Устройство для магнитографической дефектоскопии

(23) Приоритет вф делам нзобретеннй н втврытийОпубликовано 07,03.83. Бюллетень9 Дата опубликования описания 09,03,83(72) Авторы изобретения И.ХХусанов и Н.И, Егорычев Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИАГНИТОГРАФИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИИзобретение относится к неразрушающему контролю металлических изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов при магнитографическом контроле стальных иэделий иих сварных соединений,Известен электронный регистраторк магнитографическому дефектоскопу,содержащий многоканальный анализаторсигналов сканирующего преобразователя оподключенный к выходу анализатораузел записи и связывающий их узелсинхронизации 1.Недостатками известного регистратора являются громоздкость коммутатора - синхронизатора, невозможностьвоспроизведения полутоновых изображений магнитных отпечатков полей дефектов. Кроме того, запись диаграммымаксимальных значений сигналов вос- гопроизведения не позволяет определитьглубину залегания дефектов и их величину вне зависимости от глубины залегания и не дает полного представления о форме исходных сигналов, чтоприводит к снижению информативности идостоверности результатов контроля,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для магнитографи"ческой дефектоскопии, содержащее соединенные последовательно узел поперечно-построчного считывания отпечатков полей дефектов с магнитной лентысо считывающим магниточувствительнымдатчиком, электронный анализатор иузел записи сигналов на электрохимическую бумагу с записывающими электродами, выполненными в виДе рычагов,установленных с возможностью маятникового качания2,Однако отсутствие возможности определения глубины залегания обнаружи.ваемых дефектов и однозначного определения их величины вне зависимостиот глубины залегания снижает достоверность и объективность получаемойинформации. Так, например, дефектыбольшей величины, но при большей глу48 3 10029 бине их залегания относительно контролируемой поверхности изделия, могут давать сигналы, равные по амплитуде сигналам от дефектов меньшей величины, но расположенных ближе к указанной поверхности.Целью изобретения является повышение достоверности контроля.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено многоканаль р ным частотным анализатором с числом каналов не менее трех и непрерывно- последовательно распределенными по каналам селекции амплитудно-частотными характеристиками, входы каналов объединены и подключены к выходу, электронного анализатора, а выход каждого из каналов соединен с одним из электродов узла записи сигналов.При этом электронный анализатор выполнен многоканальным с числом каналов, равным числу каналов в многоканальном частотном анализаторе, каждый из каналов настроен на одну из четных гармоник сигнала, входы всех каналов обьединены и подключены к считывающему магниточувствительному датчику, а выходы - к соответствующим входам каналов многоканального частотного анализатора.Прицем считывающий магнитоцувствительный датчик узла поперецно-построчного считывания отпечатков полей дефектов с магнитной ленты выполнен многоэлементным с заданными рабочими зазорами между элементами, а каж- уЗ дый элемент датчика через соответствующий канал электронного анализатора подключен к входу соответствующего канала частотного анализатора. 40На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для магнитографицеской дефектоскопии; на фиг. 2 - то же, в случае использования многоканального анализатора; на фиг. 3 - то же, при использовании многоэлементного датчика; на фиг, 4 - функции зависимости амплитуды и длительности сигналов от глубины залегания дефектов; на фиг. 5 - полосы пропускания каналов частотной селекции для трех участковУстройство содержит соединенные последовательно узел 1 поперечно построчного сцитывания отпечатков полей дефектов с магнитной ленты 2 со сци- фф тывающим магниточувствительным датчиком 3, электронный анализатор 4, состоящий иэ последовательно соединенных полосового усилителя 5 и детектора 6, переклюцатель 7, частотныйанализатор 8, состоящий из трех каналов, выполненных в виде последовательно соединенных селекторов 9-11,усилителей 12-14, с заданными амплитудно-частотными характеристиками, потенциометров 15-17, измерительных механизмов 18-20 и рычагов 21-23 с электродами 24-26, узла записи на электрохимическую бумагу 27,Дополнительно к выходу электронного анализатора 4 подключены соединенные последовательно усилитель 28с рычагом 29 и записывающим электродом 30 для регистрации изображениямагнитного отпечатка дефекта в плане.На электрохимической бумаге 27 изображены сигналограммы 31 и 32.Устройство при использовании многоканального электронного анализатора содержит соединенные последовательно узел 33 поперечно построчногосчитывания отпечатков полей дефектов со считывающим магниточувствительным датчиком 34, многоканальный электронный анализатор 35, состоящий изтрех каналов, каждый из которых выгполнен в виде соединенных последовательно полосовых усилителей 36-38,настроенных на разные четные гармоники, и детекторов 39-41,Выходы многоканального электронного анализатора через переклюцатель 42 подключены к многоканальномучастотному анализатору 43 и к узлу 44записи сигналов на электрохимическрбумагу, выполненному аналогично фиг,1и содержащему,три потенциометра 4547, усилители 48-50 электроды 51-53с рычагами и усилитель 54 для регистрации иэображения магнитного отпечатка дефекта в плане.