Электромагнитное устройство для неразрушающего контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9 148 11 4 С 01 Н 27/90 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОП ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРС КОМУ Запуск(53) 6 (56) Ав И 1226 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский инсти тут интроскопии(72) В. К. Рябцев, В. Галов и А. К. Легкобыт20.179.14(088.8)торское свидетельство СССР270, кл. С 01 М 27/90, 1984, (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУША 10 ЩЕГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю электромагнитным методом. Цель изобретения - повышение информативности и точности конт роля. Устройство позволяет определи параметры контроля из следующих соот ношений: Ь = К,(0, + Бз - Ц, К ); а фф1/2 К (Ц+ Б -2 К Ь) иХ= - 1/2 К а (11 - 11), где Ь, а и Х- соответственно расстояние между обмотками 7, 8 и объектом контроля, размер объекта контроля и смещение контролируемого объекта параллельно плоскости обмотки 2 вихретокового преобразователя; Ц Ц , 0 - соответственно напряжения с выхода усилителя 5 и обмоток 7 и 8; КК, К, К, К в постоянн коэффициенты. УкаФзанный алгоритм реализуется с помощью компенсаторов 1 О, 20, 23, вычитателей 12, 15, 24, сумматора 21, делителя 17 и пяти масштабных усилителей 11, 13, 14, 16 и 18. 3 ил.1483349 Изобретение относится к неразрушающему контролю электромагнитнымметодом и может быть использованодля контроля параметров иэделий вдинамических условиях, например,продольных и поперечных перемещенийлопаток ротора и дрЦель изобретения - повышение инФормативности эа счет увеличения числа контролируемых параметров и точности контроля за счет отстройки результатов контроля от влияния изменения зазора между дополнительнымиобмотками и объектом контроля,На фиг. 1 изображена структурнаясхема электромагнитного устройства;на фиг. 2 - объект контроля и обмотки; ня фиг. 3 в . разрез А-А наФиг. 2,10 15 20 Электромагнитное устройство для неразрушающего контроля содержит первый колебательный контур 1 с включенным в него вихретоковым преобразователем (полесоздающая обмотка 2), соединенный с первым колебательным контуром 1 .через резистор 3 второй .колебательный контур 4, последовательно соединенные усипитель 5, соединен ный с вторым колебательным контуром 4, и нелинейный четырехполюсник 6, подключенный к первому колебательному контуру 1, первую и вторую дополнительные обмотки 7 и 8, индуктивно связанные с полесоздающей обмоткой 2 преобразователя, последовательно соединенные первый амплитудный детектор 9, первый компенсатор 10, первый масштабный усилитель 11, первый вы читатель 12, второй масштабный усилитель 13, третий масштабный усилитель 14, второй вычитатель 15, четвертый масштабный усилитель 16, делитель 17 и пятый масштабный усилитель 18, а также последовательно соединенные второй амплитудный детектор 19, подключенный к первой дополнительной обмотке 7, второй компенсатор 20 и сумматор 21, выход которого подключен50 к вторым входам первого и второго вычитателей 12 и 15, и последовательно соединенные третий амплитудный детектор 22, подключенный к второй дополнительной обмотке, третий компенсатор 23 и третий вычитатель 24, вы 55 ход которого подключен к второму входу делителя 17, выходы компенсаторов 20 и 23 подключены соответственно к вторым входам третьего вычитателя 24и сумматора 21, а выходы второго,четвертого и пятого масштабных усипителей 13, 16 и 18 подключены к индикатору (не показан),Устройство работае следующим образом,Нелинейный четырехполюсник 6, колебательные контуры 1, 4 и резистор3 образуют цепь положительной обратной связи, охватывающей усилитель 5,Напряжение автоколебаний усилителя 5поступает в вихретоковый преобразователь (пылесоздающая обмотка 2) первого колебательного контура 1, Напряжение У, с выхода усилителя 5 зависит от расстояния Ь (фиг. 2) междуобмотками 7, 8 и объектом 25 контроля с размером а, При 1/2а/2 + Х,где 1 - длина обмотки 2, Х -.