Способ неразрушающего контроля и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистически и РеспубликОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ 111868554(22) Заявлено 210130 (21) 2873372/25-28с присоединением заявки йо(51) М. Кл.з 6 01 й 27/906 01 В 7/06 Государственный иомнтет СССР но делам изобретений н отирытнй(088.8) 2) Авторыизобретения А.С, Бакунов и Е.Г, Велик Московский ена Ленина энеринститут 1) Заявител 4) СПОСОБ НЕРАЗРУШИЯЦЕГО КОНТРОЛЯ И УСТРОИСТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ющиалозовго дный способ неразэаключающийся в ды сигнала вихреателя и использоления контролируелия 1.оба является ограо применения иэ-заизмерений контра при изменении 1 Изобретение относится к нераэрушам методам контроля качества материВи изделий и может быть испольано в различных .областях народнохозяйства.Известен амплитурушающего контроля,определении амплитутокового преобразовванин ее для опредемого параметра издеНедостатком спосниченная область егбольшой погрешностиролируемого параметподавляемого параметра.Известен также фазовый способ не- разрушающего контроля, заключающийся в измерении сигнала вихретокового преобразователя и использовании ее 2 О величины для определения контролируемого параметра 12.Недостатком известного способа также является ограйиченная область его применения.Наиболее близким к предлагаемому является способ нераэрушающего контроля изделий иэ электропроводящих материалов, заключающийся в том,что изделие размещают в зоне контроля 30 преобразователя, выходной сигнал суммируют с некоторым компенсирующим сигналом, измеряют амплитуду А выходного сигнала преобразователя и его фазу т относительно заданного опорного сигнала и по результатам измерения определяют контролируемый параметр, Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные автогенератор, преобразователь с компенсатором, фазочувствительный детектор, на который подается опорный сигнал от автогенератора через фаэовращатель и индикатор (3.Однако область применения этого способа и реализующего его устройства существенно ограничена требованием прямолинейности и параллельнос" ти годографов выходного сигнала преобразователя в зависимости от изменений подавляемого параметра. На практике эти годографы, как правило, можно считать параллельными пряиыми лишь в очень узком диапазоне изменений подавляемого параметра. Это приводит к.низкой точности контроля,Цель изобретения - 1 товьааение точности контроля.Поставленная цель достигаетсятем, что предварительно на комплекс ной плоскости строят годографы выходного сигнала преобразователя отизменений подавляемого и кбнтролируемого параметров, находят по нимучастки совпадения линий влиянияподавляемого параметра с окружностями, общий полюс и центры которыхрасположены на одной прямой - полярной оси. Измеряют амплитуду и фазувыходного сигнала преобразователя,конец вектора которого является общим полюсом окружностей, компенсируют выходной сигнал преобразователяпутем суммирования его с измереннымсигналом, опорный сигнал выбирают сов падающим по фазе с направлением полярной оси, а величину контролируемогопараметра определяют по отношениюА/со 5 ЧУстройство снабжено усилителем-Щограничителем, амплитудным детектором и измерителем отношения напряжений, амплитудный детектор и усилитель-ограничитель по входам подключены к выходам преобразователя с компен сатором, выход усилителя-ограничителя соединен со входом фазочунствительного детектора, выход амплитудного детектора подключен к одному извходов измерителя отношения напряжений, второй вход которого подключенк выходу фазочувстнительного детектора, а выход - к индикатору.Кроме того, устройство снабженоквадрМтором, подключенным между выходом амплитудного детектора и входомизмерителя отношения напряжений .На Фиг. 1 изображены годографывыходного сигнала преобразователя нзависимости от изменений подавляемого Ч и контролируемого и параметрон; на фиг. 2 - структурная схемаустройства; на Фиг. 3 - то же, сквадратором,Устройство содержит автогенератор 1, преобразователь 2 с компенсатором, фазонращатель Э, Фазочувствительный детектор 4, усилитель-ограничитель 5, амплитудный детектор б,измеритель 7 отношения напряжений,индикатор 8 и квадратор 9.0Способ осуществляется следующимобразом.Годографы (фиг. 1) выходного сигнала преобразователя в зависимостиот изменений подавляемого параметраЧ нанекотором участке можно аппроксимировать дугами окружностей, общийполюс О и центры которых расположены на одной прямой - полярной оси.При этом размеры диаметров окружностей зависят от величины контролируемого параметра ц и не зависят от величины подавляемого параметра Ч,Размеры диаметров могут быть определены иэ выражения6(/соэ Ч, где10- амплитуда вектора выходного у сигнала преобразователя, когда начало отсчета перенесено н точку О)Ч - сдвиг фаз между вектором Ои вектором опорного сигналанаправление которого на комплекснойплоскости выбрано совпадающим с направлением полярной оси.