Электромагнитный дефектоскоп

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВЧОРСКОЯУ С ЯЛКЯВУСфез Сфветскнх Сфциалнстических Ресеублик(61) Дополнительное к авт. сеид-вулР1 И 27/90 22) Заявлено 2205,78 (21 2622557/.25-2 арственнцй комнте СССРаелам нзобретеннб открытнй присоединением заявки ЙУПриорит етпубликфваиф 070981, Бюллетень 49 ата опубликования описания 0709,81 ДК 620 179 08 гб 20.191. 088.8) г"Аее,Ф ",- /кин,незх.Ънайени рсеючева ./ . й институт исимов, Ю.П. Павл нко и В.И.; Сро и днепродзержинский ордена .Трудовогоиндустриальный институт имени М.Й.и украинский научно-нсследовательскметаллов 1) Заявител ЕФЕКТОСЕОП 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТН 1 2Изобретение относится к сРеДстваМ Однако это Устройство обладает неразрушающего контроля и предназна-невысокой помехоустойчивостью,.так чено для использования в металлурги как определение дефекта происходит ческой промышленности, в.частности в. по сигналу .преобразователя;.отобра-. поточных линиях прокатных цехов для . женному на комплексной плоскости. контроля качества поверхности прока- Наиболее близким техническим рета ферромагнитных материалов. шением к изобретению:является электроИзвестен электромагнитный дефек- магинтнйй дефектоскоп,.содержащйй тоскоп содержащий анализатора снг- ,последовательно соединенные генера.Ф16налов по амплитуде и преобразователь, тор, внхретоковый преобразователь., реагирукщий на нормальную к поверх-детектор, анализатор сигналов по ности изделия составляющую потока: длительности и выходной блок 93электромагнитного поля Г 11 Недостатком этого дефектоскопаОднако выявлению трещин изэест- : является, невысокая помехоустойчивость, ныы,дефектоскопом препятствует 13 при удочках по мзделив и -иадичи наличие на контролируемом изделии . структурах неодаородностей,.В этом участков с поверхностным обеэугле- случае величин енгнела преобраэфва роживанием и наклепом.теля, вызванного наличием указанинхИзвестен другой электромагнитныйпомех,. фвжет быть. соизмерима е велидефектоскоп, содержащий усилитель 20 чиной сигнала, характеризующей бранапряжения н усилитель тока с двумя . ковочиый признак эделик. Идентичными каналами, в одномиз , Цель изобретения - повышение йо которых находится Фазосдвитающая . мехоустойчивости прн дефектоекопин ячейка н два одинаковых усилителя. . трещин Ферромагнитных материаиов тока и преобразователь, реагируктхий 25 поставленная цель достигается на тангенциальную по отношению к .тем,.что анаяизатор.сигналов.по ддйповерхности контролируемого иэделия: телвиости выполнен в виде последо составляющую электромагнитного поля, вателвно соединенных амплитудноюе которая имеет различный знак по од- . дискриминатора, двоичногосчетчика, ну л другую сторону деФекта 2 . 30 .первого ждущего мулвтйвибратора и,схемы совпадения, выход которой соединен с выходным блоком, последовательно соединенных задатчика времени интервалов, вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, и второго ждущего мультивибратора, выход которого соединен свходом сброса двоичного счетчика идругим входом схемы совпадения, ипреобразователя скорости сканирования, соединенного электрически с управляющим входом задатчика временныхинтервалов, а кинематически -с вихретоковым преобразователем.На Фиг. 1 изображена структурнаясхема электромагнитного дефектоскопа . на Фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие процесс обнаружения трещины;на фиг. 3 - эпюры сигналов, характеризующие отстойку от однократногоудара; на фиг. 4 и 5 - эпюры сигналов, характеризующие отстройку от 2 Опомеси,Электромагнитный дефектоскоп содержит последовательно соединенныегенератор 1, вихретоковый преобразователь 2, детектор 3, анализатор 4сигналов по длительности и выходной.индикатор 5 (схему регистрации, сигнализации и дефектоотметки), анализатор 4 выполнен в виде последователь.но соединенных амплитудного дискриминатора 6, двоичного счетчика (триггера) 7, счетный вход которого соединен с выходом дискриминатора б,первого ждущего мультивибратора(одновибратора) 8 и схемы 9 совпадения, выход которой соединен с индо- З 5катором 5, последовательно соединенных задатчика 10 временных интервалов, .вход которого соединен с выходомдискриминатора 6 и второго ждущегомультивибратора (одновибратора) 11, 40выход которого соединен с входомсброса счетчика 7, и другим входомсхемы 9 совпадения и преобразователя12 скорости сканирования, соединенного электрически с управляющим входом задатчика 10, а кинематическис преобразователем 2. Дискриминатор6 может быть настроен на несколькоуровней сигнала (выгодное", "бракфи т.п.). Сигналы с выходов дискриминатора поступают, также на входы индикатора 5 схемы разбраковки.Дефектоскоп работает следующимобразом.