Устройство для неразрушающего вихретокового контроля

(23)Ррно итет Государственный коинтет СССР(53) УДК 620. 179 14 (088.8) до делан изобретений и открытойДата опубликования описания 25 Л 2.80 С. А. Аринчин, В, Б, Кузнецов, В. И, РогачевЛ. И. Трахтенберг и П. Н. Шкатовл, ЭГ1 г,-,.Н аучно-производственное объединение "Энергия",. с(84) УСТРОЙСТВО ЗЛЯ НЕРЕЗРУШАЮЩЕГО ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ Изобретение относится к неразрушаю- шему контролю и может быть использовано для дефектоскопии электропроводиых объехтов.Известно устройство для неразрушаюшего вихретокового контроля, содержа 3 ц 1 ее генератор гармонического тока, вихретоковые преобразователи различных радиусов, регулируемые усилители, регулируемые фазовращатели, сумматоры и1 О индикатор 11.Недостаток устройства - низкая надежность контроля, что обусловлено необходимостью точкой уставки взаимно связанных коэффитщентов усиления усилителей для решения системы алгебраических уравнений. Кроме того, преобразователи различного радиуса имщот различное пятно контроля, что также снижает надежность.26Наиболее близким. по технической сущности к изобретению явттяется устройство для неразрушающего вихретокового контроля, содержащее генераторы высшей и 2.низшей частот, соединенный с ним вихре- токовый преобразователь, подключенный к его выходу блок выделения составляющих векторов сигнала и регистратор (2.Однако устройство не обеспечивает необходимой надежности контроля, таккак требует точную уставку вэаимносвя занных коэффициентов усиления усилителей, попучаемых в результате решения системы алгебраических уравнений.Цель изобретения - повьппение падеж ности контроля.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено четырьмя умЫожителями, первые два из которых сое- . динены с выходами,нйэшей частоты блока выделения составляющих векторов сигнала, а вторые два умножителя - с выходами высшей частоты этого блоха, тремя регулируемыми фазоврашателяьти с кольцевыми реостатами, один иэ которых соединен с выходами первых двух умножителей, второй-с выходами втотзых двух умножителей, а третий - с выхода3 7897ми первых двух регулируемых фазовращателей,двумя фазовращателями, генера"тором промежуточной частоты, соединенным соответственно с входами двухумножителей низшей и высшей частот5непосредственно, е с входами двух других умножителей - через фазовращатель,и фазочувствительным детектором, включенным между третьим регулируемымфазовращателем и регистратором, и, 10соединенным через второй фазовращатель,с генератором промежуточной частоты.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для вихретокового неразрушаюшего контроля на фиг. 2 - электрическая схема регулируемого фазоврашателя с кольцевым реостатом,Устройство для неразрушающего. вихретокового контроля содержит генераторы 1 и 2 высшей и низшей частот соответственно, вихретоковый преобразователь 3 блок выделения составляющих векторов сигнала, включающий синхронныедетекторы 4-7, умножители 8-11, регулируемые фазоврашатели 12-14 с кольцевыми реостатами, фазочувствительныйдетектор 15, генератор 16 промежуточной частоты, фазовращатели 17 и 18 ирегистратор 1 9.Регулируемые фазоврашатели 1 2-1 4 содержат два входа 20 и 21 и выход 22,подключенные к кольцевому реостату 23.Устройство для неразрушаюшего вихретокового контроля работает следующим образом. 35Вихретоковый преобразователь 3 запитывается генераторами 1 и 2 высшейи низшей частот. В результате электромагнитного взаимодействия преобразователя 3 с объектом контроля на выходе 40преобразователя воникают напряжениявысшей и низшей частот, зависящие какот контролируемых, так и мешающих параметров объекта контроля. Цель последующей обработки сигнала преобразователя состоит в подавлении влияния вариации мешающих параметров контролируемого объекта на результаты контроля. Сигнал с преобразователя поступает не синхронные детекторы4 - 7, на выходах которых получаются постоянные напряжения, пропорциональные проекциям соответственновысшеи и низшей частот на ортогонельные оси, т.