Устройство к магнитотелевизионному дефектоскопу

(З) 4 С 01 И 27/83 1 ЯРвг:; 1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОРИТЕТ СССРпо делдм изОБРетений и ОткРытщ(71) Уфимский нефтяной институт инаучно-исследовательский институтинтроскопии(57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качестваструктуры ферромагнитных изделий в машиностроении, Целью изобретенияявляется повышение чувствительностии достоверности контроля, Для этогов преобразователь введены высокочастотный генератор с функциональным блоком и шина высокочастотного подмагничивания, причем шина подмагничивания и выходная обмотка выполнены прошивающими каждый сердечникдиаметрально расположенными двумяодновитковыми обмотками, соединенными встречно в выходной обмотке, со"ласно - в шине подмагничивания, Совместное действие идеального намагни-.чивания сердечников с помощью затухающих импульсов переменной полярности и фазоимпульсного метода считывания позволяет счвинуть рабочийдиапазон в область слабых полей,6 ил.80512 О 5 20 45 502Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля качестваструктуры ферромагнитных материалови изделий во всех областях машиностроения,Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля за счет повышениячувствительности сердечников преобразователя к слабым магнитным полями отстройки от неидентичности их выполнения,На фиг, 1 изображена блок-схемапреобразователя; на фиг, 2 - влияние магнитного поля дефекта на сердечник; на фиг. 3 - появление фаэоимпульсного эффекта от одновременного действия поля дефекта и поляимпульсов тока опроса; на фиг. 4конструкция магниточувствительногоузла; на фиг, 5 - схема высокочастотного генератора с функциональнымблоком; на фиг, 6 - схема формирователя импульсов тока треугольной Формы еУстройство содержит магниточунстнительный узел 1, помещенный наобъект 2 контроля, закрепленный наэластичной основе и выполненный н виде матрицы, последовательно соединенные усилитель 3, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами магниточунствительного узла 1, амплитудный селектор 4, видеоконтрольный блок 5,блок 6 развертки, выходы которого соединены с Х и У входами магниточувствительного узла 1, синхрогенератор 7, первый вы.ход которого соединен со входом блока 6 развертки и вторым входом видеоконтрольного блока 5, нысокочастотный генератор с функциональным блоком 8, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора 7, а выход соединен с управляющим входом магниточунствительного узла 1, горизонтальные адресные провода 9, вертикальные адресные провода 10, начала которых образуют Х и У входы магниточунствительного узла, а концы соединены с общей точкой, ферритовый сердечник 11, шину 12 высокочастотного подмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магниточувствительного узла, выходную обмотку 13, прошивающую матрицу в диагональном направлении. Выходная обмотка 13 и шина 12 высокочастотного подмагничинания выполне -ны прошивающими каждый ферритовыйсердечник 11, диаметрально расположенными двумя одинаковыми обмотками,причем выходная обмотка 3 соединена встречно, а шина 12 высокочастотного подмагничивания согласно,Плоскости одинаковых обмоток выходной обмотки 13 и шины 12 параллельнымежду собой, минимально удаленыдруг от друга,Усилитель 3 выполнен не парофазным, а блок 6 развертки выполнен н виде формирователя импульсов тока треугольной формы.Устройство работает следующим образом,Магниточувствительный узел 1,выполненный на эластичной основерасполагают на поверхности объекта 2 контроля (см. фиг. 1), Блок 6 развертки подает совпадающие но времени импульсы тока треугольной формыамплитудой 1 /4 (1, - полный ток перемагничинания сердечника иэ одногонасыщенного состояния в противоположное, 1 /2 - полый ток перемагничина-ния сердечника иэ раэмагниченногосостояния н одно иэ насыщенных состояний) на горизонтальный 9 и вертикальный 1 О адресные провода (например, на входы Х, и У,). При этомсердечник 11 перемагничивается иэраэмагниченного состояния в одно из насыщенных состояний и от перемагничинания диаметрально расположенных участков Уч. 1 и Уч. 2 в диаметрально расположенных и намотанных на эти участки витках выходной обмотки 13 наводится ЭДС одинаковой амплитуды, На эти ЭДС компенсируютдруг друга н случае отсутствия полядефекта Н, так как диаметрально расположейные одновитковые обмотки выходной обмотки соединены встречно. Поэтому в выходной обмотке сигналон не будет и на экране видеоконтрольного блока 5 будет наблюдаться световое поле равномерного свечения (растр,)Если н объекте 2 контроля есть дефект, то он создает магнитное поле дефекта. Магнитное поле дефекта в каждом сердечнике 1 разветвляется ипроходит в участке Уч. 1 противоположно полю тока опроса, а в участкеУч. 