Вихретоковое устройство неразрушающего контроля

(56) Авторское свидетельство ССМ 538213, кл. 6 01 В 7/06, 1976(54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится квихретоковой дефектоскопии и. использовано для контроля толводимости тонких металлическЦелью изобретения является точности и производительности контроля за счет введения амплитудно-фазовой настройки цепей устройства и формирования напряжения компенсации ухода нуля информационного сигнала. Низкочастотный сигнал с генератора поступает на варикап, изменяя его емкость в пределах, обеспечивающих перекрытие точки настройки цепей на нуль сигнала, При расстройке устройства отрицательное напряжение с усилителя постоянного тока поступает на компаратор, который включает источник эталонного напряжения, поступающего через схему задержки на вход высокочастотного амплитудного детектора, подстраивая нуль информационного сигнала. 1 ил,титут ТВО средствам может быть щины и проих пленок. повышение Изобретение относится к средствам вихретоковой дефектоскопии и может быть использовано для контроля толщины и проводимости металлических покрытий на диэлектриках как в процессе производства, так и после изготовления.Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет введения амплитудно-фаэовой настройки цепей устройства и формирования напряжения компенсации ухода нуля информационного сигнала.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит высокочастотный генератор 1, высокочастотный амплитудный детектор 2, соединенные последовательно усилитель 3 постоянного тока и индикатор 4, трехобмоточный дифференциальный вихретоковый преобразователь 5, возбуждающая обмотка 6 которого подключена к выходу высокочастотного генератора 1, первая и вторая измерительные обмотки 7 и 8 соединены встречно, начало второй измерительной обмотки 8 соединено с концом обмотки 6 возбудителя, соединенные последовательно низкочастотный генератор 9 и резистивно-емкостной делитель 10 напряжения, второй и третий входы которого соединены соответственно с началом первой измерительной обмотки 7 и общей точкой измерительных обмоток 7 и 8, а выход - с входом высокочастотного амплитудного детектора 2, клемму 11, предназначенную для подключения положительного постоянного напряжения, и делитель 12 напряжения, выход которого соединен с первым входом резистивно-емкостного делителя 10 напряжения, схему 13 измерения минимального значения напряжения, первый и второй входы которой соединены соответственно с выходом высокочастотного амплитудного детектора 2 и плюсовой клеммой 11 источника постоОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР 1663523 А 1янного тока, а выход - с входом усилителя 3 постоянного тока, соединенные последовательно компаратор 14, вход которого соединен с выходом усилителя 3 постоянного тока, источник 15 эталонного напряжения, схему 16 задержки, выход которой соединен с входом высокочастотного амплитудного детектора 2. Резистивно-емкостный делитель 10 напряжения. выполнен в виде соединенных последовательно в замкнутую цепь первого конденсатора 17, варикапа 18, анод и катод которого соединены соответственно с первым конденсатором 17 и первым входом реэистивно-емкостного делителя 10 напряжения, второго конденсатора 19, первого резистора 20, переменного резистора 21, ползунок которого является третьим входом резистивно-емкостного делителя 10 напряжения, и второго резистора 22, который, соединяясь с первым конденсатором 17, замыкает цепь третьего конденсатора 23, подключенного к общей точке второго конденсатора 19 и первого резистора 20, которая является вторым входом резистивно-емкостного делителя 10 напряжения, второй вывод третьего конденсатора является выходом резистивно-емкостного делителя 10 напряжения.Устройство работает следующим образом.Сигнал высокочастотного генератора 1 поступает на возбуждающую обмотку вихретокового преобразователя 5, При этом на первой и второй измерительных обмотках 7 и 8 наводится электродвижущая сила, значение которой зависит от разнообразных факторов, Для того, чтобы ограничить число этих факторов зависящими только от свойств контролируемой детали, производят амплитудно-фазовую настройку цепей, подключенных к измерительным обмоткам 7 и 8, добиваясь минимального или нулевого сигнала в отсутствие детали. С этой целью на катод варикапа 18 резистивно-емкостного делител 10 напряжения подается низкочастотный сигнал с низкочастотного генератора 9 и постоянное напряжение положительной полярности с клеммы 11 через делитель 12 напряжения, Элементы схемы резистивно-емкостного делителя 10 напряжения и делителя 12 напряжения подбираются такими, чтобы изменение емкости варикапа 18 под действием низкочастотного сигнала перекрывало точку настройки выходного сигнала измерительных обмоток 7 и 8 на минимум, На вход высокочастотного амплитудного детектора 2 поступает высокочастотный промодулированный низкой частотой сигнал, значение напряжения которого в минимуме за счет упомянутого203040 выше перекрытия не меняется при различных температурных и временных сдвигах частоты высокочастотного генератора 1. Навыходе высокочастотного амплитудного детектора 2 остается положительная составляющая низкочастотной огибающей, которая поступает на первый вход (неинвертирующий) схемы 13 измерения минимального значения напряжения, На второй ее вход (инвертирующий) через резистор поступаетпостоянное напряжение с плюсовой клеммы 11 источника постоянного