Способ имитации дефектов при настройке магнитных проходных дефектоскопов

(19) (11) 6 01 й 27/82 И Т ч. 8 сват ий институт ГрабовГ,А,Ж свидетельство 6 01 ч 27/90, 1 свидетельство О 01 й 27/82,82.ССР987. Б ИМИТАЦИИ ДЕФКЕ МАГНИТНЫХ ПСКОПОВ тение относится к ной технике и мож о для настройкипов-снарядов, конт(57) Изобризмерителпользовандефектоско КТОВ ПРИОХОДНЪХ контрольноет быть исмагнитных ролирующих ий этот способ вляет собой циекта контроля, илиндров, один новании и слу- ктоскопа-снарянанесеннымиустановлен вента и перемеоса и системы ектами ложем дом тр длагаемектов в моле,вкаменень ни оро ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗС)Б АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторскоеМ 911309, кл.АвторскоеМ 1441292, кл. Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для настройки магнитных дефектоскопов-снарядов, контролирующих заглубленные трубопроводы, например магистральныеые газоп роводы.Известен способ получения информации о дефектах в магнитном неразрушающем контроле с использованием образца контролируемого объекта с нанесением на него искусственных дефектов и возбуждением постоянного магнитного поля в зоне дефекта, в котором для имитации полей дефектов для настройки магнитных дефектоскопов-снарядов, использующих индукционный съем информации, магнитное поле в зоне дефекта возбуждают цилиндрической системой намагничивания заглубленные трубопроводы, например магистральные газопроводы. Цель изобретения - повышение точности при настройке дефектоскопов с неподвижно закрепленными преобразователями за счет осуществления максимально возможной индуктивной связи катушек. Секционные обмотки возбуждают и располагают соосно с индикаторными обмотками преобразователей магнитных проходных дефектоскопов, по сигналам которых судят о параметрах дефектов, а точность настройки дефектоскопов с неподвижно закрепленными преобразователями достигается за счет осуществления максимально возможной индуктивной связи секционных и индикаторных обмоток, а также формированием тока возбуждения с использованием амплитудной и частотной модуляции сигнала,Зил,дефектоскопа-сна ряперемещением обрано дефектоскопа.Имитатор, реализующимитации дефектов, предстлиндрический образец обсоставленный из двух полуциз которых закреплен на ожит ложементом для дефеда, другой полуцилиндрискусственными дефнаправляющих пазахщается электропривоблоков.Наиболее близким к прляется способ имитации дефном неразрушающем контобразцы объекта контроля з да с одновременным зца трубы относитель 171641810 15 линдрические кольца, составленные из нескольких концентрических колец, из которых по крайней мере одно имеет сквозную прорезь вдоль образующей, а магнитное поле создается током, в тороидальной секционной обмотке. Этот способ имитации дефектов пригоден для настройки магнитных дефектоскопов со сканированием преобразователей вращением вокруг оси дефектоскопа.Однако этот способ характеризуется несоответствием полей рассеяния искусственных и естественных дефектов и как следствие-недостаточнойточностью настройки дефектоскопа. Кроме того, трудоемкость технологического процесса выполнения искусственных дефектов не позволяют воспроизводить с достаточной точностью их параметры при повторном изготовлении,Целью изобретения является повышение точности при настройке дефектоскопов с неподвижно закрепленными преобразователями путем осуществления максимально возможной индуктивной связи катушек,Для имитации магнитных полей рассеяния дефектов используются секционные обмотки, индуктивно связанные с индикаторными обмотками преобразователей дефектоскопа. При этом максимальный коэффициент связи катушек близок к единице.Секционные обмотки подключены к выходу электронного блока формирования ЭДС, создающего в обмотке магнитный поток, отражающий особенности тангенциальной составляющей магнитных полей рассеяния дефектов,На фиг, 1 представлено устройство, реализующее способ имитации дефектов в составе поисковой секции магнитного дефектоскопа-снаряда; на фиг. 2- имитатор дефектов в составе дефектоскопа-снаряда; на фиг. 3 - структурная схема аппаратуры управления имитатором дефектов, реализующая способ имитации магнитных полей рассеяния проходных дефектоскопов (например дефекты трубопроводов),Индукционный преобразователь воспринимает скорость изменения тангенциальной составляющей индукции напряженности поля дефектаб Ву бНге =, = - миЯсов О сбсгде О - угол между осью катушки и вектором;р - магнитная проницаемость тела сердечника.Измерительная обмотка индукционного преобразователя реагирует на скорость 20 25 30 35 40 45 50 55 изменения магнитного потока, охватываемого катушкой,В процессе имитации потока, возникающего в сердечнике катушки, как бы при ее прохождении над дефектом, достаточно возбудить этот поток имитирующей обмоткой, скорость изменения которого будет задана частотными характеристиками тока возбуждения, а амплитуда - величиной тока. При этом групповые скопления дефектов моделируются дополнительным модулирующим сигналом заданной амплитуды и частоты. Секционная обмотка, формирующаяэталонный магнитный поток, выполнена на измерительной, соосно с ней для обеспечения совпадения их магнитных осей и достижения максимального коэффициента связи катушек.