Устройство для вихретокового контроля

, 164 51)5 С 01 М 27/90 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У Н АВТОРСКОМ еля и вхо ый диффер ичитель, аэовращат ы 2 ИЛИ, а С-цепью и м индикатора, и 61 1033947(56) Авторское свидетельство СССР В 1033947, кл, С 01 И 27/90, 1983.ф (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю параметров материалов электромагнитными методами, Цель изобретения - повышение точности контроля за счет линеаризации характеристики преобразователя. Для этого устройство содержит генератор, соединенные с ним трехобмоточный вихретоковый преобразователь, фазовращатель и индикатор, последовательно соединенные первый, второй и третий дифференциальные усилители- ограничители, схему 2 ИЛИ, формирователь импульсов стабильной амплитуды и КС-цепь, включенные между выходом вихретокового преобразованциальный усилитель-огр ключенный между выходом еля и вторым входотакже включенные индикатором анало разователь, выпол схееждуо-цифенный вои пре в виде последовательно с усилителя с регулятором дела измерений, компарат пропускания и счетчика и последовательно соединен ныхпреемыв фист- рной едине ижнег ра, с пульс ых ре дви ммутато резис матрицы, дели которого соед нтеграт Уом инеи с вто конденсато вхо компараторасброса, под тегратор г лючаьно и юченньтх параллелератора счетных и верхвход в, выполненног регулят его пре хемы пр нии а изм соединен с выходо импульсов, а втоимпульсов - с кан енератора сч ых ои вых счетчи а. ет дикат гист фров ра сд м, а м рез входом пол нен к импульсовизмерений.с за ание льта осится к неразрупараметров матеитными методами и На шиг 1 изображена с схема устройства, на фиг. менные диаграммы сигналов ты. тение от руктурная2 - вреего рабошающемуся контрол риалов электромаг вт,св. льным является дополниУ 1033947.Цель иэобретености контроля э Устройствоинусоидальныхенный, наприиде двухтакт содержит ге колебаний,ератор выполние то я - по хеме на микроо ЕС-генер чет линеариэациибразова геля. атор характеристики прОлин кьход генератора 1 через последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 2, усилители-ограничители 3-5 подключен к 20 первому входу логического элемента 6, выполняющего функцию элемента 2 ИЛИ, Выход элемента 6 через формирователь 7 импульсов стабильной амплитуды подключен к КС-цепи 8. 10 Второй выход генератора 1 через последовательно соединенные фаэовращатель 9 и усилитель-ограничитель 10 подключен к второму входу логического элемента Ь, между КС-цепью 8 15 и индикатором 11 включен аналогоцифровой преобразователь 12, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя 13 с регулятором 14 нижнего предела измерений, компаратора 15 схемы 16 пропускания и счетчика 17 импульсов, последовательно соединенных регистра 18 сдвига, коммутатора 19, резисторной матрицы 20, делителя 21 и интегра тора 22, выход которого соединен с вторым входом компаратора 15, конденсатора 23 и ключа 24 сброса, подключенных параллельно интегратору 22 генератора 25 счетных импульсов, вы полненного с регулятором 26 верхнего предела измерений, второй вход схемы 16 пропускания соединен с выходом генератора 25 счетных импульсов, а второй выход счетчика 17 импульсов соединен с входом регистра 18 сдвига.Устройство работает следующим образом.Вихретоковый преобразователь 2 40 устанавливают на поверхность контролируемого изделия и включают питание. С генератора 1 напряжение поступает на возбуждающую обмотку вихретокового преобразователя 2 и на фазовращатель 9. Выходное напряжение вихретокового преобразователя 2, несущее информацию об удельной электрической проводимости иэделия и снимаемое с последовательно включенных измерительной и компенсационной обмоток (не показаны), усиливается и преобразуется в прямоугольную форму в усилителях-ограничителях 3-5 и поступает на первый вход логического элемента 2 ИЛИ 6, Напряжение вихретокогого преобрязователя 2, прошедшее фазоврашатель 9, усиливается и преобразуется в усилителе-ограничителе 10 и поступает на второйвход логического элемента 6. Фазовращатель 9 обеспечивает устойчивую работу устройства в диапазонеизмерения с неизменным знаком фазового угла, Логический элемент 2 ИЛИ6 выделяет на своем выходе импульсный сигнал, постоянная составляющаякоторого выделяется с помощью формирователя 1 импульсов стабильной амплитуды с КС-цепью 8 на выходе, Конструктивно логический элемент 6 можно совместить с формирователем 1 импульсов, напримерпутем введения вЭСЛ - элемент 2 ИЛИ генератора стабильного тока, выполненного в видетокового зеркала. При этом конденсатор КС-цепи 8 будет соединен снагрузочным резистором элемента 6.Исходное состояние блоков, входящих в АЦП 12, с момента включения питания до процесса преобразования следующее. Счетчик 17 импульсов и регистр 18 сдвига обнулены, ключ сброса 24 замкнут и шунтирует конденсатор 23 интегратора 22, напряжение навыходе интегратора 22 равно опорномуФлп) и превышает по величине выходное напряжение усилителя 13, В результате на выходе компаратора 15 поддерживается высокий уровень напряженияи схема 16 пропускания открыта дляпрохождения импульсов счета с генератора 25 счетных импульсов на счетчик 17 импульсов. Однако посколькуна входы обнуления счетчика 17 импульсов на данном отрезке временипоступает сигнал установки в нулевоесостояние, счета импульсов не происходит. Временная задержка междумоментом включения устройства и началом счета импульсов необходима дляустановления переходных процессов вблоках устройства,АЦП 12 работает в двух циклах предварительной записи и преобразования.