Электромагнитное устройство неразрушающего контроля

(19) (11) 51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТ ОТКРЫТИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СССР16.05.88ТВО НЕва.го(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к неразршающему контролю электромагнитнымметодом, Целью изобретения являетсяповышение достоверности за счет обепечения контроля температуры вихретокового преобразователя устройстБлоки 11 и 14 изменения реактивно сопротивления поочередно изменяют реактивное сопротивление соответственно резонансных контуров 7 и 1,изменяя их резонансные характеристикитак, чтобы общая частота генерирования оставалась неизменной, Блок 9селекции разделяет сигналы, соответствующие двум режимам работы, и передает их на блок 10 температурнойкомпенсации, который устраняет влияние температуры на величину информационного сигнала, Сигналы от блока 9селекции также поступают на первыймасштабный усилитель и схему вычитания, после чего усиливаются вторымдополнительным усилителем 17, Полученное напряжение несет инАормациюо температуре вихретокового преобразователя и не зависит от измененияпараметров объекта контроля, 2 ил.Изобретение относится к перазрушающему контролю электромагнитнымметодом и может оыть использованодля Контроля параметров прерывистыхпонерхностей в динамических условиях и является усовершенствованиемустройства по ант.сн. У 1485123,Цель изобретения - повышение дос -товерности за счет обеспечения контроля температуры вихретокового преобразователя,На Аиг. изображена функциональная схема устройства; на Фиг, 2 -временные диаграммы напряжений сигналон н цепях устройства.Устройство содержит соединенныепоследовательно первый колебательный контур 1 с включенным в неговихретоковым преобразователем 2,резистор 3, усилитель 4 и амплитудныйдетектор 5, индикатор б, второй колебательный контур 7, первый вход которого соединен с входом усипителя4, нелинейный четырехполюсник 8,тривывода которого соединены соответственно с первым выводом первого колебательного контура 1, выходом усилителя 4 и точкой нулевого потенциала,а четвертый вывод нелинейного четырехполюсника 8 подключен к источнику опорного напряжения (не показан), а вторые выводы обоих колебательных контуров 1 и 7 соединены сточкой нулевого потенциала. Устройство также содержит блок 9 селекции,вход которого соединен с выходомамплитудного детектора 5, блок 10температурной компенсации, два входакоторого соединены соответственнос двумя выходами блока 9 селекции,а выход соединен с индикатором б,первый блок 11 изменения реактивногосопротивления, два выхода которогосоединены соответственно с входомусилителя 4 и точкой нулевого потенциала, и соединенные последовательно генератор 12 тактовых импульсов,выход которого соединен с вторымвходом блока 9 селекции и управляющим входом первого блока 11 изменения реактивного сопротинления,иннертор 13, выход которого соединен стретьим входом блока 9 селекции, ивторой блок 14 изменения реактивногосопротивления соединены соотнетстненно с первым входом нелинейного четырехполюсника 8 и точкой нулевого потенциала. Устройство также содержит40 зонансной частоты второго контура 7,При нахождении объекта контролян зоне чувствительности нихретокового преобразователя 2 контура 1 засчет воздействия 2 вн,оь объекта 45 контроля на электрические параметрывихретокового преобразователя 2 кон -тура 1, напряжение с детектора 5 меняется, При этом изменение напряжения зависит как от изменения добротности вихретоконого преобразователя2 колебательного контура 1 (за счетактивной составляющей 7,в ), таквн,оь фи от изменения его резонансной частоты (за счет реактивной составляющей 55 в вн,оьСледовательно, в одном режиме резонансные характеристики колебательных контуров 1 и 7 сближаются, н другом - расходятся, что приводит к раз 5 1020ЭО дополнительные последовательно соединенные первый масштабный усилитель15, схему б вычитания, второй масштабный усилитель 17 и индикатор 18,при этом вход усилителя 15 и второйвход схемы 16 вычитания соединенысоответственно с первым и вторым выходами блока 9 селекции,Устройство работает следующим образом,Первый колебательный контур 1,резистор 3, второй колебательныйконтур 7 и нелинейный четырехполюсник 8 образуют цепь положительной обратной связи, охватывающую усилитель 4, При приближении вихретоконого преобразователя 2 к объекту конт -роля, напряжение антоколебаний усипителя 4 поступает на нихретоковый преобразователь 2 (ВтП) первого колебательного контура 1При общем коэА - Йициенте передачи цепи положительнойобратной связи больше единицы н ней возбуждаются электрические колебания на частоте, промежуточной между резонансными частотами первого и второгоко,пебательных контуров 1 и 7. Нелинейный четырехполюсник 8 осуществляет линеаризацию характеристики вихретокового преобразователя 2, Блоки 11 и 14 изменения реактивного сопротивления обеспечинают дна режима работыцепи положительной обратной связи:первый, когда резонансная частота первого колебательного контура больше резонансной частоты второго контура 7; второй, когда резонансная частота первого контураменьше ре(1) 5 П о+ 11 (7 е . о ь ) ф1102 + К Р(7 Вн,об ) ф где , и 11 0 01 ного и реактивноговоздействия объектаконтроля на электри 1т Я 35 ческие параметрынихретокового преобразователя 2,(4) П, К ),личной чувствительности на разныхрежимах, т.