2 н том же направлении, что иполе тока опроса, Такое прохождение5 Ю го 35 40 55 3 12 поля дефекта по сердечнику 11 обеспечивается ориентацией матрицы в поле дефекта (намагничивающего устройства). В участке сердечника Уч.2 поле дефекта и поле тока опроса треугольной формы складываются. Это приводит к смещИнин треугольника поля опроса, как показано на фиг, 3Если перемагничивание Уч, 2 сердечника 11 при отсутствии поля дефекта происходило в точке С, то в поле дефекта перемагничивание произойдет раньше в точке С из - за смещения треугольного поля опроса полем дефекта. При перемагничивании в момент времени, определяемой точкой С, возникает импульс ЭДС, который опережает по фазе импульс ЭДС,возникающий в момент времени С при отсутствии де - фекта,Наоборот, поле дефекта вычитается из поля тока в участке Уч. 1 сердечника 11 и смещает треугольное поле опроса в противоположном направлении, Перемагничивание участка Уч.1 произойдет позже в момент О, а в отсутствие дефекта перемагничивание происходило бы в момент Р, Поэтому в поле дефекта в одновитковой обмотке участка Уч. 1 возникает импульс ЭДС, отстающий по фазе. Так как одновитковые обмотки участков включены встречно, эти ЭДС направлены встречно, но уже не могут компенсировать друг друга, так как они разнесены по фазе полем дефекта. В выходной обмотке 13 появится сигнал, амплитуда которого пропорциональна напряженности и поля дефекта в определенном диапазоне, Сигнал с выходной обмотки 13 подается на вход усилителя 3 для усиления, затем через амплитудный селектор 4 поступает в видеоконтрольной блок 5При синхронной развертке луча видеоконтрольного блока 5, обеспечиваемой синхрогенератором 7, будем наблюдать изменение интенсивности свечения экрана в соответствующих местах, Яркость светового пятна регулируется ампли - тудным селектором 4,Совместное действие поля дефекта и поля опроса треугольной формы в совокупности с выходной обмоткой 13 в виде диаметрально расположенных одновитковых обмоток позволяет осуществить фазоимпульсный метод, повышающий чувствительность сердечни 80512 4 ков 11 к внешним магнитным полям -и отстроиться от неидентичности сердечников 11Повышение чувствительности объясняется следующим образом.Поля дефектов большой напряженностивыводят сердечник 11 к границе насыщения и только при этих значенияхполя дефекта сигнал в выходной обмотке 13 становится равным нулю,что отмеЧалось на экране потемнением в соответствующих местах, В предлагаемом устройстве даже слабое поле дефекта вызывает смещение по фазе ЭДС в выходной обмотке 13. В области слабых полей дефекта Намплитуда сигнала в выходной обмотке 13 пропорциональна напряженности поля деФекта. В области более сильных полейамплитуда сигнала в выходной обмотке 13 уменьшается, так как внешние слои сердечника 11 насыщаютсяполем дефекта и сигнал в выходнойобмотке 13 исчезает при значенияхнапряженности и магнитного поля дефекта, насыщающих сердечник 11. Отсюда видно, что рабочий диапазон сердечника 11 смещается в область слабых полей.Механизм отстройки от неидентичности сердечников 11. объясняется следующим образом. Ферритовые сердечники 11 обладают разбросом параметров,достИгающим 5-10 Е. Применение ихприводит к тому, что они не одинаково реагируют на магнитное поле дефекта, у них различная чувствительностьк внешним магнитным полям и сигналыот перемагничивания сердечников 11отличаются по амплитуде, В предлагаемом устройстве в выходной обмотке 13 при работе (опросе) одного сердечника 11 сравниваются по фазе два одинаковых по амплитуде импульса ЭДС. При работе в слабых магнитных полях дефекта одинаковый сдвиг по фазе импульсов ЭДС всердечниках 11 с разбросом параметров дает почти одинаковую амплитуду сигнала, что объясняется почти треугольной формой импульсов ЭДС.