Сканирование внутренней поверхности трубопровода осуществляется преобразователями, размещенными по окружности и образующими кольцо с накладными катушками, оси которых параллельны оси трубы. Это кольцо перемещается вдоль трубопровода,В процессе контроля трубопровода дефектоскоп-снаряд движется со скоростью от 1 до 10 м/с,Съем информации преобразователя осуществляется через каждые 3 см вдоль образующей трубопровода, что по времени соответствует 30 м/спри скоростиснаряда 1 м/с. За этот период времени подаются сигналы на все 128 обмоток имитации сигнала,Моделирование полей дефектов типа коррозионных повреждений заданной площади осуществляется ЭВМ, в памяти которой хранятся все модели дефекта, отображаемые индукционным преобразователем в заданном диапазоне скорости сканирования поверхности объекта контроля.Моделирование полей дефектов трубопровода осуществляется поступлением сигнала на группу из й секционных обмоток на заданный интервал времени.Имитатор дефектов содержит секционные обмотки 1, расположенные на индикаторных обмотках 2 преобразователей 3 поисковой секции магнитного дефектоскопа-снаряда, равномерно установленных по окружности и образующих измерительное кольцо 4, электронный блок 5 формирования магнитных полей рассеяния, отражающих особенности естественных дефектов, и пульт б управления, построенный на стандартных элементах логики, входы и выходы которого подключены соответственно к выходам и управляющим входам входного устройства блока 7 аналоговой обработки информации, блока 8 цифровой обработки информации и блока 9 твердотельной памяти, составляющих блок 10 обработки информации дефектоскопа-снаряда, а также к выходам микроЭВМ. 11 и блока 12 питания электронного блока 5.Электронный блок 5 содержит также подключенные к блоку 12 питания формирователь 13 сигналов, монитор 14 и контроллер 15, входы и выходы которого подключены соответственно к выходам и входам микроЭВМ 11, формирователя 13 сигналов и монитора 14, а также цифропечатающее устройство 16, подключенное к выходу контроллера 15.Один из выходов формирователя 13 сигналов подключен к секционным обмоткам 1, а другой выход соединен с входом входного устройства блока 7 аналоговой обработки информации дефектоскопа-снаряда, другие входы которого соединены с индикаторными обмотками 2 преобразователей 3 поисковой секции дефектоскопа-снаряда, а выход подключен к входам блока 8 цифровой обработки информации, выход которого подключен к входу блока 9 твердотельной памяти.Электронный блок 5 предназначен для формирования сигналов при имитации магнитных полей рассеяния дефектов, диагностики технического состояния всей аппаратуры дефектоскопа-снаряда и обработки информации по результатам его настройки. Основу электронного блока составляет микроЭ ВМ 11, которая по заданным программам обеспечивает управление работой формирователя 13 сигналов, монитора 14 и цифропечатающего устройства 16,Контроллер 15 предназначен для осуществления взаимодействия между указанными составляющими узлами электронного блока 5, Цифропечатающее устройство 16 предназначено для получения распечаток по результатам настройки аппаратуры магнитного дефектоскопа-снаряда и проверки ее технического состояния.Имитатор работает следующим образом,По команде с пульта 6 управления включается источник 12 питания и микроЭВМ 11, Затем на управляющий вход входного устройства блока 7 аналоговой обработки информации с пульта 6 управления подается информация о типе дефекта, на который производится настройка, например о поперечном шве.Блок 7 аналоговой обработки информации представляет собой усилительные и ключевые каскады, коммутатор и аналого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 цифровой преобразователь и осуществляет предварительную обработку аналоговой информации и преобразование ее в цифровую форму,Полученная информация в виде закодированного адреса и условного обозначения типа дефекта поступает в одно из устройств памяти блока 8 цифровой обработки информации и с управляющего выхода входного . устройства блока 7 аналоговой обработки информации на пульт 6 управления поступает сигнал о принятии устройством памяти блока 8 информации. На пульте управления 6 загорается индикаторный элемент,Затем по сигналу с пульта 6 управления блок 8 цифровой обработки информации включается в режим обучения. После этого с пульта 6 управления подается команда в микроЭВМ 11 электронного блока 5 на обработкупрограммы имитации дефекта типа поперечный шов. МикроЭВМ 11 через контроллер 15 формирует в блоке 13 электрические сигналы, идентичные сигналам от поперечного шва, которые поступают на входы всех секционных обмоток 1, находящихся на индикаторных обмотках 2 преобразователей 3 поисковой секции дефектоскопа-снаряда, Одновременно с другого выхода формирователя 13 сигналов на один из входов входного устройства блока 7 аналоговой обработки информации поступает сигнал, дающий информацию о начале формирования поля рассеяния дефекта, Электрические сигналы, проходящие по секционным обмоткам 1, индуцируют в индикаторных обмотках 2 преобразователей 3 сигналы, которые поступают на другие входы входного устройства блока 7.