Электромагнитный дефектометр

О П И С А Н И Е ои 894549ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалнстическикРеспублик(51)М. Кл. 6 01 М 27/90 Гоаудврстеанный квинтет СССР ао делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Куйбышевский электротехнический институт вязиЪ Ш"(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОМЕТР Изобретение относится к средствам контроля физико-механических па. раметров материалов электромагнитными методами и может быть использо" вано для контроля электропроводных материалов и изделий в процессе ска" нирования их вихретоковыми преобразователями.Известен электромагнитный дефектоскоп, содержащий несколько электро- индуктивных преобразователей и .связанный с ними блок логики 1 .Однако точность контроля этим дефектоскопом протяженных дефектов недостаточная, так как преобразователи сгруппированы по направлению, перпендикулярному траектории перемещения контролируемого объекта.Дефекты, ориентированные вдоль этой траектории, неполностью взаимодействуют с указанными преобразователями.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 2электромагнитный дефектометр, содержащий блок вихретоковых преобразователей, связанный с ним блок возбуждения сигналов, соединенные с указанны"ми блоками блок логики, связанный сним счетно-вычислительный блок и подключенный к выходу последнего индикатор параметров дефектов 2,Однако точность измерения параметров дефектов этим дефектометром недостаточная, так как множество преобразователей сгруппировано в основном по дефектно-опасным уцасткам контролируемого объекта и не учитываетсявероятность развития дефектов по непредвиденным направлениям.Блок возбуждения сигналов выполнен в виде задающего и буферного каскадов, тактового генератора и много- Юпозиционного коммутатора-распределителя сигналов по преобразователям впроцессе сканирования контролируемогообъекта. Реакция преобразователя приэтом на незначительные дефекты можетбыть недостаточна на фоне помех иэти дефекты не будут выявлены.Цель изобретения - повышение точности измерения параметров дефектов.Эта цель достигается тем, что блоквихретоковых преобразователей выполнен в виде матрицы, блок возбуждениясигналов выполнен в виде несколькихсоответствующих количеству преобразо-,вателей автогенераторов, узлов выделения одного периода их колебанийи связанных с ними каскадов логики,а индикатор параметров дефектов выполнен в виде мнемонического таблоориентации дефектов и цифровых ука-.зателей их размеров,На фиг. 1 изображена блок-схемаэлектромагнитного дефектометра; нафиг. 2 - эскиз блока преобразователей в виде матрицы из трех .строк иДвух столбцов; на фиг. 3 - блок-схема блока логики; на Фиг. 4 - блоксхема каскада автогенератора.Дефектометр содержит вихретоковыенакладные преобразователи 1-6 объединенные при помощи держателя в блок 7преобразователей, тактовый генератор8, распределитель 9, блоки 10-15 формирования сигналов, мнемоническоетабло 16 ориентации дефектов, блоклогики, блок .18 формирования измерительных импульсов, измерительный блок19, счетно-вычислительный блок 20,цифровые индикаторы 21 размеров дефектов,8 состав блока 17 (фиг. 3) входятсхемы 22-24 совпадения, триггеры 2527, дешифраторы 28-30, Дешифратор 28состоит иэ схем 31-34 совпадения, дешифратор 29 вйз схем 35-38 совпаде,ния, дешифратор 30- из схем 39-43совпадения.блоки 10-15 имеют. одинаковую струк"туру. В каждый из них входят.(фиг.4)управляемый автогенератор 44, узел45 выделения одного периода колебаниясигнала, схема 46 совпадения, счет"чик 47, дешифратор 48, первый одно. вибратор 49, измерительный генера"тор 50, второй одновибратор 51, схема 52 запрета, триггер 53,Преобразователи 1-6 предназначеныдля наведения. вихревых токов .