Устройство для вихретокового контроля

(Ф 9) П ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2 Фь О 4.1 К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1105802; кл, 6 01 И 27/90, 1984.Авторское свидетельство СССРЬ 1649412, л. 6 01 й 27/90, 1988.Щелкунов Н.Н. и др, Микропроцессорныесредства и системы. - М.: Радио и связь,1989.Цифровые и- аналоговые интегральныемикросхемы/Под ред, С.В.Якубовского. -М.; Радио и связь, 1989,Учанин В.Н., Калинин Н.П., Зыбов В.Н.,Грабский Ю,С. Вихретоковый высокочастотный структуроскоп для выявлейия газонасыщенных слоев изделий иэ титановыхсплавов. - Техн, диагностика и неразруа.контроль. 1989, ЬВ 4, с, 68-71.(543 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано в машиностроении для дефектоскопии поверхностных слоев эаектропроводящих объектов, Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля. Устройство содержит вихретоковый преобразователь 1, управляемый автогенератор 2, амплитудный детектор 3, два цифроана логовых преобразователя 4, 12, генератор 5 импульсов, формирователь 6 импульсов, источник 7 опорного напряжения, ЭВМ 8, блок 9 ввода-вывода, два регистра 10, 11, коммутатор 13, аналого-цифровой преобразователь 14. Э В М по задан ной и рог рамме, хранящейся в памяти, устанавливает на управляющей шине коды, осуществляющие перевод блока 9 в режим ввода или вывода, По совмещенной шине адреса данных из ЭВМ 8 в блок 9 ввода-вывода поступают цифровые коды, которые а зависимости от кода управляющего слова ЭВМ восприниМаются блоком 9 ввода-вывода как данные для записи в. регистрй 10, 11 или как управляющее слово для управленйя работой устройства. Иэ блока 9 ввода-вывода в ЗВМ 8передаются коды с/выхода преобразователя 14, Изменяя коды регистров 10 и 11, а значит, и уровни управляющих напряжений автогенератора 2 (например, напряжения питания и напряжения, управляющего параметрами элемента одного из его контуров). на выходе детектора 3 получают соответствующие заданным кодам уровни "отклика" автогенератора 2, ЭВМ обрабатывает имеющуюся информацию и выдает результаты анализа на устройства визуализации. 2 ил,н "Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов иможет быть использовано в машиностроении для дефектоскопии поверхностных слоев электропроводящих объектов,Известное устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательноданные вихретоковый преобразователь(ВТП), управляемый автогенератор и амплитудный детектор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), подключенный к йервомууправляющему входу автогенератора, и генератор импульсов,Недостатком этого устройства являются низкая производительность й точностьконтроля. Один из параметров автогенератора (напряжение питания или управляющее. напряжение) при смене преобразователя иизменении параметров коитролйруемых изделий необходимо определять на этапепредварительных исследований; Кроме того, необходимо производить дополнйтельные регулировки, что связано с большимизатратами времени. Точность установки режимов автогенератора зависит от влияниясубъективный факторов при определенйипараметров автогенератора в процессе настройки, а большиезатраты времени на нееснижают производительность,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вихретокового контроля. содержащее последовательно данныеВТП, управляемый автогенератор и ампли-.тудныйдетектор, цифро-анзлбговый преобРазоаатель, подключенный к первому" управляющему входу автогенератора, гене- ратор импульсов, источник опорного напряжения и формирователь импульсов,Недостатком известного устройства являЮтся низкая производительность и точностьконтроля, так как один из параметровавтогенератора необходимо определять наэтапе предварйтельных исследований и устанавливать вручную при смене ВТП и изменении параметров контролируемогоизделия, Кроме того, в известном.