Автогенератор 1 питает преобразователь 2 с компенсатором (Фиг, 2),выходной сигнал с которого поступаетодновременно на амплитудный детекторб и через усилитель-ограничитель 5на фазочунствительный детектор 4,Опорный сигнал на фазочувстнительныйдетектор 4 подается от антогенератора 1 через фаэонращатель 3. Усилитель-ограничитель 5 обеспечивает навходе фазочувстнительного детектора4 сигнал Фиксированной амплитуды, врезультате чего выходной сигнал фазочунстнительного детектора 4 пропорционален только величине соьМ . Выпрямленные сигналы с выходов обоихдетекторов подаются на.входы измерителя 7 отношения напряжений, выходной сигнал которого пропорционален величине А/созе и регистрируетсяиндикатором 8.Сигнал с выхода преобразователя 2с компенсатором (фиг. Э) подаетсянепосредственно на вход фазочувствительного детектора 4, сигнал навыходе фазочувствительного детектора4 пропорционален произведению А соь 9а выходной сигнал измерителя 7 отношения напряжений пропорционален величине А /(А сов Ч ): А/сов.Ч . Этувеличину и регистрирует индикатор 8.Использование способа и реагизующих его устройств позволяет расширитьдиапазон отстройки от изменений подавляемого параметра при решениибольшого класса задач"дефектометрии,толщинометрии, структуроскопии итехнической диагностики,В электромагнитном контроле положительный эффект достигается прииспользовании всех известных типовпреобразователей: накладных, проходных, комбинированных. Способ иустройства применяются, например,для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитной электропроводящей основе, магнитной проницаемости слабомагнитных металловв большом диапазоне изменений ихудельной электропроводности, диамет-,ра практически любых немагнитныхметаллических цилиндров независимоот их удельной электропроводности,параметров дефектов (например, глубины) с подавлением изменений удельной электропроводности немагнитныхметаллов, толщины диэлектрика, нанесенного на металлическую фольгу,с отстройкой в больших пределах отвариаций удельной электропроводностифольги и ее.толщины, толщины металлических листов или труб. в большомдиапазоне изменений их удельной электропроводности,геометрических и электромагнитных параметров слоистых полупроводниковых и металлических структур, удельной электропроводности или диэлектрической проницаемости несовершенных диэлектриков, удельной электропроводности немагнитных металлов независимо от изменений затора в широких пределах.В ультразвуковом методе испытаний материалов, например в импедансном, способ позволяет во много раз расширить диапазон отстройки от подавляемого параметра - механического импе- данса материалов.Способ и устройства могут быть ис пользованы при решении многоцелевых задач, возникающих на практике,например при необходимости независимого неразрушаэщего контроля одновременного ряда геометрических и ,Я электромагнитных параметров материалов и изделий различной конфигурации.формула изобретения1. Способ неразрушакщего контроля иэделий иэ электропроводящих материалов, заключающийся в том, что изделие размещают в зоне контроля преобразователя, выходной сигнал суммируют с некоторым компенсирующим сигналом, измеряют амплитуду А выходного сигнала преобразователя и его Фазу Ч отнбсительно заданного опорного сигнала и по результатам измерения определяют контролируемый параметр, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения точности контроля, предварительно на комплексной плоскости строят гадографы 49 выходного сигнала преобразователя от изменений подавляемого и контралируемого параметров, находят по ним участки совпадения линий влияния подавляемого параметра с окружностями, общин полюс и центры которых расположены на одной прямой полярной оси, измеряют амплитуду и Фазу выходного сигнала преобразователя, конец вектора которого является общим полюсом окружностей, компенсируют выходной сигнал преобразователя путем суммирования его с измеренным сигналом, опорный сигнал выбирают совпадающим по Фазе с направлением полярной оси, а величину контролируемого параметра определяют по отнсшению А/сов 9 .2. Устройство, реализующее способ .по п.1, содержащее последовательно соединенные автогенератор, преобразователь с компенсатором, фазочувствительный детектор, опорный сигнал на который подается от автогенера-.тора через фазовращатель и Индикатор, отличающееся тем, что, оно снабжено усилителем-ограничителем, амплитудным детектором и измерителем отношения напряжений, ампли тудный детектор и усилитель-ограничитель по входам подключены к выходам преобразователя с компнеса:ором, выход усилителя-ограничителя соединен со входом Фазочувствительного детектора, выход амплитудного детектора подключен к одному иэ входов измерителя отношения напряжения, второй вход которого подключен к выходу фаэочувствительного детектора, а выход - к индикатору.3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено квадратором, подключенным между выходом амплитудного детектора и входом измерителя отношения напряжений. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Приборы для неразрушающегоконтроля материалов и иэделий. Справочник. Под ред. Клюева В.В., М.,86 8554 фи Составитель И. КесоянРедактор М.Янович Техред М.Рейвес Корректор Н ка Заказ 8312Ь 4/ лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 1 Тираж 910 ВНИИПИ Государствпо делам изобре 13035, Москва, ЖПОдпи нного комитета С ений и открытий Раушская наб