в контролируемом изделии и преобразованияэлектрофиэических свойств материалав электрические сигналы. Использование информации от отдельных групппреобразователей различно, Информа 5 1 о 15 20 25 зо 35 40 45 5 о 55 ция, поступающая от преобразователей1-6, используется для определенияориентации дефектов, а информация,получаемая от преобразователей 1 и2, - для измерения дефектов. Вспомогательные преобразователи 3-6 служат для сигнализации о выходе дефекта из зоны контроля измерительныхпреобразователей 1 и 2, При этом зоны контроля преобразователей из соседних строк не пересекаются. Нуме"рация столбцов идет в направлениисканирования,Тактовый генератор 8 и распреде-литель 9 служат для поочередного возбуждения преобразователей 1-6, чтопозволяет исключить мешающее влияние преобразователей друг на друга.Блоки 10-15 используются для обработки информации, поступающей отпреобразователей, и формирования сигнала логической единицы при наличии дефекта под соответствующим пре-. образователем или сигнала логического нуля при отсутствии дефекта. Табло 16 ориентации дефектов введено в устройство для световой сигнализации о положении дефекта относительно сторон блока 7 преобразователей и автоматического определения направления сканирования,необходимого для проведения измерений. Блок 17 предназначен для формирования сигналов, определяющих ориентацию и расположение дефектов относительно блока 7 преобразователей, и формирования сигнала блокировки при выходе дефекта за пределы зоны контроля измерительных преобразователей. Блок 18 формирования из" мерительных импульсов служит для выделения определенных интервалов времени, используемых для вычисления длины дефекта. Измерительный блок 19 используется для количественной оценки временных интервалов, выделяемых блоком 18 .формирования измерительных импульсов. Счетно"вычислительный блок 20 производит математические операции над числами в соответствии с заданным алгоритмом. Индикаторы 21 размеров дефектов используются для вывода информации о результате измерения дефекта, Триггеры 25-27 совместно со.схемами 22-24 преднаэна" чены для Фиксации участка поверхности контролируемого изделия под преобразователями определенного столбца матрицы, на котором первым появляется894549 изделия) начало дефекта входит в зонуконтроля преобразователя 5. В этомслучае на выходе схемы 31 появляетсясигнал логической единицы. Выход схемы 31, объединенный при помощи схемы 5дефект в данном цикле сканирования.Дешифраторы 28-30 определяют ориентацию дефекта относительно вектораскорости сканирования. Схема 39 совпадения в дешифраторе 30 формируетсигнал блокировки измерений в случаевыхода дефекта из зоны контроля измерительных преобразователей.Управляемый автогенератор 44(фиг. 4) служит для питания вихретокового преобразователя электромагнитной энергией. Узел 45 выделенияодного периода, схема 46 совпадения,счетчик 47, дешифратор 48, первыйодновибратор 49, измерительный генератор 50, второй одновибратор 51,схема 52 запрета, триггер 53 предназначены для допускового измерениячастоты управляемого автогенератора44. Частота колебаний управляемого 30автогенератора 44 коррелирована сосвойствами контролируемого материала. Наличие дефекта под вихретоковымпреобразователем приводит к уменьшению частоты до определенного уровня 1 фи к появлению сигнала логической,еди.ницы на прямом выходе триггера 53.Устройство содержит также дефекты54-69 с различной ориентацией.Число вихретоковых преобразовате- ррлей в блоке 7 преобразователей может быть различно, Наименьшее возможноечисло и = 6.Дефектометр работает следующим образом. ИПредположим, что на контролируемом изделии имеется дефект, ориентация которого совпадает с направлением сканирования. Подобный дефект обоз.начен цифрой 55 (фиг, 2). Последова- цтельное прохождение дефекта 55 под преобразователями 2 и 1 вызовет появление сигнала логической единицы вначале на выходе блока 11 формирования сигнала, а затем на выходе бло"ка 14, Появление этого сигнала приведет к срабатыванию триггера 27, находящегося в блоке 17.Высокий потенциал с прямого выхода триггера 27 подается на стробируемый вход дешифратора 30 и подготавливает к работе схемы 39-43 совпадения. После того, как начало дефекта 55 войдет в зону контроля преобразователя 1, на выходе схемы 39 появится сигнал логической единицы.Сигнал, поступающий от схемы 39 снацала в измерительный блок 19, а .