Сигналы, имитирующие наличие дефекта, одновременно с воздействием на индикаторные обмотки 2 преобразователей 3 поступают с третьего выхода формирователя 13 сигналов через контроллер 15 в монитор 14 и отображаются на его экране с целью сравнения его параметров с парамет- . рами сигнала, получаемого в результате обработки данных о. типе дефекта, передаваемых в режиме контроля из блока 9 твердотельной памяти через пульт 6 управления в микроЭВМ 11 электронного блока 5 имитатора дефектов.В блоке 7 аналоговой обработки информации происходит анализ и измерение параметров сигналов (амплитуды и длительности на разных уровнях амплитуд и др.) и установление критериев для распознавания заданного типа нарушения сплошности. Резул ьтаты этого анализа да ют й-мерный вектор Х (Х 1, Х 2Хм), который является кодом дефекта (эталоном) и посту 1716418пает в блок 8 цифровой обработки информации,Затем данные о коде дефекта из блока 8 цифровой обработки информации в цифровой форме поступают в блок 9 твердотельной памяти, откуда данные о типе дефекта по сигналу с пульта 6 поступают в микро- ЭВМ 11, где преобразуются в сигнал, который через контроллер 15 поступает в монитор 14 и отображается на его экране для проверки правильности процесса формирования эталона дефекта. Полученное изображение сигнала должно совпадать с исходным сигналом.После этого с управляющего выхода входного устройства блока 7 аналоговой обработки информации на пульт 6 управления поступает сигнал об окончании процесса обработки информации,Затем на управляющий вход входного устройства блока 7 аналоговой обработки информации с пульта 6 управления подается информация о другом типе дефекта и операции по устранению критериев дефекта для его распознавания проводятся в той же последовательности, Аналогичным образом проводятся операции по установлению критериев для распознавания нарушений сплошности других типов дефектов,Таким образом, в процессе настройки дефектоскопа-снаряда на режим контроля обеспечивается формирование в устройстве памяти блока 8 цифровой обработки банка данных для распознавания всех типов дефектов.После завершения формирования банка данных об эталонных дефектах проводится проверка его достоверности, Для этого по команде с пульта 6 управления блок 8 цифровой обработки информации переводится в режим распознавания, а в микро- ЭВМ 11 подается команда на отработку программы имитации режима контроля трубопровода заданной протяженности. при определенной скорости, При этом микро- ЭВМ 11 через формирователь 13 импульсов формирует в определенной последовательности поля дефектов, подлежащих обнаружению и распознаванию. В процессе имитации пробега после аналоговой и цифровой обработки информация о дефектах поступает в блок 9 твердотельной памяти,После завершения имитации режима контроля трубопровода микроЭВМ 11 по команде с пульта 6 управления переводят в режим распознавания дефектов в процессе имитации режима контроля трубопровода.При этом данные о результатах распознава ния с выхода блока 9 твердотельной памятичерез пульт 6 управления поступают в мик- роЭВМ 11. Результаты анализа информации выводятся на цифропечатающее устройство 16, которое выдает протокол ис пытаний (распечатку). По полученным данным распечатки делают заключение о качестве настройки магнитного дефектоскопа-снаряда на распознавание и оценку степени опасности дефектов, а также 15 осуществляют техническую диагностику егоаппаратуры.Предлагаемый способ имитации дефектов в отличие от прототипа предназначен для метрологического обеспечения много канальных дефектоскопов-снарядов, применяемых для контроля заглубленных трубопроводов. Имитатор обеспечивает дефектоскопу-снаряду высокую точность настройки и последующую ее контрольную 25 проверку. Это, в свою очередь, позволяетповысить достоверность распознавания дефектов и объективно оценить техническое состояние магистральных газопроводов, что достигается путем формирования секци онными обмотками топографии магнитныхполей рассеяния дефектов, близкой к топографии полей естественных дефектов, При этом процесс настройки не требует специализированных стендов и может осуществ ляться в любых условиях.Формула изобретенияСпособ имитации Дефектов при на стройке магнитных проходных дефектоскопов, заключающийся в том, что возбуждают секционные обмотки и индуктивно связывают их с индикаторными обмотками преобразователей магнитных проходных 45 дефектоскопов, по сигналам которых судято параметрахдефектов, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности при настройке дефектоскопов с неподвижно закрепленными преобразователями путем 50 осуществления максимально возможнойиндуктивной связи катушек, секционные обмотки располагают на индикаторных обмотках преобразователей магнитных проходных дефектоскопов соосно с ними.551716418 оста витель Г.Жуковаехред М.Моргентал Ко Максими шин исина акто Зака ул,Гагарина, 10 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж 608 Тираж ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5