С целью дальнейшего повышения чувствительности к внешним магнитным полям введено высокочастотное подмагничивание с целью обеспечения работы сердечников по идеальной кривой намагничивания. Высокочастотныйгенератор с функциональным блоком8 по сигналу от синхрогенератора 7128051в конце кадра формирует затухающие по амплитуде колебания тока в ,шине 12 высокочастотного подмагничивания 12. Затухание колебаний происходит в течение межкадрового промежутка от максимального значения тока, достаточного для насыщения сердечника 11 до нуля. Под действием переменного убывающего до нуля поля подмагничивания и поля дефекта в сердечни ке 11 устанавливается значительно более высокое значение индукции, чем при намагничивании только полем дефекта (идеальное намагничивание), Полное размагниченное состояние, кото рое возникает под действием убывающего до нуля переменного поля, характеризуется точкой О (фиг, 3). Если при размагничивании сердечника 11 переменным полем, убывающим до 20 нуля одновременно действует и как поле дефекта, то в сердечнике 11 установится более высокое значение индукции, характеризуемое например точкой А, которое больше сместит треугольное поле тока опроса, что вызывает большее опережение по фазе (отставание) импульса ЭДС,Шина 12 высокочастотного подмагничивания охватывает диаметрально распо ложенные участки Уч. 1 и Уч. 2 каждогосердечника 11 одновитковыми обмоткамисоединенными согласно, Этим обеспечивается идеальное намагничивание участков Уч1 и Уч, 2 и магнитные полявысокочастотного подмагничивания вданном случае не компенсируют другдруга, замкнувшись по тороидальномусердечнику 11,На Фиг. 5 показан возможный вариант выполнения высокочастотногогенератора с Функциональным блоком 8.Он собран на транзисторах Ти ТдТранзистор Т представляет собой функ 5циональный блок 8, обеспечивающий 45затухание колебаний до нуля. По сигналу от синхрогенератора 7 срабаты -вает ключ и подает питание на генератор с функциональным блоком 8. Он вырабатывает колебания, которые зату- . 50хают под действием функциональногоблока .8. Затухающие колебания усиливаются усилителем 3 и подаются нашину 12 высокочастотного подмагничивания. 55На фиг, 6 показана схема блока 6в виде Формирователя импульсов токатреугольной формы, От синхрогенера 2 6тора 7 сигнал поступает на вход элект ронного ключа 14, который формирует импульс тока в адресных проводах 9, Форму импульса тока устанавливают подбором значения индуктивности. За счет образования ЭДС само- индукции, препятствующей резким изменениям тока, в адресных проводах 9 Формируется импульс тока треугольной формы.Формула изобретенияУстройство к магнитотелевиэионному дефектоскопу, содержащее последовательно соединенные магниточувствительный узел, закрепленный на эластичной основе и выполненной в виде матрицы, усилитель, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами магниточувствительного узла, амплитудный селектор, видеоконтрольный блок, блок развертки, выходы которого соединены с Х- и У- входами магниточувствительного узла, синхрогенератор,первый выход которого соединен с входом блока развертки и вторым входом видеоконтрольного блока, а матрица выполнена в виде ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса и содержит систему горизонтальных и вертикальных адресных проводов, начала которых образуют Х- и У-входы магниточувствительного узла, а концы соединены с общей точкой, выходную обмотку, прошивающую матрицу в диагональном направлении, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, оно содержит высокочастотный генератор с функциональным блоком, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора, а выход соединен с управляющим входом магниточувствительного узла, шину высокочастотного годмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магниточувствительного узла, а выходная обмотка и шина высокочастотногоподмагничивания выполнены прошиваю - щими каждый ферритовый сердечник, диаметрально расположенными двумя одинаковыми обмотками, соединенными встречно в выходной обмотке и согласно - в шине высокочастотного подмагничивания, причем плоскости одно 7 128052 8витковых обмоток выходной обмотки и литель выполнен не парофаэным, а шины высокочастотного подмагничива- блок раэвертки выполнен в виде форния параллельны между собой, мини- мирователя импульсов тока треуголь" малько удалены друг от друга, а уси- ной формь.1280512 От синхроаенероторц Г 5 В От си ат Составитель А. Бодров Редактор А, Долинич Техред М. Ходанич Корректор И. ЭПодписноеета СССР каэ 7061/49 Тираж 778БНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и откр113035, Москва, Ж, Раушск тни наб., д. 4/5 роизводственно-полигра ическое Проектная, 4 иятие, г. Ужгоро