Электромагнитный способ измерения глубины дефектов протяженных электропроводящих объектов

оо 938123 Союз СоветскнкСоциалистическихРесмублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк детоескомю саидитвльстею(51 М, Кд, 6 01 й 27/90 с прнсоеднненнею заявка Рй -Государствнпай квинтет ь.ь.СР дд делаи нзабретеннй в открытнй(54) ЭЛЕКТРОИАГНИТНИЙ СПОС 06 ИЗИЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫДЕФЕКТОВ ПРОТЯттЕННЦХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ06 ЪЕКТОВ Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть ис, пользовано для контроля протяженных электропроводящих объектов.Известен способ электромагнитной дефектометрии, заключающийся втом, что на контролируемый объект воздействуют переменными магнитными полями нескольких частот, измеряют с помощью катушки индуктивности вносимое вихревыми токами изменение магнитного поля на бездефектном и контролируемом участках, получают разность измеренных величин, разделяют гармонические составляющие полученного сигнала, преобразуют многомерный сигнал путем его перемножения на матрицу коэффициентов и по полученному результату опреде" ляют глубину дефекта1"1Недостаток известного способа заключается в низкой точности измерения глубины дефектов, что связано с неудовлетворительной точностью 2,преобразования многомерного сигналапри вариации параметров контролируе.мого объекта в широком диапазоне.Наиболее близок по техническойсущности электромагнитный способ 5измерения глубины дефектов протяженных электропроводюицих объектов, заключающийся в том, что через объектконтроля пропускают переменный элек"трический ток и анализируют обусловленный взаимодействием дефекта сэтим током сигнал измерительногопреобразователя магнитного поля 1 2 1.Однако известный способ не обе- тЗспечивает необходимой точности оп"ределения глубины дефектов.Цель изобретения - повышение точности измерения глубины дефектов.Поставленная цель достигается темУ дчто согласно способу измеренияглубины дефектов протяженных электра-,проводящих объектов, по изделию про"пускают ток другой частотЬ, измеряютобусловленный взаимодействием дефектоком, например нормальную к поверхности контролируемого объекта и, следовательно, вырабатывающий сигналлищь под действием дефекта сплошности.Затем пропускают ток низшей частотыраспределяющийся по толщине трубы всоответствии с кривой 2, и измеряютобусловленный взаимодействием дефекта с током нижней частоты сигнал, 6 Амплитуды сигналов низшей и высшейчастот нормируют по коэффициентампреобразования первичного измерительного преобразователя,.зависящим отчастоты измеряемого сигнала, 8 част% ности, при использовании индукционного преобразователя необходимо нормировать амплитуды сигналов по частоте Г изменения соответствующегосигнала, Затем получают разность нор - 26 мированных амплитуд сигналов, котораяопределяется различием токов высшей инизшей частот, протекающих в кольцевом слое контролируемой трубы,. заключенном между радиусами й а и Йд- Ь 2 б Согласно принципу эквивалентностивоздействия дефекта можно предста"витькак магнитное поле, созданноепротивотоками, имеет то же распреде- .ление плотности тока, что и в целойтрубе, но противоположную фазу в объеме дефектаТаким образом, имеемН, = -т(1) Г 3 сИгде Н магнитное поле, обуслов 9ленное дефектом;т(11)"- функция, зависящая от расстояния между измеритель"ным преобразователем и деФектом;Ч - объем дефекта;3 - плотность тока в сплошномобъекте.Так как функция т(В) не зависитот частоты, то величины .магнитных ) полей, воздействующих на измерительный преобразователь, определяютсятолько различием суммарного тока,протекающего через дефект. Однакопоследнее полностью определяетсяразличием токов высшей и низшей час" ф 11 тот, протекающих в указанном слое.Следовательно, при равенстве упо"мянутых токов величины магнитных полей, обусловленные дефектом нормированных амплитуд сигналов высшей и фф низшей частот, должны быть равнымежду собой. Регулируя амплитуду поменьшей мере одного тока, протекающего по трубе, например, низшей час 3 .938123та с током этой частоты сигнал измерительного преобразователя магнитного поля, нормируют амплитуды обоихполученных сигналов по соответствующим коэффициентам преобразования величин магнитных полей, зависящих отчастоты изменения магнитных полей,сравнивают пронормированные амплитуды обоих сигналов, регулируют амплитуду по меньшей мере одного изпропускаемых через объект токовдо равенства сравниваемых амплитудсигналов, измеряют амплитуды токов,пропускаемых через контролируемыйобъект, и по ним определяют глубину.