Двухчастотный дефектоскоп (его варианты)

Двухчастотный дефектоскоп (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковяй преобразователь с ниэкочас.тотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке , генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен первым ключом, включе. между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно удвоителйи частоты, вторым ключом и масштё(бным преобразователем , включенными между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивгиощей обмоткой, соединенными последовательно компаратором. опорный вход которого подключен к источнику опорного напряжения и первым формирователем строб-импульса , включенными между выходом низкочастотного генератора и входом упра-вления первого ключа и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем строб-импульса , включенными между выходе генератора низкой частоты и управляющим входом второго ключа. 2. Двухчастотный дефектоскоп, ссщержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генеi ратор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивсиоW ией обмотке, генератор высокой частоты , соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подклю-, ченный к пороговому блоку, отличающийся тем, что, с целью повышения -достоверности контроля, он снабжен вторымгенератором высо00 00 кой частоты, суммирующим усилителем, включенным между выходами генераторов высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, первым формирователем строб-импульса , включенным между выходом генера .тора низкой частоты и управляющим входом первого генератора высокой частоты, и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем строб-импульса, включенными между выходом генератора низкой частоты и входом управления второго генератора высокой частоты, а оба генератора высокой часто.ты выполнены по схеме заторможенного возбуждения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

МЯ) G 01 2 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНий И ОТНР ЫТИй (21) 3513468/25-28 (22) 04.10.82 (46.) 23.01.84. Бюл. М 3 (72) Б.Б.Винокуров, В.В.Гасельник и С.О.Степанов (71) Томский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 620.179.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 588492,„кл. G 01 М 27/90, 1977

2. Лещенко И.Г. Винокуров Б.Б., Золотухин Б.Б. Двухчастотный дефектоскоп для контроля стальной пружинной проволоки.-"Дефектоско- пия". 1977. 9 2, с . 50-54 (прототип).

{54) ДВУХЧАСТОТЙЫЙ ДЕФЕКТОСКОП (ЕГО

BAPHAHTbl). (57) 1. Двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающйми обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к . измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку, о т л и ч а ющ и и с .я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен первым ключом, включенным между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последова- тельно удвоителем частоты, вторым ключом и масштабным преобразователем, включенными между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно компаратором,, SU„„lO A опорный вход которого подключен к источнику опорного напряжения и первым формирователем строб-импульса, включенными между выходом низкочастотного генератора и входом управления первого ключа и соединенными последовательно фазовращателем, и вторым формирователем строб-импуль са, включенными между выходом генератора низкой частоты и управляющим входом второго ключа.

2. Двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключен- Е

O ный.к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и ис- Я точник опорного напряжения, подклю-. ченный к пороговому блоку, о т л нч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повышения .достоверности контроля, он снабжен вторым генератором высокой частоты, суммирующим усилителем, включенным между выходами генераторов высокой частоты и высокочастотной намагничнвающей обмоткой, первым формирователем строб-импульса, включенным между выходом генера тора низкой частоты .н управляющим входом первого генератора высокой частоты, и соединенными последовательно фаэовращателем и вторым формирователем строб-импульса, включенными между выходом генератора низкой частоты и входом управления второго генератора высокой частоты, а оба генератора высокой частоты выполнены по схеме затор- моженного возбуждения.

1068800

Изобретение относится к методам нераэрушающего контроля и может быть использовано для определения дефектов в ферромагнитных материалах и иэделиях.

Известен двухчастотный дефектоскоп, содержащий генератор высокой частоты, низкочастотный генератор, две возбуждающие обмотки вихрето-. кового преобразователя и соединенные последовательно измерительную обмотку, узкополосный резонансный усилитель и измерительную схему 1).

Недостатком известного устройства является неодинаковая чувствительность к дефектам различного типа, что снижает достоверность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухчастотный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низ- кочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пОроговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку 2).

Целью изобретения является повЫщение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается по первому варианту выполнения тем, что двухчастотный дефектоск-.п, содержащий вихретоковый прес ;.:аэователь с низкочастотной и высокочас.тотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку, снабжен первым ключом, включенным между генератором высокой

1 частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными последовательно удвоителем частоты, вторь1м ключом и масштабным преобраэователем, включенными между генератором высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, соединенными. последовательно компаратором, опорный вход которого подключен к источнику оцорного напряжения, и первым формирователем строб-импульса, включеннйми между выходом низкочастотного генератора и входом управления первого ключа, и соединенными последовательно фазовращате лем и вторым формирователем стробимпульса, включенными между выходом генератора низкой частоты и управляющим входом второго ключа.