устройстве йе производится количественная оценкавыходного напряжения автогенератора, покоторому определяются оптимальные режимы работы автогенератора, Зта оценка производится на этапе предварительных исследований, зависит от влияния субьективныхфакторов. влияющих на точность, и требует5 больших затрат времени, что снижает производительность. В йэвестном устройствеотсутствует также воэможность самокалибровки,Цель изобретения - повйшение произ 10 водительности и точности контроля за счетавтоматического определенйя параметровавтогенератора и установки требуемых режимов работы и самокалибровки устройства.15 Предлагаемое устройство для вихретокового контроля по сравнению с известнымдолжно Определяять параметры автогенератора по количественной оценке выходногосигнала автогенератора с помощью ЗВМ,20 проводить анализ полученной информации,выбирать оптимальные значения параметров автогенератора, производить сравнение параметров при смене ВТП иизменении параметров контролируемых из 25 делий, Использование в этих целях ЭВМ повысит производительность и точность работы.устройства. Кроме того, точность повысится всвязи с возможностью периодического конт роля управляющих напряжений автогенера.30 тора и калибровки цепей задания этихнапряжений,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для вйхретокового контроля, содержащее последовательно данные ВТП,35 управляемый автогейератор, и амплитудный детектор, ЦАП. подключенный к первому управляющему входу автогенератора,генератор импульсов, формирователь импульсов и источник опорного напряжения,40 снабжено последовательно соединеннымиэлектронно-вычислительной машиной(ЭВМ), блоком ввода-вывода и двумя регистрами, последовательно соединеннымивторым ЦАП, подключенным к выходу вто 45 рого регистра, коммутаторами, второй итретий которого соединены соответственнос выходами первого ЦАП и амплитудногодетектора, а управляющий вход коммутатора подключен к блоку ввода-вывода. и ана1749823 6лого-цифровым преобразователем (АЦП), 9 ввода-вывода, подключенный к объедивторой вход которого объединен с вторыми ненным входам регистров 10 и 11, являетсявходами ЦАП и подключен к источнику многоразрядным выходом данных, остальопорного напряжения, третий выход АЦП ные выходы блока 9 ввода-вывода - управподключен к генератору импульсов, четвер ляющие,тый вход АЦП подключен через формирова- На первом этапе управляющими сигнательимпульсовкблокуввода-вывода, выход лами с шины 18 блок 9 ввода-вывода устаАЦП подключен к блоку ввода-вывода пер- навливается в режиме ввода, по которому свый вход первого ЦАП соединен с выходом шины 17 адреса/данных на управляющиепервого регистра; а выход второго ЦАП под выходы блока 9 ввода-вывода подается упключен к второму управляющему входу уп- раеляющее- слово, устанавливающее реравляемого автогенератора.; гистр 10 в режим записи, регистр 11 - вНа фиг. 1 представлена блок-схема уст- режим хранения, на выход "кемм 1 ггатора 13ройства; на фиг, 2- реализация сопряжения переключается выход ЦАП 4 и запускаетсяперсональногокомпьатерасблокомввода формирователь 6 импульсов, На выходе: вывода,..: . данных блока 9 ввода-вывода устанавливаУстройство (фиг, 1) содержит последе- ется начальный код, который записываетсявательно данные ВТП 1, уйравляемый авто- в регистр 10. преобразуется с помощью ЦАПгенератор 2 и амплитудный детектор 3, 4 в аналоговый сигнал и через коммутаторпервый 4 ЦАП 4, подключенный к первому 20 13 поступает на вход АЦП 14, Полученныйуправляющему входу управляемого автоге- после преобразования на выходе АЦР 14нератора, генератор 5 импульсов, формиро- код подается на третий вход блока 9 вводаватель 6 импульсов, источник опорноговывода. ЭВМ 8 выдает новое управляющеенапряжения (ИОН) 7, последовательно сое- слово., которое устайавлйвает блок 9 ввоаддиненные ЭВМ 8, блок 9 ввода-вывода идва 25 вывода в режим вывода. Полученный на вырегистра - 10 и 11; Устройство содержит ходе АЦП 14 код поступает в центральныйтакже последовательно соединенные вто- процессор 15, а котором происходит сраврой ЦАП 12, подключенный к выходувторо- нение посланного и полученных кодов, Вго 11 регистра, коммутатор 13, второй и случае их неидентичностипроизводится катретий входы которого соединены соответ либровка проверяемого канала.