е. напряжения с детектора5 можно выразить напряжения с амплитудного детектора5 на разных режимах;начальные напряжения на разных режимах без воздействияобъекта контроля;изменение напряжения, являющеесяфункцией воздействия объекта контроля на электрическиепараметры вихретокового преобразователя 2 колебательного контуракоэффициент, являющийся функцией добротности вихретокового преобразователя2 колебательного контура 1 и зависящийот соотношения активк олебательного контура 1;К т - коэффициент, являющийся функцией добротности вихретоконого преобразователя2 колебательного контура 1 и зависит от 1 Овоздействия температуры на электрическиепараметры вихретоконого преобразователя 2.Электрические элементы колебательх контурови 7 и блоков 11 и 14выбираются таким образом, чтобы приразных режимах частота генерированияоставалась неизменной, Это необходи ,мо для того, цтобы функция изменениянапрени П(7 вцое ) и У(7,)для разных режимов 6 ыли одинаковыми.При компенсации начальных уровнейИ о, и 11 е из (2) следует, что напря жение 11(7. ), несущее сведения о 6Ьн,ебфизмеряемом параметре объекта контроля, и напряжение У(7 ет ), несущеесведения о температуре нихретоковогопреобразователя 2, можно определитьиз выражений 1+ Кт где П(7.,т ) -изменение напряжения, являющееся функцией воздействиятемпературы, наэлектрические параметры нихретоковогопрео 6 разователя 2 При изменении температуры изменяются активное и реактивное сопротивление нихретокового преобразователя 2 колебательного контура 1, С учетом воздействия температуры на электрические параметры вихретокового пре- образователя 2 колебательного контура 1 (1) можно представить Таким образом, информация о 6 объекте контроля (3) не зависит от измене ний температуры, а информация о температуре (4) не зависит от измененияконтролируемого параметра объектаконтропя,Сигнал с детектора 5 подается на 45 блок 9 селекции, который работаетследующим образом.Напряжение с амплитудного детектора 5 подается на два канала блокаФселекции (не показаны), каждый из ко торых содержит последовательно соединенные электронный клич, интегратор и компенсатор, так как напряжения, снимаемые с амплитудного детектора 5 на разных скпонах частотной 55 характеристики вихретоконого преобразователя 2 описываются следующимобразом- Пою + У(7 еи ое ) + П(7 ен т ) Д (5)Дц 2 = ц цое - Я( вн,об) 20 + Кт" (" вн т )(8) В дальнейшем устранение влияниятемпературы Т на результат измеренияпроизводится следующим образом.Напряжение П (7) усиливаетсяпервым масштабным усилителем блока10 с коэЛАициентом усиления К , т.е,тК. = К.Ц(У, вив) 30+ К 1 ц(ХВнт ) На схеме вычитания блока 10 осуществляется операция вычитания Кт ДЦ, = (Кц - Кт)Ц( Вноь)С выхода схемы вычитания блока 10 напряжение ДЦ - Кт И, поступает на второй масштабный усилитель с коэсЪАициентом передачи, Равным 1/К - 40 - К, тогда с выхода усилителя имеем1 цР ) = (Дц - К Дц ) - ----ВН ОВ ат(9) те. напряжение, несущее информацию об объекте контроля и поступающее на индикатор 6, не зависит от влияния температуры на параметры вихретокового преобразователя,Для определения температуры вихре- токового преобразователя 2 напряжения (7) и (8) с выходов компенсаторон блока 9 подают соответственно на вход дополнительного первого масштабного усилителя 15 и второй вход до 55 полнительной схемы нычитания.Напряжение Дц 1 (7) усиливается дополнито эпюра напряжений будет иметь вид 5как показано на Лиг.2. Электронныеключи управляются прямым и инверснымимпульсами с тактового генератора 12.В результате происходит разделениенапряжений ц и ц , Импульсы,соответствующие ц, и ц , сглаживаютсяинтеграторами и подаются на компенсаторы начального уровняПоэтому наВыходе от компенсаторов получаем напряжения 15(10) Следовательно, по изменению напря.жения (10) судят об изменении измеряемого параметра объекта контроля,а по изменению напряжения (11) - обизменении темп ер атуры вихр ет ок оногопреобразователя 2,Предлагаемое устройство позволяет контролировать помимо параметровобъекта контроля н условиях меняющихся температур и температуру нихретокового преобразователя устройстна,тем самым обеспечить диагностику,т,е,контролировать работоспособность,вихретокового преобразоватечя и условиях как низких, так и высоких темпер атурах. Формула изобретения Электромагнитное устройство не- разрушающего контроля по ант. сн, Ф 1485123, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности за счет обеспечения контроля температуры вихретокового преобразователя, в него введены последовательно соединенные третий масштабнь 1 й усилитель, схема вычитания, четвертый масштабный усилитель и второй индикатор, нход третьего масштабного усилителя и второй вход схемы вычитания соединены соответственно с первым и вторым выходами блока селекции,С выхода дополнительной схемы 16вычитания, где осуществляется операция вычитания (10) из (8), напряжение (ХЦ - У 1, К) поступает на дополнительный второй масштабный усилитель 17 с коэАЛициентом передачи,равным , тогда с выходаКт Кдусилителя 17 имеем1ц Р ) = (дц - к уз )-,ц ккрмт Я( 1)т, е, напряжение, несущее информациюо температуре нихретокового преобразователя 2 и поступающее на индикатор 18, не зависит от изменения параметров объекта контроля,Составитель Л,Крюковаедактор С,Патрушева Техред М,Дидык Корректор М.Парол каз 121 одписное тениям и открытиям при ГКНТ СССская наб д, 4/5 НИИПИ ГосУдарственного комитета по изоб 11303 э, Москва, Ж, Ра