Магнитотелевизионный дефектоскоп

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСК РЕСПУБЛИК 2 9) 8 И 27/ Й КОМИТЕТ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГККТС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ера исполь нтроля гнитных и маги- изобрети дефекформации ентации. льзованы ти, блок фиг.(71) Уфимский нефтяной институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 1157443, кл. С О И 27/82, 1983Авторское свидетельство СССРУ 1462173, кл. С 01 И 27/82, 1987.(57) Изобретение относится к н шающему контролю и может быть зовано для дефектоскопии и ко структуры поверхности феррома объектов, в частности подземнь стральных трубопроводов. Цель тения - повышение достовернос тоскопии за счет получения ин о всех дефектах различной ори Для этого в дефектоскопе испо блоки 8 и 9 динамической памя 10 долговременной памяти и электронный блок 13 управления. Выход электронного блока управления подключен к входу намагничивающих систем 1 и 2.Каждая намагничивающая система 1 (2) содержит по три ряда полюсов, радиально расположенных по окружности на центральном тороидальном ярме, средний ряд содержит и полюсов, а два крайних ряда - по 2 и полюсов. Все полюсы сгруппированы в круговые контуры, в каждом из которых по сигналу от блока 13 управления формируется вращающееся магнитное поле. Благодаря этому выявляются разноориентированные по поверхности трубопровода дефекты, информация о которых после селекции в амплитудных селекторах 6 и 7 записы вается в блоки 8 и 9 динамической и блок 10 долговременной памяти. Матричные преобразователи 4 и 5 выполнены в виде замкнутой ленты и установлены в зазоре между трубопроводом и полюса- ми намагничивающих систем 1 и 2. 4 ил.Изобретение относится к неразрушагщему контролю и может быть использовано для дефектоскопии и контроляструктуры поверхности ферромагнитныхобъектов, в частности подземных магистральных трубопроводов.Цель изобретения - повышение достоверности дефектоскопии за счет получения информации о всех дефектах различ.10ной ориентации,На фиг. 1 представлена блок-схемапредлагаемого дефектоскопа; на фиг, 2 -развертка намагничивающих систем, имеющих по три Ряда полюсов (Ряды полю 5сов ориентированы по окружности трубыи расположены на центральном тороидальном ярме); на фиг. 3 - намагничивающая система, поперечный разрезпо ее среднему ряду; на фиг. 4 - 20электрическая схема соединений обмоток обеих намагничивающих систем сов-:местно с электронным блоком управления.Магнитотелевизионный дефектоскоп 25содержит намагничивающие системы (НС)1 и 2, взаимодействующие через объект3 контроля (трубопровод) с матричньгми магнитрчувствительными преобразователями (МЧМП) 4 и 5, выходы которых З 0через соответствующие амплитудные се;лекторы 6 и 7 подключены к информаци-,онным входам блоков 8 и 9 динамической памяти, выходы которых подключены раздельно к двум входам блока 10долговременной памяти выход послед 9него связан с входом видеоконтрольного блока 11. Выход блока 12 раз, вертки соединен с управляющими входа;ми МЧМП 4 и 5, блоков 8 и 9 динамической памяти, блока 10 долговременной памяти и видеоконтрольного блока11. Блок 13 управления подключен квходам намагничивающих систем 1 и 2параллельно. 45Электронный блок 13 управления может быть выполнен в виде последовательно включенных генератора 14 тактовых импульсов, регистра 15 сдвига,а также из источника 16 тока и блока17 коммутации. Выходы регистра 15сдвига соединены с управляющими входами блока 17 коммутации, выходы которого подключены к входам намагничивающих систем 1 и 2 (фиг. 1).НС 1 и 2, расположены на тороидаль 55ном ярме, находящимся внутри трубопровода (фиг. 3). По окружности внешней боковой повЕрхности тороидального ярма полюсы намагничивающих систем 1 и 2 расположены рядами так, что каждая из них содержит по три ряда полюсов, При этом в каждой из намагничивающих систем средние ряды содержат по и полюсов, а крайние - по 2 и полюсов. Полюса обеих намагничивающих систем сгруппированы в круговые контуры так, что каждый иэ круговых контуров включает в себя по шесть полюсов, расположенных через 60 ф по от ношению друг к другу. Радиус каждого кругового контура равен половине расстояния между полюсами средних рядов намагничивающих систем.