Вихретоковый способ контроля сварных соединений изделий из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления

ОБРЕТ САНИ К ПАТЕН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) ВИХРЕТОКОВЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯСВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано длядефектоскопии сварных соединений изделий изферромагнитных материалов. Цель изобретения(51) 5 001 Х 27 90 повышение надежности контроля. Это обеспечивается эа счет отстройки от качества сварки и химического состава свариваемых деталей путем дополнительного воздействия высокочастотным электромагнитным полем, создаваемым электромагнитом 1, проникающим в тонкий слой верхней детали контролируемого изделия. В момент достижения птах магнитной проницаемостью производная выходного напряжения максимальна Она фиксируется экстрематором 13 и пбдается на один вход сумматора 15, О качестве сварного соединения судят по разности измеренных напряженностей линейно возрастающего магнитного поля, при которых наступают максимумы производных 2 сп. ф-лы, 2 ип.Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в судостроительной и машиностроительной отраслях промышленностях для дефектоскопии сварных соединений изделий из ферромагнитных материалов,Известен вихретоковый способ контроля сварных соединений изделий и ферромагнитных материалов, заключающийся в 10 том, что в зоне сварного соединения создают с помощью ВТП низкочастотное электромагнитное поле, возбуждающее вихревые токи в указанной зоне, и дополнительное линейно возрастающее магнитное поле, оп ределяют производную вносимой в ВТП индуктивности по напряженности магнитного поля и судят о качестве сварногО соединения по величине напряженности линейновозрастающего магнитного поля, прикоторой наступает максимум производнойвносимой индуктивности по напряженности магнитного поля и по величине этогомаксимума,Известно устройство вихретокового 25контроля сварных соединений изделий изферромагнитных материалов, содержащеенамагничивающую систему, низкочастотный генератор гармонического напряжения, ВТП, канал измерения фазы, 30дифференцирующий блок и экстрематор,Недостатком известного способа и устройства его реализации является низкая надежность выявления качественных идефектных сварных соединений. 35Цель изобретения - повышение надежности контроля за счет отстройки от качества сварки и химического составасвариваемых деталей.Поставленная цель достигается тем, что 40вихретоковый способ контроля сварных соединений изделий из ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что на зонусварного соединения воздействуют с помощью вихретокового преобразователя 45низкочастотным полем и линейно возрастающим магнитным полем, регистрируют про.изводную вносимой индуктивностипреобразователем по напряженности магнитного поля, измеряют величину напряженности линейно возрастающего поля,соответствующую максимуму производной,по которой судят о качестве сварного соединения, отличается тем, что дополнительновоздействуют высокочастотным электромагнитным полем, измеряют для этого поляпооизводную вносимой индуктивности преобразователем по напряженности магнитного поля и напряженность линейновозрастающего поля, соответствующую максимуму этой производной, а о качестве сварного соединения судят по разности измеренных напряженностей линейно возрастающего магнитного поля.Устройство вихретокового контроля сварных соединений изделий из ферромагнитных материалов, содержащее вихретоковый преобразователь, низкочастотный канал, включающий низкочастотный генератор гармонического напряжения и последовательно соединенные неуравновешенный мост переменного тока, канал измерения фазы, дифференцирующий блок и экстрематор, и последовательно соединенные электромагнит и генератор пилообразного тока, отличается тем, что оно снабжено высокочастотным каналом, включающим высокочастотный генератор гармонического напряжения и последовательно соединенные неуравновешенный мост переменного тока, канал измерения фазы, дифференцирующий блок и экстрематор, линией задержки, входом подключенной к выходу экстрематора низкочастотного ка- . нала первым электронным коммутатором, сигнальными входами подключенным соот-. ветственно к выходам низкочастотного и высокочастотного генераторов гармонического напряжения, а выходами - соответственно к мостам переменного тока, вторым электронным коммутатором, сигнальным входом подключенным к вихретоковому преобразователю, а выходами - соответственно к вторым входам мостов переменного тока, и сумматором, соединенным входами соответственно с выходами экстрематора высокочастотного канала и линии задержки, выходы генератора пилообразного тока соединены соответственно с управляющими входами электронных коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами каналов измерения фазы,На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - формы. импульса пилообразного тока и производной вносимой в ВТП индуктивности по напряженности линейно возрастающего магнитного поля.Устройство состоит из низкочастотного и высокочастотного измерительных каналов, генераторов 1 и 2, электронного коммутатора 3, мостов 4 и 5, вихретокового преобразователя, двух каналов 8 измерения фазы, дифференцирующих блоков 10 и 11, экстрематоров 12 и 13, линии 14 задержки. сумматора 15, генератора 16 пилообразного тока и электромагнита 11.Принцип действия способа и устройства его реализации состоит в следующем.