ственнОсвыходамипервогоЦАП 4 иампли- На втором этапе упраляющее словотудного детектора 3, а управляющий вход ЭВМ 8 устанавливаетблок 9 ввода-вывода вкоммутатора подключен к блоку 9 ввода-вы- режим ввода данных, регистр 10 устанавливода, и АЦП 14, второй вход которого объе- вается в режим хранения, регистр 11 - вдинен с вторыми входами ЦАП 4 и 12 и 35 режимзаписи, на выходкоммутатора 13 пеподключен к ИОН 7. Третий выход АЦП 14 реключается выход ЦАП 12 и запускаетсяподключен к генератору 5 импульсов, чет- формирователь 6 ймпульсов. На выходевертый вход АЦП 14 подключен через фор- данных блока 9 ввода-вывода устанавливамирователь 6 импульсов к блоку 9 етсяновыйначальныйкод,которыйзаписыввода-вывода, выход АЦП 14 подключен к 40 вается в регистр 11, преобразуется ЦАП 12,блоку 9 ввода-вывода. первый вход первого в аналоговый сигнал и через коммутатор 13ЦАПсоединенсвыходомпервого 10 регист- подается на вход АЦП 14, где образуетсяра, а выход второго ЦАП 12 подключен к обратновцифровойкод. ЭВМ 8 сновавыдавторому управляющему входу управляемо- ет управляющее слово, устанавливающеего автогенератора.: 45 блок 9 ввода-вывода в режим вывода, КодПри типовой структуре ЭВМ 8, содержа- АЦП 14 поступает в центральный процессорщей центральный процессор 15; основную 15 для сравнения посланного и полученногопамять 16, совмещенную шину 17 адре- кодов. Аналогично производится калибров са/данных и шину 18 управления, двунап- ка второго канала до получения идентично-:равленная шина между ЭВМ 8 и блоком 9 50 сти посланного и полученного кодов.ввода-вывода подключена к шине 17 адре- После окончания калибровки устройстса/данных, а второй вход блока ввода-выво- ва ЭВМ 8 выдает управляющее слово, устада - к шине 18 уйравления, . навливающее блок 9 ввода-вывода в режимУстройство работает следующим обра-; ввода. На шине 17 адреса/данных выставзом 55 ляется новое слово данных. УправляющиеПо алгоритму, заданному программой . сигналы на выходе блока 9 ввода-выводаЭВМ 8, на вход блока 9 ввода-вывода по устанавливают коммутатор 13 для подклюшине 18 управления подаются управляю- . " чейия выхода детектора 3 на вход АЦП 14,щие сигналы, определяющие режим работы попеременно записывают в регистры 10 иблока 9 ввода-вывода, Третий выход блока 11 цйфровые коды. которые преобразуютсяЦАП 4 и 12 в аналоговые сигналы, которые интерфейса 20 и обратно осуществляется поступают на управляющие входы автогене- сигналом ВЗ. Переключение передачи дан-. раторэ 2 и устанавливают начальный режим ных в интерфейсе 20 осуществляют управляего работы. Одновременно управляющий ющие сигналы с шины 18 управления, Порт сигнал запускает Формирователь 6 импуль А интерфейса соединен с входом регистров сов, импульс на выходе которого разрешает 10 и 11, порт В подключен к выходу АЦП 14 цикл преобразования АЦП 14, Следующее (3,4).