затем в вычислительный блок 20, явбляется командой для определения длины дефекта в соответствии с расстоянием между преобразователями 1 и 2, временем прохождения начала дефекта между преобразователями 1 и 2, временем прохождения дефекта под преобразователем 2 и временем между моментами входа дефекта в зону контроля преобразователя 2 и выхода иэ .зоны контроля вихретокового преобразователя 1.Это позволяет использовать прибор как для автоматического, так и дляручного контроля. В последнем случае к движению руки оператора не предъявляется жестких требований. Не допускается лишь остановка блока 7 преобразователей на измеряемом дефекте. Кроме того, сканирование должно про" изводиться в направлении параллельном строкам преобразователей.Аналогично описанному будет произведено измерение дефекта 69, ориентация которого не полностью совпадает с направлением вектора сканирования. Дефекты 55 и 69 при взаимном перемещении блока 7 преобразователей и иэделия пересекают лишь зоны контроля измерительных преобразователей 1 и 2. Благодаря этому логический блок дает команду на их измерение.При контроле дефектов других типов 54, 56-68 работа устройства проходит по другому, Общим для этих случаев контроля является то, что с выхода схемы 39 совпадения поступает сигнал логического нуля, который блокирует измерительный блок 19 и блок20. В этих случаях информация иэ бло" ка 17 поступает лишь на табло 16 ориентации дефектов. Рассмотрим случай контроля дефектов с различной ориентацией. При на" личии на контролируемом изделии трещины, обозначенной цифрой 54 (фиг. 2), первым сработает триггер 25. Низкий потенциал на инверсном выходе триггера 25 заблокирует схемы 23 и 24 совпадения, Теперь появление сигналавозможно только на одном из выходовдешифратора 28, При дальнейшем движении блока 7 преобразователей (или8945"9 8при прохождении им над дефектами 5469 на табло 16 высвечиваются другиезнаки, соответствующие укаэанным комбинациям,формула изобретения ИЛИ (не показана) с одноименными вы" ходами других дешифраторов, подключается к табло 16 ориентации дефектов. На табло загорится мнемонический знак ",3 " который сообщает оператору, что последующее перемещение блока 7 преобразователей нужно произ" водить параллельно предыдущему сканированию, но блок 7 преобразсзателей . необходимо сместить вверх по направ" ление оси Е, При следующем сканирова" нии, когда дефект 54 переместится в зону контроля измерительных преобразователей 1 и 2, произойдет его измерение.При контроле дефекта 57 (в зависимости от наклона дефекта к направлению сканирования) первыми могут сработать триггеры 25 или 27.Пусть первым сработает триггер 25. Сигнал с его инверсного выхода эаблолирует схемы 23 и 24. При дальнейшем сканировании сигнал на выходе преобразбвателей 2 и 6 будет одновременно равен логической единице, Зто приведет к появлению импульса на выходе схемы 34 совпадения. На световом табло указателя ориентации дефектов загорится мнемонический знак "", который информирует оператора, что последующее сканирование необходимо провести в направлении, перпендикулярном предыдущему.При других возможных комбинациях сигналов преобразователей с блока 7 Злектромагнитный дефектометр, содержащий блок вихретоковых преобраэоо вателей, связанный с ним блок возбуждения сигналов, соединенные с указанными блоками блок логики, связанный с ним счетно-вычислительный блок и подключенный к выходу последнего ин дикатор параметров дефектов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения парамет" ров дефектов, блок вихретоковых преобразователей выполнен в виде матрицы, блок возбуждения сигналов выпол" нен в виде нескольких соответствующих количеству преобразователей автогенераторов, узлов выделения одного периода их колебаний и связанных с ними каскадов логики а индикатор параметров дефектов выполнен в виде мнемонического табло ориентации дефектов и цифровых указателей их раэ" меров. зоИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 526816, кл, 6 01 й 27/86, 1976.2. Патент США М 3816116,кл. 6 01 В 33/12, 1975 (прототип).894549 А. Духами очка оставитель ехред Т, М ектор А. Фер К Тираж 910ИПИ Государо делам изоб5, Москва, Ж