По второму варианту двухчастот5 ный дефектоскоп, содержащий вихретоковый преобразователь с низкочастотной и-.высокочастотной намагничивающими обмотками и измерительной обмоткой, генератор низкой частоты, О подключенный к низкочастотной намагничивающей обмотке, генератор высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель, подключенный к измерительной обмотке, пороговый блок и индикатор, и источник or.çðíoão напряжения, подключенный к пороговому блоку, снабжен вторым генератором высокой частоты, суммирующим усилителем, включенным между выходами генераторов высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой, первым формирователем строб-импульса, включенным между выходом генератора низкой -частоты и управляющим входом перво25 ro генератора высокой частоты, и соединенными последовательно фазовращателем и вторым формирователем стробимпульса, включенными между выходом генератора низкой частоты и входом

30 управления второго генератора высокой частоты, аоба генератора высокой частоты выполнены по схеме заторможенного возбуждения.

На фиг. 1 представлена блок-схема

35 двухчастотного дефектоскопа по первому варианту исполнения; на фиг.2блок-схема второго варианта двухчастотного дефектоскопа.

Двухчастотный дефектоскоп по

4п первому варианту содержит вихретоковый преобразователь 1, на котором размещены низкочастотная намагничивающая обмотка 2, высокочастотная намагничивающая обмотка 3 н измерительная обмотка 4, генератор 5 низкой частоты, выход которого подключен к низкочастотной намагничивающей обмотке 2, соединенные последовательно генератор 6 высокой частоты и ключ 7, подключенные к высокочастотной намагничивающей обмотке 3, соединенные последовательно.удвоитель 8 частоты, ключ 9 и масштабный преобразователь 10, включенные между выходом генератора 6 высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой 3, соединенные последовательно компаратор 11 и формирователь 12 строб-импульса, включенные между выходом генератора

b0 5 низкой частоты и входом управления ключа 7, соединенные последовательно фазовращатель 13 и формирователь 14 строб-импульса, включенные между выходом генератора 5 низкой частоты и выходом управления

1068800

25

45

65 ключа 9, соединенные последовательно избИрательный усилитель 15, пороговый блок 16 н индикатор 17, подключенные к измерительной обмотке

4, и источник 18 опорного напряжения, выходы которого подключены к компара тору 11 и пороговому блоку 16.

Двухчастотный дефектоскоп по второму варианту содержит .вихретоковый преобразователь 19 (фиг.2) с низкочастотной намагничивающей обмоткой 20, высокочастотной намагничивающей обмоткой 21 и измерительной обмоткой 22; генератор 23 низкой частоты, к выходу которого подключена низкочастотная измерительная обмотка 20, два генератора

24 и 25 высокой частоты, суммирующий усилитель 26, включенный между . выходами генераторов 24 и 25 высокой частоты и высокочастотной намагничивающей обмоткой 21, формирователь 27 строб-импульса, вклю-. ченный между выходом генератора 23 низкой частоты и входом управления генератора 24 высокой частоты, соединенные последовательно фазовраща. .тель 28 и формирователь 29 стробимпульса, включенные между выходом генератора 23.низкой частоты .и управляющим входом генератора 25 высокой частоты, соединенные последовательно избирательный усилитель

30, подключенный к измерительной обмотке 22, пороговый блок 31, индикатор 32 и источник 33 опорного напряжения, подключенный к пороговому блоку 31.

Дефектоскоп по первому варианту работает следующим образом.

Контролируемое ферромагнитное изделие (не показано), помещенное в преобразователь 1 и находящееся с ним в электромагнитном взаимодействии, намагничивается низкочастотным полем (например, 50 Гц), которое создается генератором 5 низкой частоты 3 и намагничивающей обмоткой 2 преобразователя 1. Его амплитуда (800-8000 A/ì )достаточна для нелинейного перемагничивания образца, вплоть до Состояния технического насыщения.

Кроме того, на изделие кратковременно в различные моменты, периодически, синхронно с частотой низкочастотного поля воздействуют двумя высокочастотными полями, частоты которых отличаются в 2 раза (например, 100 и 200 кГц ). Эти поля создаются генератором 6 высокой частоты А и удвоителем 8 частоты, синусоидальное напряжение с выхода которых (соответственно 100 и

200 кГц ) через ключи 7 и 9 посту- . пают на высокочастотную намагничивающую обмотку 3 преобразователя 1.

-. Причем, полем более низкой частоты (100 кГц ) воздействуют в моменты времени, лежащие в интервале от точки перехода низкочастотного поля через ноль до момента, сортветствую-. щего коэрцитивной силе на динамической кривой намагничивания. A полем более высокой частоты(200 кГц)в моменты, когда мгновенные значе ния низкочастотного поля максимальны.

Выбор требуемого момента воэдейt0 ствия обеспечивается применением двух задающих цепей. Одна иэ них состоит из компаратора 11 и форйирователя 12 строб-импульсов, другая— иэ фазовращателя 13 (выполненного, например, по схеме интегрирующего усилителя ), обеспечивающего 90О сдвиг, и формирователя 14 строб-импульсов. Опорные напряжения для этих цепей снимаются с второго выхода генератора 5 низкой частоты, а выходные импульсы напряжений небольшой длительности (не менее 200 мкс для укаэанных частот ) управляют соответственно работой ключей 7 и 9. Изменением величины опорного напряжения на управляющем входе компаратора 11, которое .снимается с источника 18 опорных напряжений, можно регулировать и выбирать нужный момент воздействия.