При использовании в .устройствемногоэлементного датчика 55 каждыйэлемент датчика 55 подключен к соответствующему входу полосовых усилителей 56-58 электронного анализатора 59 и соответственно через детекторы 60-62 к переключателю 63.Работа устройства основана на том,что с увеличением глубины залеганиядефекта амплитуда сигнала от негоэкспоненциально снижается, а длительность сигнала монотонно возрастает1 фиг, 4),где 1 - глубина залегания дефектов;А - амплитуда сигнала;Г - длительность сигнала;5 10029 1,1 щ - зоны по толщине контролируемого изделия;ОД 8,2.- кривые. зависимости амплитудысигнала от глубины залегания дефекта, расположенныев порядке возрастания величины ( диаметра ) дефекта;1О,Д,3,- кривые зависимости длительности сигнала от глубины залегания дефектов. 10С увеличением размера дефекта кривые фиг. 4 ) зависимости параметров сагналов от глубины залегания дефектов располагаются близко одна над другой, причем характер этих зависи мостей остается практически неизменным.Частотный анализ заключается в том, что весь диапазон длительностей сигналов от дефектов, залегающих на раз личной глубине от минимальной до максимальной), делится на ряд поддиапазоною ( по меньшей мере на три подди. апазона), для каждого из которых с помощью системы активных Фильтров 25 верхних и нижних частот, а также полосовых Фильтров обеспечиваются раз-. дельные каналы частотной селекции с заданными полосами пропускания ( фиг.5 где- частота сигнала;30коэффициент усиления канала; й,ь,Ы -полосы пропускания каналови цТселекции для зон 1, 11, 111.Таким образом, через каждый из каналов селекции с заданной амплитудно-частотной характеристикой могут проходить сигналы только одного.поддиапазона длительностей от тех дефектов, которые залегают в определенной зоне ( 1, 11, 111) толщины контролируемого изделия. Кроме того, в каждом канале частотного анализатора предусмотрена амплитудна . коррекция сигналов, позволяющая определять величину дефектов вне зависимости от глуби 45 ны их залегания. Устройство для магнитографической дефектоскопии работает следующим образом,Магнитную ленту 2 с записью и электрохимическую бумажную ленту 27 заправляют в лентопротяжный механизм и включают привод узла считывания (не показан). При этом рычаги, несущие на своих концах магниточувствительный датчик 3 и записывающий электрод 30 (соответственно), начинают синхронно качаться поперек протяги 48 6ваемых с одинаковой скоростью лент 2и 27, осуществляя соответственно поперечно-построчное воспроизведениемагнитограммы и запись сигналов на соответствующей дорожке электрохимической бумажной ленты 27,Электрические сигналы с датчика 3поступают на вход полосового усилитЕля 5, с выхода которого, пройдячерез детектор 6, поступают на входусилителя 28 низкой частоты. С выхода усилителя 28 сигнал передается назаписывающий электрод, предназначенный для регистрации на бумажной ленте 27 полутонового. изображения 31магнитных отпечатков полей дефектовв плане,Одновременно с этим, сигналы воспроизведения с выхода детектора 6,пройдя через переключатель 7, поступают на общий вход параллельных каналов селекции частотного анализатора 8, Сигнал от дефекта, пройдя черезодин из селекторов 9-11, полосе пропускания которого соответствует егодлительность, передается на вход соответствующего усилителя. 12-14низкой частоты, являющегося продолжением данного канала частотной селекции и имеющего заданные амплитудночастотную характеристику и коэффици"ент усиления, предварительно установленный с помощью потенциометров 117 соответственно. С выхода одногоиз усилителей сигналы от дефекта передаются на поляризованный магнитоэлектрический механизм, на оси которого укреплен маятниковый рычаг 2123 с соответствующим данному каналу селекции записывающим электродом 24-26, Электроды 24-26 предназначены для регистрации на одной из дорожек электрохимической бумажной ленты 27 диаграммы максимальных значений сигналов от дефекта, залегающегов верхней, в средней или в нижнейчасти толщины контролируемого изде,лия, Высота диаграммы отградуированапо величине ( вертикальному размеру )дефектов. При работе устройства для магнитографической дефектоскопии, выполненного по второму варианту, сигнал от дефекта со считывающего магниточув" ствительного датчика 34 поступает на общий вход полосовых усилителей 36- 38, настроенных, например, на вторую, четвертую и шестую гармоники тока возбуждения датчика 34. С выходов10029усилителей 36-38 сигнал от дефекта.