Вихретоковый преобразователь 6 вместе с электромагнитом 17 устанавливается на сварное соединение, Генератор 16 пилообразного тока начинает генерировать пилообразные импульсы тока. В начал ьн ы й момент первого импульса электронный коммутатор 3 подключает генератор 1 к мосту 4 и отключает генератор 2 от моста 5, а электронный коммутатор 7 включает вихретоковый преобразователь 6 в одно из плеч моста 4, 8 результате этого начинает работать низкочастотный канал. Частота генератора 1 выбирается из условия проникновения электромагнитного поля преобразователя 6 до центра литой зоны сварного соединения. Вследствие этого появляется возможность получить информацию об изменении магнитной проницаемости в сварном соединений, Пилообразный импульс тока генератора 16 в течение своего линейно возрастающего участка с помощью электромагнита 17 намагничивает участок изделия, подлежащий контролю, В течение части импульса с затухающей синусоидой участок иэделия размагничивается и. следовательно, оказывается подготовленным для следуЮщего цикла измерений.Длительность линейно возрастающей части пилообразного импульса выбирают много больше периодов синусоидальных напряжений генератора 1 и 2. Это позволяет исключить влияние переходных процессов на результаты измерений, которые обусловлены коммутацией напряжений генераторов 1 и 2 в процессе измерений, Во время намагничивания контролируемого участка изделия изменяется магнитная проницаемость этого участка, В некоторый момент времени действия пилообразного тока магнитная проницаемость контролируемого участка изделия достигает максимального значения. В этот момент производная выходного напряжения канала измерения фазы максимальна. Она фиксируется экстрематором 12 и подается с задержкой на Формул а изо 6 рете н и я1. Вихретоковый способ контроля сварных соединений изделий из ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что на зону сварного соединения воздействуют вихретоковым преобразователем низкочастотным полем и линейно возрастающим магнитным полем, регистрируют производную вносимой индуктивности преобразователем по напряженности магнитного поля, измеряют величину напряженности линейно возрастающего поля. соответствующую время действия пилообразного импульса наодин вход сумматора 15.В момент времени, соответствующийначалу действия второго импульса пилооб 5 разного тока, электронный коммутатор 3 отключает генератор 1 от низкочастотногоканала и подключает генератор 2 к высокочастотному каналу, а коммутатор 7 переключает преобразователь 6 в плечо моста 5. В10 результате начинает работать высокочастотный канал. Частота генератора 2 выбрана с таким расчетом, что электромагнитноеполе преобразователя 6 проникает в тонкийслой верхней свариваемой детали. Это по 15 зволяет получить информацию об изменении магнитной проницаемости в этомтонком слое свариваемой детали,Высокочастотный канал работает аналогично низкочастотному каналу. Вследст 20 вие этого экстрематор 13 фиксируетмаксимальное значение производной выходного напряжения канала измерения фазы, которая содержит информацию о.максимальном значении магнитной прони 25 цаемости верхнего слоя свариваемой детали, Выходное напряжение экстрематора 13поступает на другой вход сумматора 15.Таким образом. на выходе сумматораобразуется напряжение, равное разности30 максимальных значений магнитных проницаемостей сварного соединения и тонкогослоя верхней свариваемой детали.Таким образом, предлагаемый способ иустройство его реализации позволяют пол 35 учить информацию о качестве сварного соединения независимо от химического. состава свариваемых деталей, а также отизменения магнитной проницаемости по,поверхности свариваемых деталей и от пар 40 тии поставок.(56) Авторское свидетельство СССРМ 945773, кл. 6 01 М 27/90, 1980,Авторское свидетельство СССР45 М 947740, кл, 6 01 й 27/90, 1980.максимуму производной, по которой судят о качестве сварного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж ности контроля, дополнительновоздействуют высокочастотным электромагнитным полем, измеряют для этого поля производную вносимой индуктивности преобразователем по напряженности маг нитного поля и напряженность линейновозрастающего поля, соответствующую максимуму этой производной, а о качестве сварного соединения судят по разности измеренных напряженностей линейно возрастающего магнитного поля.2003090 Составитель Л,КрюковТехред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова дактор Т.Горячева аказ 3231 Тираж ПНПО "Поиск" Роспатента 13035,Москва. Ж, Раушская на исное изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина 2, Устройство для вихретокового контроля сварных соединений изделий из ферромагнитных материалов, содержащее вихретоковый преобразователь, низкочастотный канал, включающий низкочастот ный генератор гармонического напряжения и последовательно соединенные неуравновешенный мост переменного тока, канал измерения фазы, дифференцирующий блок и экстрематор, и последова тельно соединенные электромагнит и генератор пилообразного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено высокочастотным каналом, включающим высокочастотный генератор гармонического напряжения и последовательно соединенные неуравновешенный мост переменного тока, канал измерения фазы, 20 дифференцирующий блок и экстрематор,линией задержки, входом подключенной к выходу экстрематора низкочастотного канала, первым электронным коммутатором, сигнальными входами подключенным соответственно к выходам низкочастотного и высокочастотного генераторов гармонического напряжения, а выходами - соответственно к мостам переменного тока, вторым электронным коммутатором, сигнальным входом подключенным к вихретоковому преобразователю, а выходами - соответственно к вторым входам мостов переменного . тока, и сумматором, соединенным входами соответственно с выходами экстрематора высокочастотного канала и линии задержки, выходы генератора пилообразного тока соединены соответственно с управляющими входами электронных коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами каналов измерения фазы.