретение относится к неразрушаюшим методам контроля качества материалов и изделий и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например для контроля толщины проводящих покрытий на электропроводяших материалах, толщины или удельной электрической проводимости материала.Цель изобретения - повышение точности контроля за счет исключения временной и частотной нестабильности опорного напряжения.На фиг. 1 представлен годограф выходного сигнала вихретокового преобразователя; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие способ и работу устройства; на фиг. 3 - структурная схема устройства, реализующего способ.Устройство для неразрушающего контроля изделий из электропроводящих материалов содержит последовательно соединенные генератор 1, выполненный в виде последовательно соединенных мультивибратора 2 и триггера 3, перемножитель 4, вихретоковый преобразователь 5 с компенсатором, первый усилитель 6, синхронный детектор 7, опорный вход которого подключен к выходу генератора 1, второй усилитель 8 и индикатор 9 и последовательно соединенные источник 10 постоянного напряжения и модулятор 11, второй и третий входы которого подключены, соответственно, к выходу второго усилителя 8 и мультивибратора 2, а его выход - к второму входу перемножителя 4,Способ осуществляется следующим образом.Вихретоковый преобразователь 5, питаемый сигналом постоянной частоты, вводят во взаимодействие с контролируемым изделием. Возникающее напряжение вихре- токового преобразователя 5, определяемое величинами контролируемого параметра изделия и мешающего параметра, суммируют с компенсирующим напряжением Чх (фиг. 1), параметры которого подбираются в процессе калибровки, и обеспечивают компенсацию погрешности от влияния мешающего фактора, например зазора Ь (фиг. 1), между вихретоковым преобразователем 5 и контролируемым изделием, Измеряют составляющую бауер (фиг, 1) результирующего выходного напряжения Бвых.роз вихретокового преобразователя 5 с компенсатором, синфазную с опорным напряжением 13 оп, или, что одно и то же, измеряют проекцию 1.3 вых.рез На РЕЯЛЬНУЮ ОСЬ СИСТЕМЫ КООРДИ- нат на комплексной плоскости, в которой изображен годограф Бвых.рез преобразователя (фиг. 1).Из сигнала Бу р формируют вспомогательный сигйал 13 вс, с помощью которого создают фазовый сдвиг основной гармоники возбуждающего сигнала 13 возб. (фиг. 2 е). Вспомогательный сигнал 13(фиг. 2 д) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2формируют путем модуляции постоянного напряжения 13 упр. (фиг, 2 б) прямоугольным напряжением Б (фиг. 2 а), частота которого в два раза больше частоты 13 оп (фиг. 2 а), и суммирования его с некоторым постоянным напряжением Б= (фиг, 2 г). Сигналом 13 упр (фиг. 2 б) изменяют соотношение амплитуд переменной (13 всп, = К 1.1 упр, где К - коэффициент пропорциональности) и постоянной (13 всп = А-.) составляющих сигняАя 1.3 всп (фиг, 2 д), Сигналом 13 всп модулируют 13 оп (фиг. 2 а), при этом формируется сигнал возбуждения 13 возб. (фиг, 2 е) вихретокового преобразователя 5, основная гармоника которого имеет фазовый сдвиготносительно основной гармоники возбуждающего сигнала, выделенной из 1.3 оп.Созданный фазовый сдвигна комплексной плоскости отображается поворотом на угол р системы координат, в которой проекция 13 вых Рез (фиг. 1) на реальную ось новой системы координат равна нулю 1.Ьпр = О. Величина Юпр остается постоянной и примерно равно нулю при изменении 1 в заданном диапазоне его изменения и значительно меняется только при изменении величины контролируемого параметра, например, удельной электрической проводимости в материала. При этом создается новый фазовый сдвиг основной гармоники возбуждающего сигнала (новый фазовый сдвиг системы координат), По измеренной величине фазового сдвига определяют величину контролируемого параметра.Устройство работает следующим образом.Вихретоковый преобразователь 5 с компенсатором устанавливают на контролируемое изделие (на фиг. 3 не показано). Возникшее выходное результирующее напряжение (векторная сумма вносимого и компенсирующего напряжений) преобразователя 13 вых.