через детекторы 39-41 соответственнои переключатель 42, передается одновременно на входы частотного анализатора 43 с заданными амплитудночастотными характеристиками и полосами пропускания, При этом сигнал отдефекта проходит только через татканал частотной селекции, полосе пропускания которого соответствует его 1 рдлительность,Настройка полосовых усилителей 3638 на разные четные гармоники облегчает разделение тракта воспроизведения на каналы частотной селекции иисключает возможность попадания сигналов одного канала селекции в другой, поскольку их полосы пропусканияв данном случае разнесены друг от друга со значительными частотными интер-валами.Пройдя через свой канал селекции,сигнал от дефекта, как и в первом варианте, поступает на вход соответствующего усилителя 48-50 низкой часто-ты, с выхода которого сигнал передается на один из поляризованных магнитоэлектрических механизмов, являющийся приводом для соответствующегомаятникового рычага с записывающимэлектродом 51-53 соответственно. Приэтом на соответствующей дорожке электрохимической бумажной ленты осуществляется регистрация диаграммы величины дефекта, находящегося на определенной глубине. 35Как уже упоминалось амплитуда сигнала от дефекта снижается по мереувеличения глубины его залегания, Одновременно с настройкой полосовогоусилителя на гармонику более высокой 40частоты (4-ая, 6-ая и т.д.) происходит затухание амплитуды сигнала отодного и того же дефекта. Этот эффектиспользован в предлагаемом вариантеустройства и обеспечивает дополнитель ную коррекцию амплитудно-частотнойхарактеристики сигнала (выравниваниеамплитуды сигнала от дефектов, залегающих на разной глубине),В устройство для магнитографической дефектоскопии, выполненном по третьему варианту (фиг. 3) для считывания магнитной записи с ленты применена система датчиков 55 (микроферрозондов), в каждом из которых выбрано разное расстояние (рабочий зазор) между парами элементов ( полузондов ) с таким расчетом, что микроферрозонд с минимальным расстоянием между элементами лучше реагирует на магнитные отпечатки полей дефектов, залегающих на малой глубине, микроферрозонд со средним расстоянием между элементами - на поля дефектов, залегающих в средней части толщины контролируемого изделия, и микроферрозонд с большим расстоянием между элементами ( полузондами) - на поля дефектов, залегающих на значительной глубине.В процессе считывания магнитной за. писи сигнал от дефекта с каждой пары элементов, т.е. с каждого микроферрозонда, поступает на вход соответствующего полосового усилителя 56-58 с выходов которых через детекторы 60- 62 соответственно и через переключатель 63 сигнал от дефекта одновременно поступает на выходы каналов частотной селекции Пройдя через один из каналов селекции, полосе пропускания которого соответствует длительность, сигнал от дефекта как и в первых двух вариантах, направляется на вход усилителя низкой частоты, с выхода которого - на поляризованный измерительный механизм соответствующего маятникового рычага с записывающим электродом ( соответственно) для регистрации диаграммы величины дефекта на соответствующей дорожке электрохимической бумаги, по которой определяется глубина залегания данного дефекта.Изобретение обеспечивает. высокую достоверность результатов контроля путем повышения полноты и надежности информации о дефекте, благодаря возможности однозначного определения его величины независимо от глубины залегания, а также определения глубины залегания дефекта,Формула изобретения1. Устройство для магнитографической дефектоскопии, содержащее соединенные последовательно узел поперечно-построчного считывания отпечатков полей дефектов с магнитной ленты со считывающим магнитонувствитель - ным датчиком, электронный анализатор и узел записи сигналов на электро- химическую бумагу с записывающими электродами, выполненными в виде рычагов, установленных с возможностью маятникового качания, о т л и ц а ю48 1 Осчитывающему магниточувствительномудатчику, а выходы - к соответствующимвходам каналов многоканального частотного анализатора.3. Устройство по пп1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что считывающий магниточувствительный датчик выполнен многоэлементным с заданнымирабочими зазорами между элементами, акаждый элемент датчика через соответствующий канал электронного анализатора подключен к входу соответствующегоканала частотного анализатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 688876,кл. 6 01 й 27/82, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2755320/25-28,кл. С 01. й 27/90, 1979 (прототип),9 10029 щ е е с я тем, что, с целью повешения достоверности контроля, оно снабжено многоканальным частотным анализатором с числом каналов не менее трех и непрерывно-последовательно рас- пределенными по каналам селекции амплитудно-частотными характеристиками, входы каналов объединены и подключены к выходу электронногоанализатора, а. выход каждого из каналов соединен с р одним из электродов узла записи сигналов.2. Устройство .по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем,. что электронный анализатор выполнен многоканальным с числом каналов, равным числу каналов в многоканальном частотном анализаторе, каждый из каналов настроен на одну из четных гармоник сигнала, входы всех каналов объеденены и. подключены к/Ю Составитель О. ГлазТехреВ А. Бабинец Бобкова акто В акаТираж 8 дарстве изобре Госу делам Москв тного коений иРаушскеиУжгоро Корректор Е. РошкоПодписное