Генератор 1 питает возбуждающуюобмотку (на чертеже не показана) Ыпреобразователя 2, в связи с чемв контролируемом иэделии возникаютвихревые токи, плотность распределения которых на бездефектном участкеповторяет конфигурацию преобразова- фтеля 2, Баланс выходного сигналапреобразователя 2 не нарушен, на выходе преобразователя 2 будет нулевойсигнал. При сканировании трещины впоперечном относительно ее протяжен- д ности направлении контур вихревых токов рассекается на два, баланс преобразователя нарушается и на его выходе формируется (см. Фиг, 2) сигнал 13 в виде. двух максимумов ЭДС О 2 временное распределение В, которых для выбранной скорости сканирования постоянно и определяется в основном конструктивными параметрами преобразователя 2.Сигнал 13 разбаланса О 2 преобразователя 2 усиливается и детектируется детектором 3, на выходе которого выделяется огибающая сигнала 14/ напряжение 03 , которое подается на дискриминатор 6 анализатора 4. В зависимости от установленных категорий качества и браковочных норм дискриминатор 6 анализатора 4 определяет характеристику зарегистрированного дефекта и формирует по минимальному. пороговому значению ограничения Оо импульсы 15. 04 одновременного запуска по счетному входу счетчика 7, эадатчика 10 временных интервалов и индикатора 5 схемю разбраковки по категориям качества и дефектоотметки.Счетчик 7 запустится передним фронтом первого импульса 15 04 по счетному входу и опрокинется в исходное состояние вторым импульсом 15 04. Задним фронтом импульса 16 05 счетчика 7 запустится ждущий мультивибратор 8 и откроет импульсом 17 06 один вход схемы 9 совпадения. Одновременно с запуском счетчика 7 первым импульсом 15 04 запустится эадатчик 10 временных интервалов с (эпюра 18), При изменении скорости сканирования время йс корректируется преобразователем 12 скорости сканирования. Задним Фронтом импульса 18 09 задатчика 10 запускается ждущий мультивибратор 11, импульс 19 010 которого подается на логический вход "установка нуляф сетчика 7 и схему 9. На выходе схемы 9 совпадения появится импульс 20 07 запуска индикатора 5 схеьы разбраковки и дефектоотметкиИндикатор 5 в зависимости от уровня сигнала 15 04 с дискриминатора 6 включит соответствующие сорту или браку систеьн регистрации, сигнализации, записи, дефектоотметки и праТаким образом, дефект типа трещин будет. зарегистрирован, так как сигнал 20 является разрешакщим и открывает входы индикатора 5.Регистрация преобразователем 2 однократного удара и принцип отстройки от подобной помехи иллюстрируется эпюрайи (см. Фиг. 3); При ударе ,по контролируемому изделию, особенно по ферромагнитному, преобразователь .2 регистрирует .сигнал 2. Частотный спектр сигнала 21 02 существенно862057 5отличается от питающего преобразователь гармонического напряжения гене-,ратора 1. Усиленный и преобразован- ный в огибающую 22 в детекторе 3сигнал 03 поступит в дискриминаторб, на выходе которого сформируетсяимпульс 23 04. Передним фронтомимпульса 23 одновременно запустятсятриггер 7 и задатчик 10Сигнал 23также поступит на вход индикатора 5,.Триггер 7 передним Фронтом сигнала23 04 опрокинется по счетному входуи будет находиться в ждущем состоянии(сигнал 24) до тех пор, пока задатчик 10 не выработает импульс 25 09,заданной длительности й и не запустит ждущий мультивнбратор 11, выходной импульс 26 010 которого своимзадним Фронтом опрокинет триггер 7 пологическому входу "установка нуляф.Сформированный триггером 7 импульс24 запустит ждущий мультивибратор 8, 20но его импульс 27 Об по времени,появится после окончания импульса 26010 ждущего мультивибратора 11, поэтому схема 9 совпадения не сработаети.не пропустит на вход индикатора р 55 поступивший на ее вход от дискриминатора б импульса 23 в качествеполезного сигнала.Таким образом, сигнал 21 помехипри ударе не будет зарегистрирован,так как разрешающего сигнала на выходе схемы 9 не будет, что видноиз эпюры 28,На фиг. 4 представлены случаирегистрации. преобразователем двухмаксимумов ЭДС от каких-либо мещающих Факторов. (покальные структурныенеоднородности, края изделия, многократные удары и пр.), распределенных по времени больше или меньшеинтервала сп междумаксимумами ЭДС 40над трещиной.При.приближении преобразователя2 к краю изделия, а затем удаленииот него, выходное напряжение преобразователя 2 будет промодулировано, 5в. результате чего с преобразователя2 будет снят сигнал 29 помехи 02.После усиления и детектирования де-.тектором 3 огибающая сигнала 30помехи 03 поступит на вход дискрими- ,рнатора 6 и, если амплитуда сигнала30 превысит минимальный порог ограничения Оа, на выходе дискриминатораб сформируется два импульса 31 04.