дефекта,При этом глубину дефекта определяют по отношению амплитуд токов,пропускаемых через контролируемыйобъект, либо по разности амплитудтоков, пропускаемых через контролируемый объект, нормированной по амплитуде одного из этих токов.На фиг. 1 представлено распределение плотностей токов двух частотв толщине контролируемого объекта;на фиг, 2 - график зависимости отношения токов, пропускаемых по объекту, от глубины дефекта.Кривая 1 соответствует распределению плотности тока ) по толщинеконтролируемого объекта в, данном слу)чае трубе с внутренним радиусом В,и внешним радиусом В), на высшейчастоте, кривые 2 и 3 - распределению плотности тока Я на низшей частоте при двух различных значенияхэтой частоты, протекающего через сечение трубы, кривая 4 (Фиг.2)показывает зависимость между глубиной Ьдефекта в трубе и измеренным отношением токов низшей и высшей частот,Способ осуществляется следующимобразом,По контролируемому объекту (трубепропускают переменный электрическийток высшей частоты, распределяющий"ся по толщине трубы в соответствии скривой 1, С помощью первичного изме.рительного преобразователя магнитного поля, установленного стационар".но или перемещаемого по поверхностиконтролируемого объекта измеряютобусловленный воздействием дефектасигнал. Для этой цели целесообразно.испольэовать дифференциальныйпреобразователь, измеряющий составляющую магнитного поля, возникающуюпри обтекании дефекта переменным9381 5тоты, добиваются равенства токов,протекающих по кольцевому слою(к-, В 2- Ь), что в первом приближении соответствует равенству площадей АССР и АЕГО (фиг,11. Однако привыполнении указанного условия отношение токов высшей и низшей частот,протекающих по трубе, однозначносвязано с глубиной дефекта. Следовательно, измеряя отношение амплитуд этих токов, можно определить глубину дефекта. Градуировочная криваярассчитывается аналитически по известным функциям распределения плотности тока в целой трубе и имеет вид, 13представленный на фиг.2, При измере"нии глубины малых дефектов целесооб"разно измерять разность амплитуд токов высшей и низшей частот, также однозначно связанную с глубиной дефек- зета, а для возможноств использованияодной градуировочной кривой при различных значениях токов, - нормироватьполученную разность по амплитуде тока одной из частот, например выс- Ишей.Предлагаемый способ обеспечиваетвозможность измерения глубины дефек"тов независимо от его раскрытия ипоПеречных размеров, возможность измерения глубины дефекта независимоот относительного положения измери"тельного преобразователя и дефекта,что особенно важно для непрерывногоконтроля при стационарно установленных преобразователях,Совокупность указанных преимуществпозволяет повысить надежность контроля и упростить схему первичных измерительных преобразователей эа счетуменьшения числа стационарно установленных преобразователей.формула изобретения1. Электромагнитный способ изме"рения глубины дефектов протяженных 236электропроводящих объектов, заключающийся в том, что через объектконтроля пропускают переменный электрический ток и анализируют обусловленный взаимодействием дефекта сэтим током сигнал измерительногопреобразователя магнитного поля, о тл и ч а ю щ и й с я тем, чтр, сцелью повышения точности измерения,по изделию пропускают ток другой частоты, измеряют обусловленный взаимодействием дефекта с током этой частоты сигнал измерительного преобразователя магнитного поля, нормируютамплитуды обоих полученных сигналовпо соответствующим коэффициентам преобразования величин магнитных полей,зависящих от частоты изменения магнитных полей, сравнивают пронормированные амплитуды обоих сигналов,регулируют амплитуду по меньшей ме"ре одного из пропускаемых черезобъект токов до равенства сравниваемых амплитуд сигналов, измеряют амплитуды токов, пропускаемых черезконтролируемый объект, и по ним определяют глубину дефекта.2. Способ по и. 1,о т л и ч а ющ и и с я тем, что глубину дефектаопределяют по отношению амплитуд токов, пропускаемых через контролируемый объект.3, Способ пв п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что глубину дефектаопределяют по разности амплитуд токов, пропускаемых через контролируемый объект, нормированной по ампли"туде одного иэ этих токов,Источники информаций,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 789731, кл. С 01 Н 27/90, З 978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 2604876/25-28,кл. С 01 В 27/90, 978 (прототип).938123 Составитель А. Бодровехред И. Рейвес Корректор И Редактор А 4449/65ВНИИПИ Государствдо делаи изобре1130359 Иосква, Ж ирак,88ного ко ний и о 5, Раув ПодписноССР итета Скрытийкая наб д.т п 4 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,