При этом в результате одновременного воздействия сильного низкочастотного и слабого высокочастотного магнитных полей на выходе измеритель ной обмотки 4 преобразователя 1 фор35.мируется сложный спектр, содержащий различные компоненты низкочастотного и высокочастотного спектров. Так, для воздействующих частот 50 Гц и 100 кГц в первый момент воздействия. высокочастотный спектр содержит. первую (100 кГц ), вторую (200 кГц), третью (300 кГп) и т.д. гармоники.

Для частот 50 Гц и 200 кГц первая, вторая, третья и т.д. гармоники имеют соответственно 200, 400, 600 кГц и т.д. ЭДС, снимаемая с измерительной обмотки 4, усиливается избирательным усилителем 15, имеющим частоту настройки высокочастотного поля с более высокой частотой (200 кГц), Таким образом, для одного высокочастотного поля (100 кГц ) и в момент его воздействия с помощью избирательного усилителя анализ проводится во второй гармонике, для другого же †. (200 кГц) и в момент его воздействия — по первой гармонике. Таким образом, совместный анализ высокочастотного сигнала по различным компонентам его спектра обеспечивает выявление продольных (по 1-й

Гармонике ), поперечных (по четным гармоникам, например, по 2-и )и промежуточных, в том числе локальных и объемных дефектов. Пороговый блок 16 в сочетании с источником 18 .

1068800 опорных напряжений и индикатором 17: позволяет проводить разбраковку изделий на заданном уровне.

Для выравнивания (или задания. оп» ределенното соотношения ) уровней сигналов, приведенных к выходу избирательного усилителя 15 между ключом 9 и высокочастотной намагничивающей обмоткой З.включен масштабный преобразователь 10.

По второму варианту дефектоскоп работает следующим образом (Фиг.2 ).

Контролируемое ферромагнитное изделие, помещенное в преобразователь 19 и находящееся с ним в электромагнитном взаимодействии, намагничивается низкочастотным полем (например, 50 Гц ), которое создается генератором 23 низкой частоты и намагничйвающей обмоткой 20 преобразователя 19. Его амплитуда (8008000 A/м) достаточна для нелинейного перематничивания образца, вплоть до состояния технического насыщения.

Кроме того, на изделие кратковременно, в различные моменты, периодически, синхронно с частотой низкочастотного поля воздействуют двумя высокочастотными полями, частоты которых отличаются в 2 раза (например, 100 и 200 кГц). Эти поля создаются генераторами 24 и 25 высокой частоты заторможенного возбуждения, напряжение а выхода которых (соответственно 100 и 200 кГц) через соответствующие входы суммирующего усилителя 26 поступают на высокочастотную намагничивающую обмотку

21 преобразователя 19. Причем полем более низкой частоты (100 к .:,) воздействуют в моменты времени перехода низкочастотного поля через ноль, а полем более высокой частоты (,200 кГц) — в моменты, когда мгновенные значения низкочастотного поля максимальны.

Выбор требуемого момента воздей- ствия обесйечивается применением двух задающих цепей. Одна из них состоит из формирователя 27 строб импульсов, другая - иэ Фаэовращателя

28, обеспечивающего 90 сдвиг ., и формирователя 29 строб-импульсов.

Опорные напряжения для этих цепей

5 снимаются с второго выхода генератора 23 нивкой частоты, а выходные импульсы-.напряжений небольшой длительности (не менее 200 мкс для укаэанных частот ) управляют соответ)Q ственно работой генераторов 24 и 25 высокой частоты заторможенного возбуждения, включая их в работу на время прохождения управляющего импульса.

ЭДС снимается с дифференциальной иэмер тельной обмотки 22, усиливается избирательным усилителем 30, имеющим частоту настройки высокочастотного поля с более высокой частотой (200 кГц ).

Следовательно, для одного высокочастотного поля (100 кГц ) и в момент его воздействия с помощью избирательного усилителя анализ проводится по второй гармонике, для другого же (200 кГц)-и в момент его воздействия — по первой гармонике.

Пороговый блок 31 в сочетании с источником 33 опорных напряжений

30 и индикатором 32 позволяет проводить разбраковку иэделий на заданном уровне.

Для выравнивания (или задания опрЪделенного соотношения ) уровней

35 сигналов, приведенных к выходу избирательного усилителя, суммирующий усилитель 26 имеет регулировку коэффициента усиления по обоим каналам.

Таким образом, в пределах каждого низкочастотного цикла осуществляется контроль как по первой гармонике (контроль продольных деФектов), так и по второй гармонике (контроль поперечных, локальных и объемных дефектов).

Фиа1

Фиа 2

Составитель Ю.: Глазков

Редактор P. Цицика Техред В.Далекорей Корректор О. Тигор

Заказ 11453/38 Тиран 823 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская иаб., д. 4/5

° Ю

Филиал ППП "Патент", r. Умкород, ул. Проектная, 4