рез ПОСЛЕ УСИЛЕНИЯ УСИЛИТЕЛЕМ 6 ПОСТУ- пает на синхронный детектор 7, на другой вход которого поступает опорное напряжение 11 оп, представляющее собой последовательность прямоугольных импульсов, вырабатываемых триггером 3 генератора 1 (фиг. 2 а). С выхода синхронного детектора 7 постоянное напряжение 1.3 пр, равное составлЯющей 13 вых.рез пРеобРазователя 5 с компенсатором, синфазной с Поп, поступает на усилитель 8 в виде К 13 упр, где К коэффициент усиления усилителя 8, и далее на индикатор 9 и модулятор 11, на два других входа которого поступают постоянное напряжение 13 от источника 10 постоянного напряжения (фиг, 2 г) и прямоугольное напряжение 13 с мультивибратора 2 генератора 1 (фиг. 2 в), Перемножение выходного сигнала модулятора 11 Бвсп с 13 оп с помощью перемножителя 4 обеспечивает фор мирование выходного сложного импульсного сигнала (фиг. 2 е), обеспечивающего сдвиг основной гармоники сигнала возбуждения вихретокового преобразователя 5 с компенсатором на величину, пропорциональную 1.3 упр,Таким образом, на выходе синхронного детектора 7 остается напряжение, близкое к нулю. Приближенное равенство к нулю 11 упр на выходе синхронного детектора 7 при изменении величины контролируемого параметра изделия поддерживается автоматически с помощью замкнутого контура статической системы автоматического регулирования, состоящего из синхронного детектора 7, усилителя 8, модулятора 11, пере- множителя 4, вихретокового преобразователя 5 и вновь синхронного детектора 7.При изменении величины контролируемого параметра изменяется выходное напряжение К 3 упр усилителя 8, которое всегда пропорционально углу сдвига фазы основной гармоники возбуждающего сигнала (углу поворота фазы), относительно предыдущего значения фазы основной гармоники возбуждающего сигнала. Таким образом на индикатор 9 выводится напряжение К 1.1 упр, пропорциональное возникшему сдвигу фазы возбуждающего сигнала.Формула изобретения1. Способ неразрушающего контроля изделий из электропроводящих материалов, заключающийся в том, что в контролируемом изделии с помомощью преобразователя возбуждают вихревые токи, формируют суммарный выходной сигнал преобразователя сложением его выходного сигнала с компенсирующим напряжением и измеряют составляющую суммарного выходного сигнала, синфазную с опорным напряжением, смещенным на заданный угол относительно сигнала возбуждения преобразователя, отличающийся тем, что, с целью гювыше 4ния точности контроля, формируют вспомогательное напряжение суммированием постоянного напряжения фиксированной величины и переменного напряжения, полученного модуляцией синфазной с опорным напряжением составляющей суммарного выходного сигнала, прямоугольным напряжением, частота которого в два раза больше частоты опорного напряжения и частоты основной гармоники сигнала возбуждения 10 преобразователя, модулированием опорногонапряжения вспомогательным напряжением изменяют фазу основной гармоники сигнала возбуждения до момента равенства нулю составляющей суммарного выходного сигнала преобразователя и измеряют приращение фазы сигнала возбуждения, по которому определяют величин контролируемого параметра.2. Устройство для неразрушающего контроля изделий из электропроводящих мате О риалов, содержащее генератор, последовательно соединенные вихретоковый преобразователь с компенсатором, усилитель и синхронный детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено включенным между выходом синхронного детектора и входом индикатора вторым усилителем и последовательно соединенными источником постоянного напряжения, модулятором, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя, и перемножителем, выход которого подключен к входу вихретокового преобразователя, а генератор выполнен в виде последовательно соединенных мультивибратора, выход которого соединен с третьим входом модулятора, и триггера, выход которого подключен к второму входу перемножителя.1404921 Увир Усп Составитель И. Рекед И. Верес ж 847 ваКорректор А. ТяскоПодписноеизобретений и открытийб., д. 4/5город, ул. Проектная, 4 Шанд47 Редактор Заказ 30 о Те Ти НИИПИ Государственного комитета СССР по делам113035, Москва, Ж - 35, Раушская на Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уж