перемещение контролируемого объекта 25 параллельно плоскости обмотки 2 вихретокового преобразователя, напряжениеП можно выразить следующим образом;111 11 о К ц 1 К 1где П,н - начальное напряжение с усилителя 5; К и К - чувствительность автогенератора к изменению расстояния Ь и размера а объекта 25.В качестве дополнительных катушеки 8 рекомендуется испольэовать конструкцию в виде двух симметрично размещенных треугольных обмоток (фиг. 3, которые обеспечивают линейную зависимость изменения напряжения от перемещения Х объекта 25.В этом случае напряжение, снимаемое с обмоток 7 и 8 равно11 о 2 +К1+К а+Кдз а"П = Ъ+К, Ь+К а+Кахгде 11 Б - напряжение соответственно на обмотке 7 и обмотке 8.Из приведенных выражений следует, что расстояние Ь между вихретоковым преобразователем и контролируемой поверхностью объекта 25 равйоЬ - К (о +Уз - 1.1 К)где К, и К - постоянные коэффициен-, ты, определяемые из совместного решения приведенных уравнений, Размер а контролируемого объекта 25 равен2 11 г 1 З1Тогда величина перемещения определяется выражением(1.1 Б )1аПродетектированные детекторами 9,19 и 22 напряжения подаются на компенсаторы 10, 20 и 23, где компенсируются начальные напряжения БоЦ . Напряжение с компенсатора 10подается через масштабный усилитель11 с коэффициентом усиления, равнымКг, на первый вход вычитателя 12,на второй вход которого подается сумма напряжений Б + Б с сумматора, 21,Напряжение с вычитателя 12, усиленноемасштабным усилителем 13 с коэффициентом усиления, равным К, определяет расстояние Ь до объекта 25. Напряжение с сумматора 21 подается также.на второй вход второго вычитателя 15,на первйй вход которого подается напряжение с масштабного усилителя 13,усиленное масштабным усилителем 14с коэффициентом, равным 2 Кд, Напряжение с вычитателя 15, усиленное масштабным усилителем 16 с коэффициентом,равным 1/2 К , поступает на первыйвход делителя 17, Разность напряженийУ - Бз, снимаемая с вычитателя 24,подается на второй вход делителя 17,где делится на напряжение, снычаемоес масштабного усилителя 16 и усиленное усилителем 18, определяет величину отклонения Х,Изобретение позволяет одновременно измерять перемещение объекта 25в двух плоскостях и его размер,формула изо б ретенияЭлектромагнитное устройство длянеразрушающего контроля, содержащее первый колебательный контур с включенньк в него вихретоковым преобразова-, телем, соединенный с первым колебательным контуром через резистор второй колебательный контур, последовательно соединенные усилитель, соединенный с вторым колебательным контуром, и нелинейный четырехполюсник, подключенный к первому колебательному контуру, соединенный с входом усилителя.амплитудный детектор, индикатор и дополнительную обмотку, индуктивно связанную с обмоткой преобразователя, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью повышения информативности и точности контроля, оно снабжено второй дополнительной обмоткой, индуктивно связанной с обмоткой преобразо 2 р вателя, последовательно соединеннымипервым компенсатором, подключенным к выходу первого амплитудного детектора, первым масштабным усилителем, первым вычитателем, вторым масштабным усили телем, третьим масштабным усипителем,вторым вычитателем, четвертым масштабным усилителем, делителем и пятым масштабным усилителем, последовательно соединенным вторым амплитудным ЗО детектором, подключенным к первой дополнительной обмотке, вторым компенсатором и сумматором, выход которого подключен к вторым входам первого и второго вычитателей, и последовательно соединенными третьим амплитудным детектором, подключенным к второй дополнительной обмотке, третьим компенсатором и третьим вычитателем, выход которого подключен к второму вхо О ду делителя, выходы второго и третьего компенсаторов подключены соответственно к вторым входам ретьего вычитателя и сумматора, а выходы второго, четвертого и пятого масштабных усилителей подключены к индикатору,1483349 Составитель И. Рекуновават Техред Л.Олийнык КорректорЛ. Пилипен едактор 282141 Тираж 789 Государственного комитет113035, Москва,оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг гарина, 101 Эак ВНИИП По дписно еизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раущская наб д. 4(5