Каждый полюс, входящий в средние ряды, является общим для двух соседних круговых контуров какой-либо одной из намагничивающих систем. Чтобы не было пропусков дефектов в тех участках трубы, которые попадают под полюсы (НС 1), по отношению к этим полюсам полюса (НС 2) установлены в направлении, перпендикулярном образующим тороидального ярма, с пространственным сдвигом, равным величине радиуса. кругового контура. Вдоль ярма намагничивающие системы располагаются на расстоянии, исключающем . влияние магнитных полей полюсов обеих намагничивающих систем друг на друга, .Все полюсы .снабжены обмотками постоянного тока, причем число витков обмотокполюсов средних рядов в два раза больше, чисел витков полюсов крайних рядов, Обмотки диаметрально противоположных пар полюсов каждого контура включены последовательно- встречно и соединены с блоком 13 управления так; что магнитные потоки, возбуждаемые .ими при подключении к блоку 13 управления, имеют в каждом четном и нечетном контурах полюсов каждой намагничивающей системы взаимно противоположные направления, а при переключениях пар полюсов каждого кругового контура в четных и нечетных контурах каждой намагничивающей системы магнитные потоки вращаются во взаимно противоположных направлениях. При этом соединения обмоток пар .полюсов обеих намагничивающих систем обеспечивают в каждый момент переключения пар полюсов взаимнуюориентацию магнитных потоков, возбуждаемых в круговых контурах обеих намагничивающих систем, под углом в5 О 15 20 30 35 40 45 50 55 5 6 60. Зто сделано для того, чтОбы участки трубы, пропускаемые НС 1 в процессе переключения пар ее полюсов сканировались магнитными потоками, возбуждаемыми в контурах полюсов НС 2 Схема соединения. обмоток намагничивающих систем 1 и 2, позволяющая выполнить эти условия (фиг. 4).Обозначение обмоток (фиг, 2 и 4) одноименных полюсов всех круговыхконтуров принято одинаковым для каждой из НС, причем первый индекс (отдо 6) означает номер полюса кругового контура, а второй - номер намагничивающей системы (индексы 1 и 2).Наряду с электрической схемой соединения обмоток (фиг. 4) показана подробная блок-схема электронного блока13 управления,Начала обмоток Ь . 1, г и концы1-обмоток Ь 4,соединены с первым выходом блока 17 коммутации (БК), началаобмоток Ьг , Ьг и концы ОбмотокЬг - с вторым выходом блока 17 ком"мутации, начала обмоток Ь , 1. г иконцы обмоток Ь 6. 1 - с третьим выходом блока 17 коммутацииНачалаобмоток 1,4 Ь 1 1 б-ь 1 Ф-гЬ у Ь б г и конЦы Обмоток 1 1и Ьг гсоединены с общей шиной источника 16тока. Концы обмоток 1г соединены сконцами обмоток Ь 4 концы обмотокЬ з г - с концами обмоток Ьб г, концыобмоток Ьг , - с концами обмолвокконцы обмоток Ь з , - с концами обмоток Ь 6 .Таким образом, электрическая цепь(фиг. 4) образованная всеми обмоткамиполюсов, состоит из трех параллельныхветвей, каждая из которых подключенараздельно на три выхода коммутирующихэлементов блока 17 коммутации,Блок 17 коммутации (фиг. 4) содержит три коммутирующих элемента, все три входа которых параллельно подклю" чены к выходу источника 16 тока, а три выхода - раздельно к трем входам параллельных ветвей электрической цепи обмоток полюсов. Три выхода регистра 15 сдвига раздельно присоединены к управляющим входам коммутирующих элементов блока 17, В качестве коммутирующих элементов в блоке 17 использованы силовые тиристоры.МЧМП 4 и 5 расположены в зазоре между трубой и НС 1 и 2. МЧМП 4 установлен над НС 1, а МЧМП 5 - над 12249 6 НС 2.; ба 1 РР 1 П выполнены в виде замкнутых ленточных матриц.Магнитотелевизионный дефектоскоп работает следующим ОЦразом.Дефектоскоп движется внутри трубы, Цикл измерений состоит из трех тактов, в каждом из которых блок 17 коммутации подключает выход источника 16 тока к соответствующим парам полюсных обмоток НС 1 и 2: в первом такте - к парам обмоток 1,- Ь 4 11 1-г 1, ; во втором такте - к парам обмоток 1 г ( 1 Ьг г 1 гю В ТРе тьем такте - к парам обмотокЬьЬ г - 1 г., В каждом такте векторы магнитного потока, возбуждаемые н каждом контуре НС 1 и 2, поворачиваются на угол К = 60. За цикл измерений векторы магнитного потока поОворачиваются на угол 120 , которого достаточно для выявления разноориентированных дефектов в области каждого кругового контура. При этом век 25 торы магнитного потока одновременно поворачиваются во всех контурах полюсов обеих намагничивающих систем: в четных контурах в одном направлении, в нечетных - в противоположном.