управля ощее слово ЗВМ 8 устанавливает 8 качестве регистров 10 и 11 испольэублок 9 ввода-вывода е режим. вывода, осу- ются буферйые регистры типа КР 589 ИР 12, щестеляя передачу цифрового кода сигнала 10 в качестве ЦАП 4 и 12 - микросхемы типа нз выходе автогенератора 2 в центральный К 572 ПА 1, в качестве коммутатора 13 - мик-. йроцессор 15, .:. росхема типа КР 59 ОКНЗ, в качестве АЦП 14Таким образом, ЭВМ 8 по задайной - мйкросхема типа К 572 ПВ 1, формировапрограмме, хранящейся в памяти 16, уста- тель 6 импульсов выполнен на микросхеме нзвливзет нз управляющей шине 18 коды, 15 К 155 АГЗ, генератор 5 тактовых импульсов осуществляющие перевод блока 9 ввода-вы- выполнен на микросхеме К 155 ЛАЗ, источвода в режим ввода или вывода. По совме- ник 7 опорйого напряжения - на интегральщенной шине 17 адреса/данных из ЭВМ 8 ном стабилизаторе напряжения К 142 ЕН 1. в блок 9 ввода-вывода поступают цифровыекода, которые, в зависимости от кода управ . Ф о р м у л а и э о б р е т ен и я ляющвго слова ЗВМ 8, восприйимаются Чстройство для еихретокового контроблоком 9 вам-вйеодэ какданные для за-ля, содержащее последовательно соединенписи в регистры 10 и 11 или кэк управляю- ные вихретоковый преобразователь, щее слово для управления работой управляемыйавтогенераториамплйтудный устройстве, Иэ блока 9 ввода-вывда в ЭЬМ 25 детектор, цифроэналоговый преобраэова по вине 17 адреса/данййх передаютсятель, подключенный к первому упраеляюкоды с выхода АЦП 14. щему входу управляемого автогенератора.Изменяя кодырегистров 1 Ои 11, эзна- генератор импульсов, формирователь им-. чит, и уровни управляющих напряжений эв- пульсов и источник опорного напряжения; тогенераторэ 2 (например, напряжения 30 о т л и ч аю.щ е е с я тем, что, с целью питания и напряжения, управляющего па- повышения производительности и точности раметрзми элемента одного из его конту- контроля, оно снабжено последовательно роа), на выходе детектора 3 получают соединеннымизлектронйо-вычислительной соответствующие заданным кодам .уровни машиной, блоком ввода-вывода и двумя реотклика эвтогенератора 2. ЭВМ 8 обрабэты гистрами и последовательно соединенными вает имеющуюся информацию и выдает ре- вторым цифроаналоговым преобраэоватезультэты анализа нэ устройства лем, подключенным к выходу второго регивизуализэции;. стра, коммутатором, второй и третий входыВ частности, ЭВМ 8 нз дисйлее выводиткоторого соединены соответственнос выхографики зависимости выходного нзпряже дами первого цифроаналогового преобрания автогенератора 2 от изменения одного зователя и амплитудного детектора, э из управляющих нэйряженйй при постоян- управляющий вход коммутатора подключен . стев другого, распечатку значений упраеля- к блоку ввода-вывода, и аналого-цифровым ющих напряжений автогенератора 2 при преобразователем, второй вход которого экспериментальных значениях на его выхо объединенс вторыми входами цифроанаде (момент возникновения, срыва генера- логовых преобразователей и подключен к ций,максимальноееыходноенапряжениеи источнику опорного напряжения, третйй др.), соответствие параметров. управляю- вход аналбго-цифрового преобраэователя щих напряжений автогенераторз 2 при сме подключен к генератору импульсов, четвер- не ВТП 1 или изменении;параметрое 50 тый вход аналого-цифрового преобраэоваконтролируемыхизделий. теля подключен через формировательПерсональный компьютер (Фиг, 2) имеет импульсов к блоку ввода-вывода. выход анасовмещенную шину 17 адреса/данных и лого-цифрового преобразователя подклюшину 18 управления,сблоком 9 ввода-выво- . чен к блоку ввода-вывода, первый вход да, Блок 9 ввода/вывода содержит шинный 55 первого цифроаналогового преобраэоватеформирователь 19 типа К 589 АП 16 и про- ля соединен с выходом первого регистра, а граммируемый параллельный интерфейс 20 выход второго цифроаналогового преобратипа К 580 В 855. Переключение передачи зователя подключен к второму управляющедзкных с шины 17 адреса/данных в порт му входу управляемого зетогенераторз,1749823 дактор М.блан гентал Черн Коррек роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 2593 ВНИИПСоставителТехред М.М Тираж . - Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 1130 Э 5, Москва, Ж, Рауаскэл наб., 4/5