Предварительная запись импульсов всчетчик 17 импульсов начинается одновременно со снятием сигнала обнуления,но при условии, что удельная электро-.проводимость изделия не меньше нижнейграницы диапазона измерения устройства (устройство предварительно откалибровано с помощью регуляторов нижнего 14 и верхнего 26 пределов измерения). Если удельная электропроводкость меньше нижней границы диапазона измерения, величина выходного на 164пряжения усилителя 13 может оказаться больше величины выходного напряжения интегратора 22, на выходе компаратора 15 нижний уровень напряжения,схема 16 пропускания закрыта и запись импульсов в счетчик 17 импульсовне производится. В этом случае нацифровом индикаторе 11 отображаютсянули.По мере записи импульсов всчетчик 17 на -м выходе счетчика17 формируются импульсы, частотакоторых ниже частоты счетных импульсов в соответствии с коээфициентом деления на 1-м выходе. Этиимпульсы поступают на входы синхронизации регистра 1 Я сдвига (вход Р),вызывая процесс сдвига логическойн н1 на его выходах. При появлении логической "1" на К-выходе регистра18 сдвига размыкается ключ 24 сброса интегратора 22 и с этого моментавремени начинается цикл преобразования АЦП 12. Номера выходов счетчика 17 импульсов и К-выходов регистра 18 сдвига выбирают так, чтобы к моменту появления логической11 111 на выходе К р е ги с т р а 1 8 сдвигаколичество импульсов , записанное всчетчик 1 7 импульсов , был о меньшеили равно численному з н а ч е нию нижн е й границы диапазона измеренияустройства ,При ра змыка нии ключа 2 4 сбросаинтегратор 2 2 формирует линейноуменьшающееся напряжение , крути э накоторого в о всем диапазоне и змер ени я устройства способна изменятьсяИ + 2 раза , Ко эффи ци е нт деления счетных импульсов ( вых одсчетчика 1 7импульсов) , количество разрядоврегистра 1 8 сдвига , номера выходовр е ги с тра 1 8 , к которым подключенкоммутатор 1 9 , величина с опротивл ени й , входящих в ре зи с тор ную ма тр ицу 2 0 , выбираются таким образом ,чтобы функция выходного напряженияинтегратора 2 2 являлась возможноболее точной моделью характеристикиви хр е т о к ов о го преобразователя 2 .При этом ,условии в устройстве ос уще с твл яе т с я лин е а ри з аци я хар ак те рис ти ки преобразования .Ци кл и р еобраз ов ани я за ка нчивается в момент сравнения выходногонапряжения интегратора 2 2 с выходным напряжением усилителя 1 3 . Приэтом н а выходе к омпа р а тор а 1 5устанавливается напряжение низкого уровня, схема 16 пропускания закрывается и поступление счетных импульсов в счетчик 17 прекращается.На индикаторе 11 отображается и запоминается число , записанное в счетчике 17 импульсов, которое соответствует удельной электропроводимости изделия, Сброс показаний индикатора 11 происходит при выключении питания устройства.Регуляторы нижнего 14 и верхнего26 пределов измерения в простейшем случае выполнены в виде переменных резисторов. С помощью регулятора 14 производят настройку устройства на нижний предел измерения. В процессе настройки вихретокового преобразователя 2 устанавливают на эталонный образец, соответствующий нижнему пределу измерения, включают питание и, регулируя сопротивление 25 К регулятора 14, приводят в соответствие показания индикатора 11 значению проводимости образца. Аналогично производят настройку устройства с помощью регулятора 26 верхнего предела измерения по эталонному образцу, соответствующему верхнему пределу измерения.Формула изобретения35Устройство для вихретокового конт"роля по авт.св. 11 1033947, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности контроля за счет 40 линеаризации характеристики преобразователя, оно снабжено включенньюмежду ВС-цепью и индикатором аналогоцифровым преобразователем, выполненным в виде последовательно соединенных 45 усилителя с регулятором нижнего пре"дела измерений, компаратора, схемыпропускания и счетчика импульсов,последовательно соединенных регистра сдвига, коммутатора, резисторной 50 матрицы, делителя и интегратора, выход которого соединен с вторым входом компаратора, конденсатора и ключа сброса, подключенных параллельноинтегратору, генератора счетных им-.55 пульсов, выполненного с регуляторомверхнего предела измерений, второйвход схемы пропускания соединен свыходом генератора счетных импульсов,а второй выход счетчика импульсов1645888 соединен с входом регистра сдвига,индикатор выполнен цифровым, а сцетбв лаааерньани аи фи.Келеме Корректор Л.11 ата аказ 1347 Тираж 4НИИПИ Государственного к зо и ГКНТ СССР 1 13035, Р омитета по иИосква, Ж-З 5,Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарин иь ит)ию чик импульсов выполнен с запоминанием результата измерений,У д я 04 Подпис нбретениям и открытиям праушская наб д, 4/5