Магнитотелевизионный дефектоскоп

(55 6 01 М 27/90 ния / У 4 О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) НИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ",46) 07.12.92. Бюл. М 4571) Уфимский нефтяной институт(57) Изобретение может быть использовано при неразрушающем контроле материалов при визуализации структуры изделий. Цель - повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения, Изделие перемагничивают слой за слоем магнитным полем с изменяющейся частотой от высоко-. го значения М 1 до низкого И 2 с помощью управляемого генератора 5 гармонических колебаний. Измерительная информация1779991 ЧЩ, где М 1 - зазор между иэделием и электромагнитом, преобразуется фазовым детектором 4. аналого-цифровым преобразователем 6 и запоминается в блоке 7 памяти. Вычислительно-логический блок 11 сравнивает данное значение со значениями ЮЩ, соответствующими различным зазором М между изделием и электромагнитом, находит ближайшее значение 9/Щ для частоты и управляет изменением частоты управляемого генератора 5 в сторону уменьшения частоты Й 2. АналогичИзобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано при визуализации структуры изделий.Известен магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий лентопротяжный механизм с магнитным преобразователем, усилитель записи, масштабно-временной преобразователь, блок строчной развертки, блок кадровой развертки, предварительный усилитель считывания, блок выбора строки. блок питания.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является магниточувствительный узел для магнитотелевизионного дефектоскопа, содержащий линейку ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистереэиса, блок развертки, последовательно соединенные дифференциальный усилитель, детектор, амплитудный селектор, аналогоцифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, видео- контрольный блок и последовательно сое.диненные синхрогенератор, токовый ключ.Недостатком такого магнитотелевизионного дефектоскопа является низкая эффективность, связанная с большими габаритными размерами и массой преобразователя, обусловленные тем, что габариты и масса намагничивающего устройства, совмещаемого с линейкой кольцевых сердечников, оказываются большими,Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения,Поставленная цель достигается тем, что в магнитотелевиэионный дефектоскоп, содержащий магниточувствительныйузел, фазовый детектор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый но фиксируются величиныЧЯ и /43 Блок 11 определением разницы Ю/Щ - ЧЩ нахо. дит значение 2 Я, соответствующее бездефектному участку при зазоре М 1, сравнивает значения 4 Я и 2 и решает вопрос о наличии дефекта на глубине, соответствующей частоте йг, При наличии дефекта фиксируются потери на перемагничивание и значение ЧЯ (2 . Сигнал передается на видеоконтрольный блок, яркость изображения на котором определяется величиной сигнала. 1 ил. преобразователь и видеоконтрольный блок и синхрогенератор, соединенный двумя выходами соответственно с вторыми входами блока памяти и цифроаналогового преобра зователя, снабжен запоминающим устройством, вычислительно-логическйм блоком и управляемым генератором гармонических колебаний, а магниточувствительный узел выполнен в виде электромагнита с намагни чивающей и измерительной обмотками;один вывод намагничивающей обмотки соединен с первым входом фазового детектора, второй вывод - с первым выходом управляемого генератора гармонических колеба ний, второй выход которого соединен свторым входом фазового детектора, два вывода измерительной обмотки соединены с третьим и четвертым входами фазового детектора, два выхода которого соответствен но соединены с первым и вторым входамианалого-цифрового преобразователя, первый выход вычислительно-логического блока соединен с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, вто рой выход- соединен с третьим входом блока памяти, третий выход - соединен с управляющим входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый вход вычислительно-логического блока сое динен со вторым выходом блока памяти, авторой вход соединен с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим выходом синхрогенератора.На чертеже представлена блок-схема 35 магнитотелевизионного дефектоскопа,Дефектоскоп содержит электромагнит1, помещаемый на контролируемое иэделие, с намагничивающей 2 и измерительной 3 обмотками, фазовый детектор 4, управля емый генератор 5, гармонических колебаний, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 6, блок7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, видеоконтрольный блок 9, синхрогенератор 10, вычислительно-логический блок 11 и запоминающее устройство 12.Устройство работает следующим обра зом.Работа магнитотелевизионного дефектоскопа основана на измерении потерь наперемагничивание участка контролируемого изделия, 10Электромагнит 1 устанавливают на изделие с зазором М 1. По сигналу от синхрогенератора 10 программа работы дефектоскопа вводится в вычислительнологический блок 11, который устанавливают 15 на управляемом генераторе 5 гармонических колебаний и начальную высокую частоту Й 1, Одновременно вычислительно-логический блок 11 запускает аналого-цифровой преоб-. разователь 6. Измерительная инфоомация 20 ЧЩ с выхода фазового детектора 4 преобра-, зуется в аналого-цифровом преобразователе 6 и записывается в блок 7 памяти. Вычисли- тельно-логический блок 11 сравнивает поочередно данное значение измерительной информации ЧЩ со значениями В/Щ, соответствующим различным фиксированным зазорам М между полюсами электромагнита и изделием, находит ближайшее значение З 0 В/Щ для частоты И 1, Затем вычислительнологический блок 11 измеряет дискретно час-, тоту управляемого, енератора 5гармонических колебаний в сторону уменьшения частоты И 2, Измерительная информа ция Чф, соответствующая частоте йъ также, записывается в блок 7 памяти. По значению ВДЯ путем линейной интерполяции с учетом разницы В/Щ - ЧЯ. находится значение 4 О 2 Я, соответствующее бездефектному участку изделия при зазоре М 1. После этого вычис-, лительно-логический блок 11 