Устройство для вихретоковой де-фектоскопии

(22) Заявлено 270779 (21) 2802919/25-28 р 1)м, кл,з с присоединением заявки йо 8 01 й 27/90 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изде.лий, точнее, к устройствам для дефектоскопии электропроводных изделий вихретоковым методом.Известны устройства для вихретоковой дефектосхопии элек тропроводных изде 5 тий, содержащие генератор пере-. менного тока, первичный преобразователь и последовательно соединенные компенсатор, усилитель переменного тока, детектор, амплитуд;ный селектор и блок индикации 1 .Однако эти устройства обладают недостаточной надежностью, сложны в реализации из-за трудности отстройки в широких пределах из-за влияния изменений электропроводности и геометрических размеров по длине изделия и повышенных требований к стабильности элементов и блоков деФек" тоскопа.Известно устройство для дефектоскопии электропроводных изделий, содержащее измерительный и образцовый первичные преобразователи, сумматор, компенсатою, усилитель, детектор и индикатор 21.Однако это устройство также обладает недостаточной точностью дефектоскопии при изменении в широких пределах электропроводности и геометрических размеров по длине изделий.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для вихретоковойдефектоскопии электропроводных изделий, содержащее генератор и соединенный с ним преобразователь, выполненный в виде катушки возбуждения идвух дифференциально включенных измерительных катушек, последовательновключенных усилителя и детектора, последовательно включенных первой схемы памяти, схемы сравнения и блокаиндикации 3 .Недостатком устройства являетсянедостаточная надежность дебектоскопии из-за изменения чувствительности деектоскопа к дефектам, обу- З) словленная временной нестабильностьюэлектронных блоков, изменениями параметров внешней среды: температуры,влажности, напряжения питания и др.,изменением геометрических размеров,электропроводности и температуры подлине иэделия.Цель изобретения - повышение точности контроля путем исключения влияния нестабильности злектроннык бло- ЗО .ков устройства, влияния внешней сре,цы и влияния изменения геометрических размеров электропроводности итемпературы иэделия,Укаэанная цель достигается тем,что устройство снабжено второй схемой памяти и коммутатором, общий кон- . 5такт первой группы которого соециненс входом усилителя, один из крайнихконтактов подключен к общей точкедифференциально включенных катушек,а другой, крайний контакт этой группы, соединен с их выводам, общий контакт другой группы коммутатора соединен с выходом детектора, а один изкрайних ее контактов - со входом первой схемы памяти, выход второй схемыпамяти соединен с другим входом схемы сравнения, а ее вход - с другимкрайним контактом второй группы коммутатора.На чертеже приведена блок-схемаустройства для вихретоковой дефектаскопииУстройство содержит генератор 1переменного тока, преобразователь 2,выполненный в виде катушки 3 Возбуждения и двух дифференциально вклю- дченных измерительных катушек 4 и 5,элемент 6 нагрузки, подключенный квыводу дифференциально включенных.катушек 4 и 5., делитель 7 напряжения,подключенный к общей точке катушек.4 и 5, усилитель 8 переменного тока,детектор 9, первую схему 10 памяти, .вторую схему 11 памяти, схему 12 сравнения, блок 13 индикации и коммутатор14 с первой 15 и второй группой 16контактов.Блоки и элементы устройства включены в следующей последовательности:генератор 1 соединен с катушкой, 3преобразователя 2, катушка 4 (общаяточка катушек 4 и 5) соединена через 49делитель 7 и с одним.из крайних контактов группы 15 коммутатора 14. Сдругим его крайним контактом соединен вывод одной из катушек преобразователя 2, например катушки 5, тогдавоевод катушки 4 через "землюф соединен с делителем 7. Средний контактгруппы 15 коьеиутатора 14 соединенс входом усилителя 8, выход которогосоединен с детектором 9, а выход по- рследнего - со средним выводом другойгруппы 16 коммутатора 14. Один крайний контакт этой группы 16 соединенс входом схемы 10, другой - с входомсхемы 11, выходы схем 10 и 11 соединены с входами схемы 12, выход которой соединен с блоком 13. Иэделие 17. помещается внутри катушек преобразователя 2, элемент 6 включен параллель, но катушке 5 преобразователя 2 длябОсогласования режима ее работы.Работает устройство следующим образом.Катушка 3 преобразователя 2, подключенная к генератору 1, наводит в контролируемом иэделии 17 вихревые токи, электромагнитное поле которых вызывает в катушках 4 и 5 появление напряжения. Катушки 4 и 5 выполнены идентйчными и включены последовательно встречно (т,е. дифференциально), поэтому выходное суммарное напряжение катушек 4 и 5 при установке в преобразователе 2 изделия 17 с однородной структурой равно нулю. При прохождении через преобразователь 2 изделия 17 с дефектом суммарное напряжение катушек 4 и 5 становится отличным от нуляСуммарное напряжение катушек 4 и 5 через группу 15 контактов коммутатора 14 подается на усилитель 8 переменного тока, усиленное напряжение которого детектируется детектором 9 и через группу 16 контактов поступа-. ет на вторую схему 11 памяти, подсое. диненную выходом ко входу элемента 12 сравнения. В следующий цикл работы, при срабатывании коммутатора 14, к усилителю 8 подключается катушка 4, напряжение с делителя 7 через группу 15 подается на усилитель 8, затем детектируется детектором 9 и через группу 1 б поступает на схему 10. Коммутатор 14 обеспечивает поочередное подключение на вход. усилителя 8 через группу 15 контактов суммарного напряжения катушек 4 и 5 и части напряжения катушки 4 с делителя 7, и соответственно, подключение к выходу детектора 9 через группу 1 б контактов схем 10 и 11. Схема 12 сравнения вырабатывает сигнал в том случае, если напряжение от дефекта (суммарное напряжение катушек 4 и 5 на схеме 11) превышает определенный уровень (на- ; пряжение со схемы 10). Блок 13, подсоединенный к выходу схемы 12, производит регистрацию результатов контроля.