тока, сдвигающее выходной положительный сигнал в сторону отрицательных значений. Для компенсации отрицательной составляющей на вход амплитудного высокочастотного детектора 2 подается управляемое постоянноенапряжение, которое изменяется при помощи компаратора 14 и источника 15 эталонного напряжения так, чтобы выходной сигнал на индикаторе 4 в промежутке междуизмерениями был равен нулю. При появлении на входе индикатора 4 малого отрицательного напряжения (уход нуля в отрицательную сторону) оно подается навход компаратора 14, на выходе которого в этом случае появляется положительное напряжение питания +15 В, которое заставляет срабатывать источник 15 эталонногонапряжения, На выходе источника 15 появляется положительное управляющее напряжение быстро заряжающее конденсатор С 2схемы 16 задержки через сопротивление В 5 схемы 16 задержки (постоянная времени зарядки составляет несколько миллисекунд) до напряжения, необходимого для восстановления нуля на входе индикатора 4. Положительное напряжение с конденсатора С 2 через резистор В 4 подается на вход высокочастотного амплитудного детектора 2 и, увеличиваясь, смещает напряжение полезного сигнала в сторону положительных значений, При достижении нуля на входе индика. тора 4, а также при положительном 45 напряжении (полезный сигнал при помещении на преобразователь измеряемого образца) компаратор 14 и источник 15 эталонного напрякения не срабатывают, напряжения на их выходах равны нулю, На 50 конденсаторе С 2 остается напряжение, соответствующее нулевому выходному сигналу без образца. Это напряжение медленно уменьшается постоянная времени разрядки конденсатора С 2 более 100 с), пока имеется положительное напряжение на входе индикатора 4, т.е. пока на вихретоковом преобразователе 5 имеется рабочий образец, вызывая при этом медленное уменьшение этого положительного напряжения на индикаторе 4 (полезный сигнал). Считыва 1663523ние показаний по индикатору 4 при измерениях следует проводить в первые 5 с, приэтом погрешность за счет самоуменьшения .выходного сигнала составляет менее 1 .Так как в процессе измерения образца напряжение на конденсаторе С 2 уменьшилосьпри снятии образца с вихретокового преобразователя 5 (промежуток между измерениями), выходной сигнал устройствасдвигается в отрицательную сторону, на 10входе индикатора 4 и компаратора 14 появляется малое отрицательное напряжение,срабатывают компаратор 14 и источник 15эталонного напряжения, быстро подзаряжается конденсатор С 2, нуль восстанавливается, прдцесс повторяется, происходитавтоматическая подстройка нуля в паузымежду измерениями,Таким образом, предлагаемое устройство за счет автоматической подстройки на 20минимум в процессе измерений и автоподстройки нуля в промежутках между измерениями позволяет существенно повысить ихточность и оперативность, исключить необходимость ручной подстройки, что позволяет использовать его в поточномпроизводстве на автоматизированных линиях. Формула изобретения 30 Вихретоковое устройство неразрушающего контроля, содержащее высокочастотный генератор, высокочастотный амплитудный детектор, соединенные последовательно усилитель постоянного тока 35 и индикатор, трехобмоточный дифференциальный вихретоковый преобразователь, возбуждающая обмотка которого подключена к выходу высокочастотного генератора, первая и вторая измерительные обмотки со единены встречно, начало второй измерительной обмотки соединено с корпусом, о тл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, оно снабжено соединенными 45 последовательно низкочастотным генератором и резистивно-емкостным делителем напряжения, второй и третий входы которого соединены соответственно с началом. первой измерительной обмотки и общей точкой измерительных обмоток, а выход - с входом высокочастотного амплитудного детектора, делителем напряжения, выход которого соединен с первым входом резистивно-емкостного делителя напряжения, схемой измерения минимального значения напряжения, первый вход которой соединен с выходом высокочастотного амплитудного детектора, второй вход объединен с входом делителя напряжения и предназначен для подключения к положительному полюсу источника постоянного напряжения, а выход соединен с входом усилителя постоянного тока, соединенными последовательно компаратором, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, источником эталонного напряжения, схемой задержки, выход которой соединен с входом высокочастотного амплитудного детектора, а резистивно-емкостный делитель напряжения выполнен в виде соединенных последовательно в замкнутую цепь первого конденсатора, варикапа, анод которого соединен с первым конденсатором, а катод является первым входом резистивно-емкостного делителя напряжения, второго конденсатора, первого резистора, переменного резистора, регулируемый вывод которого является третьим входом резистивно-емкостного делителя напряжения, и второго резистора, второй вход которого соединен с первым конденсатором и корпусом, третьего конденсатора, подключенного к общей точке второго конденсатора и первого резистора, которая является вторым входом резистивно-емкостного делителя напряжения, второй вывод третьего конденсатора является выходом резистивно-емкостного делителя напряжения.1663523 оставитель Е. Иванюшекко хред М.Моргентал корре Гирн ктор А, Лежнина Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгоро рина, 101 аз 2282 Тираж 400 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5