Устройство для неразрушающего контроля изделий

союз советснисоцидлистичеснРЕСПУБЛИК 19) (11) 27/90 1)4 С с ИСАНИ ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ АВТО апазонапользовакаждый изратор, викомпенсат АРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Ам изоБРетений и отнРь 1 тии(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 257114, кл. С 01 Б 27/90, 1969.Авторское свидетельство СССРВ 905620, кл. О О 1 Б 27/90, 982.Авторское свидетельство СССРВ 932206, кл. О 01 0 27/90, 1982. ,(прототип) .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО .КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для контроля толщи.ны покрытий или качества материалов. Цель изобретения - повышение точности контроля изделий и расширение диизмерений. В устройстве исны два измерительных канала,которых включает автогенехретоковый преобразователь, ор, усилитель, который через,фильтр подключен к блоку обработки сигналов. Сигналы с выхода .блоков обработки сигналов обоих каналов являются функциями параметров иэделий икроме того, имеют одинаковую функциональную зависимость от электромагнитных свойств изделий. Для устранения влияния свойств элект-. ромагнитного основания использованы два сумматора, подключенные к выходам блоков обработки сигналов, причем коэффициенты суммирования сумматоров выбраны с учетом чувствительностей каналов к толщине. В результате на выходе делителя, связанного с сумматорами, регистрируется сигнал, не зависящий от изменения электромагнитных свойств изделий,ил.1223131 1ватель - компенсатор в этом случаедля каналови 2 могут быть записаны следующим образом: В 1 П 1 О ЬМмк дь,п цщ 1 Д ь,пСл:ь,н.,4 вп"ик где индексы д относятся к преобразователю, а индексы К - к компенсатору.Кроме того, требование выбора одинаковых условий контроля распространяется и на другие контрольно-измерительные задачи, а также и на дру-. ,гие типы вихретоковых преобразователей (проходные, комбинированные и т.д.), отличие состоит лишь в конкретных значениях выбираемых констант С,С и Сз.Устройство на примере контроля толщины диэлектрического покрытия при изменениях электромагнитных свойств основания контролируемого иэделия работает следующим образом. В этом случае каналы 1 и 2 работают на различных частотах и Г (Г(Г ), причем частота Г выбрана по возмож 2ности большой, но ее значение ограничено общими соображениями конструктивного и метрологического порядка. Обмотки вихретоковых преобразователей имеют радиусы, заданные выбранными константами С, С и С , Компенсаторы 7 и 8 в этом случае изготавливают так, чтобы при отсутствии контролируемого изделия 19 выходное напряжение системы вихретоковый преобразователь - компенсатор равнялось нулю. Тогда при помещении изделия 19 в зону контроля приращение амплитуды выходного напряжения пропорционально толщине покрытия изделия (так как это соответствует малому изменению зазора, а изменение электромагнйтных свойств основания изделия проявляется одинаково в обоих каналах ввиду идентичности электрофизических ,условий их работы. Напряжения на выходе системы вихретоковый преобразо 20 образователя от зазора или толщиныплохо проводящего покрытия наибольшей длины. Условия выбора константС, С и Сз можно использовать нетолько для выбора параметров вихретоковых преобразователей 5 и 6, но идля компенсаторов 7 и 8, варьируяпри этом относительно соответствующего преобразователя значения параметров обмоток или образцов, размещаемых около них. Например,дляпервого канала 11, = 11(1+К,Ь) Ч(,б );11 = 11 м (1+К 1) ф(1 Ь )где И и 11 - максимально возможныеМ 1напряжения, получае О мые на выходе вихретоковых преобразователей (т.е. при внесении в зону контроляизделия с ц = 1 и о: ск)Ки К - коэффициенты, характеризующие чувствительность вихретоковыхпреобразователей ктолщине покрытия Ь(,6) - комплексная величина,характеризующая влияние магнитной проницаемости и удельной 25 электрической проводимости основания.Так как 1Ф Г ,. радиусы обмотокпреобразователей 5 и 6 будут различны и КФ К, то О, и Ц по разномузависят от абсолютных приращений зазора и значит несут информацию отолщине покрытия, которая может бытьвыделена независимо от электромагнитных свойств основания изделия.