Векторы магнитных потоков (фиг. 2), создаваемых в нечетных контурах намагничивающих систем, обозначены Р 1, а в четных - обозначены Р , по величине Р, = Д , Направления вращения векторов потоков Р и Р показаны дуговыми стрелками (фиг. 2), При этом, если рассматривать взаимную ориентацию векторов магнитных потоков вдоль движения дефектоскопа, то векторы магнитных потоков, имеющих место в одной из намагничивающих систем, ориентированы под углом 60 по отношению к векторам магнитных потоков, создаваемых другой намагничивающей системой, а если рассматривать векторы магнитных потоков поперек движения дефектоскопа, то векторы обеих НС 1 и 2 смещены относительно друг друга на величину радиуса одного кругового контура. В результатевсего этого происходит полное и одновременное сканирование всей боковойповерхности трубопровода, Охватываемого обеими НС 1 и 2, включая в томчисле и те области боковой поверхности трубы, которые находятся непосредственно над полюсами, и те областиее (ве сьма незначительные), которыепропускаются в процессе переключения1612249 блок динамической памяти, блок долговременной памяти и видеоконтрольныйблок, блок развертки, выход которогоподключен к управляющим входам магниточувствительного преобразователя,блоков динамической и долговременнойпамяти и видеоконтрольному блоку, иблок управления, подключенный к входу намагничивающей системы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности дефектоскопии за счет получения информациио всех дефектах различной ориентации,он снабжен второй намагничивающейсистемой, последовательно соединенньгми вторыми матричным магниточувствгтельным преобразователем, амплитудным селектором и блоком динамическойпамяти, выход которого подключен квторому входу блока долговременнойпамяти, а его управляющий вход и управляющий вход второго матричногомагниточувствительного преобразователя подключены к выходу блока развертки, каждая намагннчивающая системавыполнена в виде трех рядов полюсов,расположенных по окружности тороидального ярма, с и полюсами в среднем и с 2" полюсами в крайних рядах,в каждой намагничивающей системе полюса образуют круговые контуры, пошесть полюсов в каждом, размещенныхравномерно по окружности попарно диаметрально, при этом полюса среднегоряда являются общими для смежных контуров, полюса среднего ряда одной намагничивающей системы смещены относительно полюсов среднего ряда другойнамагничивающей системы на величинурадиуса кругового контура, а обмоткидиаметрально противоположных полюсовконтуров каждой системы соединены последовательно и объединены в три параллельные ветви, подключенные к бло.ку управления,Обмоток полюсов движущейся впереди НС (например, НС 1, фиг. 2, что исключает потери информации. Таким образом, по всей поверхности трубы, охватываемой НС 1 и 2, создается маг 1 итный рельеф, содержащий полную информацию о дефектах. Магнитный рельеф воздействует на МЧМП 4 и 5, на выходе которых формируются электрические 10 сигналы, пропорциональные напряженности магнитного поля в каждой точке сканируемой поверхности трубы.Электрические сигналы с выходов ЯЧМП 4 и 5 поступают ка входы амплитудных селекторов 6 и 7, в которых с 1 существляется амплитудная .селекция Сигналов, соответствующих только дефектным точкам поверхности трубы. Далее сигналы с выходов селекторов 6 207 поступают на входы блоков 8 и 9 динамической памяти. При заполнении объема динамической памяти информагия передается и записывается в блок 10 долговременной памяти, Блок 12 25 Развертки осуществляет строчную развертку злектропотенциального рельефа МЧМП 4 н 5, блоков динамической 8 и 9 и долговременной 10 памяти, а также электронного луча видеоконтрольного блока 11. Последний используется и включается в схему дефекто скопа только в наземных условиях - Для воспроизведения изображения дефектов. Для этого после прохождения установленного расстояния дефектоскоп Извлекается на поверхность. Формула изобретенияМагнитотелевизионный дефектоскоп, Содержащий намагничивающую систему, состоящую из тороидального магнитог 1 ровода с несколькими рядами выстуг 1 ающих полюсов с обмотками постоянного тока, последовательно соединенные матричный магниточувствительный преобразователь, амплитудный селектор,45,Заказ 2 Тираж 5 одлисно крытиям пр ГКНТ СССР судаф дф твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарин о Произ в 4 ного комитета по 035, Москва, Ж-Э зобретениям Раушская н