сравниваетзначения Ч 1 Я и 2 и решает вопрос о нали чии дефекта на данной глубине, соответству-ющей частоте Й 2, Например, при наличии дефекта потери на перемагничиваниеуменьшаются и значение ЧЯ меньше 2 Я, разность между ними через цифроаналоговый преобразователь 8 подается на вход видеоконтрольного устройства 9, причем яркость пятна, на экране видеоконтрольного устройства или цвет на экране цветного видеоконтрольного устройства) зависит от величины разности 2 Я - ЧЯ, После этого согласно программы, записанной в запоминающем устройстве 12,вычислительно-логический блок 11 устанавливает следующую более низкую частоту Мз, глубина проникновения магнитного поля в изделие увеличивается. При этом фазовый детектор вырабатывает сигнал ЧЯ, вычисли- тельно-логический блок 11 находит с учетом разности ЯЩ - ЧЩ по значению ЯЩ путем линейной интерполяции значение 2 Щ, соответствующее бездефектному участку изделия при зазоре М 1. После этого вычислительнологический блок 11 сравнивает сигналы 2 Я и ЧЩ. При наличии дефекта сигнал ЧЩ меньше сигнала Щ и на соответствующем месте экрана отображается соответствующее пятно.Затем вычислительно-логический блок 11 устанавливает новое значение частоты М 4, причем частота Й 4 ниже частоты Из. Так, в дефектоскопе последовательно устанавливаются различные фиксированные значения частоты от высоких значений до низких и при этом увеличивается глубина проникновения магнитного поля о изделие и по потерям на перемагничивание устанавливается наличие дефекта на различной глубине,Значение В/ф заносится в блок 7 памяти на стадии подготовки в контролю следующим образом. Электромагнит 1 устанавливают на бездефектный участок и под электромагнит 1 покладывают поочередно немагнитные прокладки различной (строго известной) толщины М; и при частотах Й 1 записывают информацию в соответствующие ячейки памяти. ЮЩ, ЮВ В 48,. В 4".Наличие в памяти предварительно записанных при высокой частоте К 1 значений ЮЩ позволяет произвести отстройку от влияния изменения зазора между электромагнитом 1 и иэделием. Отстрой ка и роисходит следующим образом. Допустим, на частоте М 1 в блок 7 памяти записалось значение ЧЩ, причем ЯЩ ) ЧЩВ/Щ. Вычислительно-логический блок 11 находит ближайшее меньшее значение В/Щ и ближайшее большее значение ЯЩ и вычисляет разности В/Щ - В/Ц, В/В - В/Я и, например, Чм 1 Х - ЮЩ. Путем линейной интерполяции по соотношениюрд 1 -щ) (фЯ -уЯ) находится поправка на зазор для частоты Й 2 и путем алгебраического суммирования РIЯ и поправки находится значение 2 Я, соответствующее бездефектному участку изделия при частоте йг и зазоре М, После этого согласно алгоритма контроля дефектоскоп переходит на частоту йъ и заносит в блок 7 памяти значение ЧЦ. Затем вычисляется разность 2 Я (Ч , При наличииИдефекта величина разности будет больше нуля, так как при наличии дефекта величина потерь на перемагничивание участка изделия будет меньше. Поправка для частоты й 1 не находится, так как предполагается, что поверхностные дефекты отсутствуют.Сигнал разности 2 Я - Чф по сигналу от синхрогенератора 10 преобразуется в цифроаналоговом преобразователе 8 и подается в видеоконтрольный блок 9, на экране которого отображаются сигналы в виде светового пятна, соответствующие различным частотам магнитного поля, а значит, и различным глубинам проникновения магнитного поля. При движении электромагнита 1 и синхронной развертки луча видеоконтрольного блока 9 на экране возникает изображение поперечного сечения контролируемого участка,Фазовый детектор 4 формирует сигнал, пропорциональный потерям на перемагничивание контролируемого участка изделия.Управляемый генератор 5 гармонических колебаний формирует по сигналу от вычислительно-логического блока 11 пачки гармонических колебаний различной частоты. Количество дискретных значений частоты й 1 зависит от требований к точности и чувствительности дефектоскопа к дефек- там. Верхняя частота может лежать в пределах нескольких килогерц, а нижняя частота - несколько или десятки герц в зависимости от толщины контролируемого изделия.При контроле более глубинных слоев металла в алгоритме необходимо учитывать влияние дефектов, обнаруженных в подповерхностных слоях металла, для чего из разности, например, 2 Я - Ч для частоты5 10 Иго вычитается величина разности Щ - Чф, вычисленной при частоте 819. При этом учитывается уменьшение потерь на перемагничивание из-эа дефектов, обнаруженных на частотах от й 2 до К 19,Таким образом, дефектоскоп позволяет путем изменения частоты магнитного поля от высоких значений до низких постепенно перемагничивать участок изделия слой за слоем и по потерям на перемагничивание получить изображение поперечного сечения контролируемого участка. Формула изобретения Магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий магниточувствительный узел, фазовый детектор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и видеоконтрольный блок, и синхрогенератор, соединенный двумя выходами соответственно с вторыми входами блока памяти и цифроаналогового преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен запоминающим устройством, вычислительно-логическим блоком и управляемым генератором гармонических колебаний, а магниточувствительный узел выполнен в виде электромагнита с намагничивающей и измерительной обмотками, один вывод намагничивающей обмотки сое динен с первым входом фазового детектора,второй выход - с первым входом управляемого генератора гармонических колебаний, второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, для вывода из.мерительной обмотки соединены с третьим и четвертым входами фазового детектора, два выхода которого соответственно соединены с первым и вторым входами аналогоцифрового преобразователя, первый выход вычислительно-логического блока. соединен с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с третьим входом блока памяти, третий выход - с управляющим входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый вход вычислительно-логического блока соединен с вторым входом блока памяти, а второй вход - с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим входом синхрогенератора.