Первый импульс 31 передним фронтомпереведет в ждущее состояние триггер7, запустит эадатчик 10 временныхинтервалов н поступит на вход индикатора 5 схеьы разбраковки и дефек- .тоотметки, По длительности рассматриваемый сигнал 29 помехи продолжительнее двух предыдущих случаев,т,е. регистрации трещины и отстройкиот однократного удара или локально-.го поверхностного дефекта. Поэтомутриггер 7 вернется в исходное состоя-ф ние по логическому входу "утсановкануля" и задним фронтом своего импульса 32 05 запустит ждущий мультивибратор 8 только после того, какэадатчнк 10 временных интерваловсгноим импульсом 33 09 заставит сработать ждущий мультивибратор 11,который задним фронтом импульса 34010 опрокинет триггер 7 (эпюра 32).Поскольку одновибратор 8 срабаты-вает после окончания импульса 34 одновибратора 11, то схема совпадения9 не откроется (поэ. 36) .и не выдасткоманду индйкатору 5 для регистрациипомехи в качестве полезного сигнала.Второй цикл срабатывания всей схемыдефектоскопа от второго импульс." 1помехи 04 аналогичен вьздеописанному.Таким образом,. произойдет отстройкаблока 5 от сигнала помехи с временным соотношением с между двумя максимумами ЭДС большим, чем для трещины.На фиг, 5 приведен случай, когдавременное соотношение между двумямаксимума ЭДС сигнала помехи меньше, чем для трещины. На практикеподобная ситуация возникает, например, при многократных ударах,при наложении удара налокальный дефект и т.д. Продолжительность сигнала помехи при ударе, особенно по ферромагнитному изделию, зависит от места приложения, направления, от силы удара. Длительность сигнала помехи .от ударов в установившемся. технологическом потоке производства обычно меньше полезного сигнала от недопустимого деФекта трещины. Промодулированное ударом по амплитуде и частотноискаженное напряжение преобразователя 2 в виде сигнала 37 помехи 02 с двумя максимумами ЭДС,но распределенными ближе, чем для трещины, поступаетна детектор 3. После усиления и детектирования в детекторе 3 сигнал 38 в виде огибающей 03 ограниченный на уровне Оо, соответствующем минимальному порогу регистрации недопустимого дефекта, преобразуется дискриминатором б в два импульса 39 04. Первый импульс 39 запустит по счетному входу триггер 7 (эпюра 40), эадатчик 10 временных лнтервалов ,(эпюра 41) и поступит на вход инди катора 5 схемы разбраковки и дефек.тоотметки. Поскольку длительность йп между импульсами 39 04 меньше длительности импульса 41 эадатчика 10, то триггер 7 по счетному входу опрокинется в исходное состояние вторым импульсом 39 04, запустит ждущий мультивкбтатор 8, который сФормирует импульс 42 06 и поставит в ждущее состояние на время действия импульса 42 схему 9 совпадения. Спустя время с -(сигнал 40) задатчик 10 задним фронтом своего импульса 09 запустит одновибратор 11, импульс 43 которого 010 по времени несовпадает .с импульсом 42 06. Поэтому схема 9 совпадения не откроется. Индикатор 5 схемы разбраковки и дефектоотметки будет закрыт и регистрации сигнала 37 не произойдет.Таким образом, помеха не зарегистрируется как полезный сигнал.Положительный эфффект от использования настоящего изобретения заключается в повышении помехоустойчивости в условиях поточного контроля ферромагнитных изделий и в повыаении точ ности при выявлении дефектов типа трещин при наличии структурных неоднородностей.Формула изобретенияЭлектромагнитный дефектоскоп,. содержащий последовательно соединенныегенератор, вихретоковый преобразователь, детектор, анализатор сигналовпо длительности и выходной:блок,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения помехоустойчивостипрн дефектоскопии трещин, анализаторсигналов по длительности выполнен ввиде последовательно соединенных амплитудного дискриминатора, двоичного счетчика, первого ждущего мультивибратора и схема совпадения, выход которой соединен с выходным блоком, последовательно соединенных задатчика временных интервалов, вход которого соединен с выхадом амплитудного дискриминатора, и второго ждущего .мультивибратора, выход ко-. торого соединен с входоМ сбраСа двоичного счетчика и другим входом схемы совпадения, и преобразователя скорости сканирования, соединенного электрически с управляющим входом задатчика временных интервалов, а кинематически с вихретоковым преобразователем..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Дорофеев А.Л. Электроиндуктивная дефектоскопия М., фМашиностроение", 1967, с. 173.2. фДефектоскопияф, 1970, В 2, с. 32-39.3. Авторское свидетельство СССР В 492797, кл. С 01 й 27/86, 1974, (прототип).862057 лвеви уи ЬМс Редактор С. Тит 3 6535/39 Тираж 907 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и.открцтиЯ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., одписиСР П "Патент", г. ужгород, ул. Проектна филиа ставитель А. Мхред М, Голинк еев Корректор Л. Иван