е. составляющие векторовсигналов. Выбор осей осуществляетсяпутем выбора фаз опорных напряжений,поступающих на умножители -11через фазовращатель 17 и непосредствен 31фно от генератора 16. Затем полученные постоянные напряжения преобразуются в напряжения промежуточной частоты с помощью умножителей 8-11 и генератора 16 промежуточной частоты. Полученные напряжения, сдвинутые на 90 друг ото носительно друга, поступают на соответствующие в ходы регулируемых фазовращателей 12 и 13 с кольцевыми реостатами. Регулируемые фазовращатели изменяют фазу вектора, состоящего из составляющих, . поступающих на вход фазоврашателя только при наличии разности фаз между напряжениями, поступающими на его вход. Это позволяет путем регулировки фазовращателей 12-14 подавить влияние мешающих факторов, например вариации зазора и электропроводности при измерении толщины объекта контроля или вариации диаметра объекта контроля и его электропроводности при дефектоскопии.Суть преобразования с помощью фазоврашателей состоит в совмещении векторов изменения сигнала, обусловленных вариацией мешающих факторов, в одну плоскость, ортогональную к вектору опорного напряжения синхронного .детектора 15. При этом существенно то, что отстройка от вариации подавляемых параметров осуществляется независимо от первого из них путем регулировки фазоврашателей 12 и 13, а от второго - путем регулировки фазовращателя 14. Фаза опорного напряжения детектора 15 устанавливается с помощью фазоврашателя 18. Независимость настройки обусловлена тем, что при изменении первого подавляемого параметра на входы регулируемого фаэовращателя 14 поступают напряжения с одинаковой фазой, ортогональной к вектору опорного напряжения детектора 15. Следовательно, ортогональность вектора вариации первой помехи, достигнутая регулировкой фазоврашателей 12 и 13, не будет нарушена при любом значении коэффициента преобразования фазовращателя 14, Регулируя фаэовращатель 14 таким образом, что вектор, обусловленный вариацией второго подавляемого параметра, станет ортогональным опорному напряжениюдетектора 15, удается подавить влияние обоих мешающих параметров,Таким образом, регистрирующее устройство зарегистрирует изменение контролируемого параметра независимо от вариации двух мешающих пареметров. Настройка устройства осуществляется5 789731 путем вариации подавляемых параметров и и регулировки сначала фаэовращаетелей . т 12 и 13, а затем фазоврашателя 14 до ко минимального уровня изменения выход-жи МОГО сигнала е 5 неУстройство обеспечивает возможность вь его настройки на подавление любого из ла двух мешающих факторов независимо от м степени вариации и величины другого; е возможность подавления одновременной 6 це вариации двух мешаюших параметров; ди более высокую стабильность устройстват ввиду независимости коэффициента подавления одного параметра от коэффициента вы подавления другого и реализации алгорит дв ма преобразования на пассйвных эле- . м ментах, а именно фазовращателях с коль- ст цевыми реостатами; воэможность отстрой- ш ки от вариации подавляемых параметров с в большом динамическом диапазоне так как применяемые фазоврашатели с коль- нь цевыми реостатами позволяет поворачивать ть фазу на 360е Формула изобретения 25 Устройство для неразрушаюшего вихретокового контроля, содержащее генераторы высшей и низшей частот соединенный с ними вихретоковый преобразо- ЗО ватель, подключенный к его выходу блок выделения составляющих векторов сигнала 6регистратор, о т л и ч а ю щ е е с яем, что, с целью повышения надежностинтроля, оно снабжено четырьмя умнотелями, первые два иэ которых соедины с выходами низшей частоты блокаделения составляюших векторов сигна, а вторые два умножителя - с выходаи высшей частоты этого блока, тремягулируемыми фазовращаетлями с кольвыми реостатами, один иэ которых соенен с выходами первых двух умножиелей, второй - с выходами вторых двухумножителей, а третий - с выходами церх двух регулируемых фаэовращателей,умя фаэоврашателями, генератором проежуточной частоты, соединенным соответвенно с входами двух умножителей низей и высшей частот непосредственно, авходами двух других умножителейреэ фазовращатель, и фазочувствительм детектором, включенным между треим регулируемым фазовращаетелем ир гистратором, и, соединенным черезвторой фазовращатель, с генераторомпромежуточной частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1., Авторское свидетельство СССРЬ 508732, кл. 601 И 27/86 19762, "Методы неразрушаюших испытаний". Под ред. Р. ШарпаМ., "Мир,1972, с, 378 прототип).,024/37 . Тира)И 101 9 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий 13.3038, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4 пиал ППП Патент, г. Ужгород, ул; Проектная 1