С выхода детектора 9 на схемы 10 и 11 напряжение поступает поочередно. Схемы 10 и 11, в качестве которых могут быть использованы, например конденсаторы, имеют время запоминания больше периода переключения коммутатора 14 и обеспечивают нормальную работу схемы 12, поскольку для ее работы необходима одновременная Подача напряжений на оба вхоца.Предлагаемое устройство имеет более высокую достоверность дефектоскопии, чем известные. Это объясняется тем, что выходное напряжение О 4 их катушки 4,при прохождении через преобразователь 2 дефектного изделия 17 диаметром 0 с электропроводностью 6; определяется из соотношения: О,= Ц, КЧ(Р) 0(1) где ц 4 =Г(60) - напряжение на катушке4 при установке в преобразователь 2 бездеФектного изделия;- коэффициент,. зависящийот размеров, Формы иместорасположения дефекта,1 И) - коэффициент, зависящийот расстояния 6 от деФекта до катушки 4.Выходное напряжение О-. дифференФвих циального преобразователя определяется из соотношения;"Ъвых = "4 вых %еых Ф (2) О где О, и О - выходные напряжения катушек 4 и" 5.Преобразуя выражение (2), получаемО = О -У ( 1,) ОО + К Р (Е Е)ОПреобразователь имеет идентичные измерительные катушки поэтому О 4О = О 43 с, Е =94(6) УУУ(Я) и О определяется из соот ношения;О, . = ОЧ (6+дС) - Ю (Е)1 (4) Таким образом, при постоянныхвеличине , размерах, Форме и местораспо ложении дефекта выходное напряжение дифференциального первичного преобразователя изменяется пропорционально изменению напряжения на одной измерительной катушке, т.е. чувствитель ность дифференциалъного преобразователя к дефектам зависит от напряжения на одной измерительной катушке.Напряжение .на измерительной катушке изменяется при изменении электропроводности и диаметра контролируемых изделий, напряжения питания преобразоватедя и параметров катушки, Напряжение на схемах 10 и 11 изменяется также при изменении паРаметров 40 блоков дефектоскопа.Опорное напряжение схемы 12 сравнения изменяетсяпропорционально изменению напряжения на одной из измерительнйх катушек, что пЪзволяет повысить достоверность дефектоскопии 45 при изменении в широких пределах электропроводности и диаметра изделий и напряжения питания преобразователя. Использование одного канала для обработки сигнала от дефекта (схема 10) 50 и опорного напряжения (схема 11) существенно снижает требования к стабильности элементов и блоков дефектоскопа. Элемент 6 нагрузки и делитель 7 напряжения обеспечивают равную на грузку на измерительные катушки 4 и 5 преобразователя 2 и работу уси.лителя 8 в одном диапазоне при обработке сигнала от дефекта и опорного напряжения, что также повышает стабилЬность работы устройства.Изобретение обеспечивает повышение точности контроля за счет уменьшения влияния на результаты контроля изменений электропроводности и геометрических размеров изделий,Кроме того предлагаемое устройство проще в изготовлении, настройке и эксплуатации из-за снижения требований к стабильности элементов и блоков. Формула изобретенияУстройство дпя вихретоковой дефектоскопии электропроводных изделий, содержащее генератор и соединенный с ним преобразователь, выполненный в виде катушки возбужденияи двух дифференциально включенных из-мерительных катушек, последовательновключенных усилителя и детектора,последовательно включенных первойсхемы памщи, схемы сравнения и блока индикации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьвжния точности контроля путем исключения влияния нестабильности электронных блоковустройства, влияния внешней среды ивлияния изменений геометрических размеров электропроводности и температуры изделия, оно снабжено второйсхемой памяти и коммутатором, общийконтакт первой группы которого соединен с входом усилителя, один изкрайних контактов подключен к общейточке дифференциально включенных катушек, а другой, крайний контакт этойгруппы, соединен с их выводом, общийконтакт другойгруппы коммутаторасоединен с выходом детектора, а одиниз крайних ее контактов - со входомпервой схемы памяти, выход второйсхемы памяти соединен с другим входомсхемы сравнения, а ее вход - с другим крайним контактом второй группы;принятые во внимание при экспертизе1. Дорофеев А.Л. Неразрушающие,М., фМашмностроЕние", 1961, с. 54,2 Неразрушающие испытания. Подред. Мак"Мастера, М., фМашинострое-,ние, 1965, т. 2, с. 194-200.3. Герасимов В.Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных иэделий, М., фМашиностроениеф, 1972, с. 144 (прототип),824021 оставитель А. Матвеевехред Н. Граб: Корректор В. дактор В. Жилен кая аж 907 .Подписноесударственного комитета СССРм иэобретений Н открытийва, Е, Раушская.наб;, д. 4/5 каэ 2097/б Тир ВНИИПИ по де 13035, Ио