В то же время идентичность условий 35работы каналов (сохранение для нихсоотношений с константами С, С иС ) обеспечивает одинаковую функциональную зависимость их от электромагнитных свойств изделий при широком диапазоне их изменений. Это позволяет снизить погрешность измеренийтолщины покрытия от изменений электромагнитных свойств основания, построив соответствующим образом упомянутое вычислительное устройство,Усилители 9 и 1 О и фильтры 11 и12 увеличивают напряжения О, и 11по амплитуде до необходимых значений и выделяют составляющую частотысвоего канала. Блоки 13 и 14 обработки сигналов в данном случае выделя,1 ют сигнал , пропорциональный модулю напряжений 11 и Ц , причем в про стейшем варианте эти блоки являются выпрямителями. Тогда на их выходах получают два сигнала (ток,напряжение, а в более сложном вариан 1223131те - сигналы в виде цифрового кода),связанные с параметрами изделия А= Кд 11.1 м 1(1+К)Ь) Ч (1)д,6); А = К 11, (1+К Ь) Ч( 6)А,Э 5 АлАк,О,Ич(1" Ю к ом НчВ последнем выражении величинаЧ(, 8) сокращается и влияниесвойств электромагнитного основанияустраняется. Таким образом, выбравкоэффициенты суммирования с учетомчувствительностей каналов к толщине,получаем 1Ц М 21 К 31.1а" к,1 м 1 ) 0,40 45 АС-АсД, С,-АСгде С и.С - коэффициенты суммирования сумматора 15;С и С " коэффициенты суммирования сумматора 16.Аналогично описанному работает устройство при измерении электромаг- . нитных параметров плохо проводящих 50 55 где К и К - коэффициенты преобразования усилителя,фильтра и блока об Оработки сигналов соответствующего канала.Если теперь сигналы Аи А податьна сумматор и на блок деления, тополучаемый сигнал на выходе блока 15деления не будет зависеть от электромагнитных свойств изделия, но зависимость выходного сигнала от толщины покрытия будет гиперболической,что делает необходимым установку 20линеаризатора, который вносит дополнительную погрешность и долженсоздаваться под конкретный диапазонизмеряемых толщин, что также увеличивает погрешность и сужает диапазон 25измерений.В предлагаемом устройстве использовано два сумматора, коэффициентысуммирования которых определяютсяпосле решения относительно Ь выраже- Зоиий для сигналов Аи А . В итогеполучаемАК 10 м,НУР,6) К,103 1 Ч(6 Р")покрытий. Предложенный вариант выбора одинаковых условий контроля дляобоих каналов или для преобразователя и компенсатора может быть реализован для еще более широкого кругаконтрольно-измерительных задач, вчастности при контроле электромагнитных параметров различных монолитныхи слоистых иэделий. Формула изобретения В, ВМ,б/ь = С 1,в,(в, =;,ьц + ь)йн Х з е средний радиус или дру-, гой характерный размер возбуждающей или измерительной обмотки преобразователя, м;частота тока возбуждеР ния преобразователя, Гц;магнитная постоянная, г/м;удельная электрическая . проводимость материала изделияу см/м ч,=4 Я 0 10 - относительная магнитная проницаемость материала изделия; Устройство для неразрушающего контроля изделий, содержащее два измерительных канала, каждый.из которых выполнен в виде автогенератора, подключенных к нему вихретокового преобразователя и компеисатора, подключенных к их выходам последовательно соединенных усилителя, фильтра и блока обработки сигналов, другой вход которого соединен с автогенератором, сумматор, подключенный к выходам блоков обработки, сигналов, и соединенный с сумматором входом делимого блок деления, к выходу которого подключен индикатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы-,. шения точности контроля и расширения диапазона контролируемых параметров, оно снабжено дополнительным сумматором, входы которого соединены с выходами обоих блоков обработки сигналов, выход - с входом делителя блока деления, а параметры преобразователей и каналов выбраны из соотношенийЭ1223131- кратчайшие расстояния от центра соответствую. - щей обмотки до рабочей поверхности преобразователя, м; С,С , С - константы, выбираемые в .зависимости от 111 и Составитель В.АрбузовРедактор Л.Гратилло Техред 0,Сопко Корректор А. Обруч Подписное Тираж 778твенного комитета СССбретений и открытийЖ, Раушская наб.,аз 4 303 оектная, 4 ППП "Патент жгород 47. НИИПИ Госуда делам и 5, Москвдиапазона изменения контролируемых параметров