Устройство для вихретокового контроля

Устройство для вихретокового контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлических изделий вихретоковым методом. Целью изобретения является повышение точности контроля. В выходном сигнале преобразователя 5 частоты присутствуют высшие гармоники. Это напряжение поступает на входы синхронных детекторов 6 и 10, на выходах которых вьщеляются постоянные составляющие сигнала, поступающие на первые входы ключевых элементов 7, 11, на вторые входы которых поступает напряжение с выходов регулируемых источников 13, 14 постоянного напряжения. Выходные напряжения ключевых элементов 7, 11 формируются в результате коммутации входных напряжений, и их можно рассматривать как сумму двух последовательностей импульсов, сдвинутых на Т/2 с амплитудой импульсов, определяемой уровнем входных напряжений , где Т - период коммутации. Полосовые фильтры 8, 12 вьщеляют постоянные составляющие выходных сигналов элементов 7, 11, которые обусловлены остаточным небалансом вихрётокового преобразователя. Регулируя напряжения источников 13 и 14, добиваются компенсации этого напряжения. 2 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5D 4 С 01 N 27/90

М(".г«- ..-- .-,-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 146392/25-28 (22) 09.09.86 (46) 07,03,88. Бюл. У 9 (7 1) Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко и Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им.Г.В.Карпенко (72) В.Н.Зыбов, А.Я.Тетерко и В.Н.Учанин (53) 620. 179. 14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1308886, кл. G 01 N 27/90, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлических изделий вихретоковым методом.

Целью изобретения является повышение точности контроля. В выходном сигнале преобразователя 5 частоты присутствуют высшие гармоники. Это напряжение поступает на входы синхронных детекторов 6 и 10, на выходах которых выделяются постоянные составляющие сигнала, поступающие на первые входы ключевых элементов 7, 11, на вторые входы которых поступает напряжение с выходов регулируемых источников 13, 14 постоянного напряжения.

Выходные напряжения ключевых элементов 7, 11 формируются в результате коммутации входных напряжений, и их можно рассматривать как сумму двух последовательностей импульсов, сдвинутых на T/2 с амплитудой импульсов, определяемой уровнем входных напряжений, где Т вЂ” период коммутации. Полосовые фильтры 8, 12 выделяют постоянные составлякщие выходных сигналов элементов 7, 11, которые обусловлены остаточным небалансом вихретокового преобразователя. Регулируя напряжения источников 13 и 14, добиваются компенсации этого напряжения, 2 ил.

1379717

Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлических иэделий нихретоконым методом и может найти применение в машинострое- нии и других областях техники для целей дефектоскопии.

Цель изобретения — повышение точности контроля эа счет компенсации напряжения, обусловленного остаточ- 10 ным небалансом вихретокового преобразователя (ВТП).

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжения, по" !5 ясняющие работу устройства.

Устройство содер)кит последовательно соединенные задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, ВТП 3, предварительный усилитель 4, преобраэо- 20 ватель 5 частоты, первый синхронный детектор 6, первый ключевой элемент

7, первый полосовой фильтр 8, индикатор 9, последовательно соединенные второй синхронный детектор 10, второй 25 ключевой элемент 11, нторой полосовой фильтр 12, соединенный своим выходом с вторым входом индикатора 9. При этом вход второго синхронного детектора соединен с выходом преобразова- 30 теля 5 частоты. Устройство содержит также два регулируемых источника 13 и 14 постоянного напряжения, выход первого источника 13 соединен с вторым входом первого ключевого элемента 7, а выход второго источника 14

35 с нторым входом второго Ключевого элемента 11, последовательно соединенные первый фазовращатель 15, первый балансный модулятор 16 и сумма- 40 тор 17, последовательно соединенные второй фазовращатель 18, второй балансный модулятор 19, ныход которого соединен с вторым входом сумматора

17. Устройство содержит также опорный генератор 20, выход которого соединен

45 с входом второго фаэовращателя 18, с вторым входом первого балансного модулятора 16 и управлякщими- входами второго синхронного детектора 10 и второго ключевого элемента 11. При этом управляющие входы первого синхронного детектора 6 и первого ключевопо элемента 7 соединены с выходом второго фаэовращателя 18.

Устройство работает следукщим образом.

Напряжение задающего генератора

1 поступает через усилитель 2 мощности на обмотки возбуждения ВТП 3, Усиленное предварительным усилителем

4 выходное напряжение ВТП 3 поступает на вход преобразователя 5 частоты.

Управляющее напряжение, поступающее на второй вход преобразователя 5 частоты, формируется в канале, включающем опорный генератор 20, фазовращателя 15 и 18, балансные модуляторы

16 и 19 и сумматор 17. Фаэовращатели

15 и 18 служат для формирования фазового сдвига i/2 на частотах задающего и опорного генераторов 1 и 20.

Если выходное напряжение задающего генератора 1

08,„ !1, сов (43, t+ (p«) ° а выходное напряжение опорного генератора 20 равно

П „„ Ц ов((, t+ñó ), U, U

BVX,в»Bi9 88(" to

-sin ((и, — (S,) t+ Ep„- tt ) +sin ((и, +

" " 9)3 где U,„„ - abtxoAHoe напряжение фазовращателя 15.

Соответственно в спектре второго балансного модулятора 19 присутствуют состанляющие

П«Uo

-sin 1(Я—!

"»" 9 "е UBbIXI8

Ы )С1 (, -((J +sin ((ы, + Ы )ts q„s

Выходное напряжение сумматора 17, формируемое как сумма выходных напряжений балансных модуляторов 16 и 19, равно

"ьы. д -UBblk(9 В(т „=0 «! о " в in ((Q, + (), ) с+ (ф, + (p,), где U«, U, Qi

И„, с!)(, Qo — амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений генераторов 1 и 20, то в спектре выходного напряжения первого балансного модулятора 16 следукщие составляющие:

1379717

20

1 Г к з1пu, t

2 Г г„,. („

-(), сов я с, (Ь .1

Это напряжение используется в качестве опорного для преобразователя

5 частоты. Если усиленное предварительным усилителем 4 выходное напряжение ВТП 3 равно

U U, соз(()< t+g) 5 то в выходном напряжении преобразователя частоты 5 присутствуют следукицие составляющие:

U8„„=U, сов (а, t+ q, ) U (0U, »

Б(п((И, +Ы )t+yц+q)

=K8U, е1п(и, t-q,+ ц„+(1),)+ .)3

П (О 1)о гдеК5 2

Это напря)кение поступает на вход первого синхронного детектора 6, на управляющий вход которого поступает выходное напряжение второго фазовращателя 18. При этом на выходе первого синхронного детектора иэ спектра ььп Б, (соз ((5„- сг ) -соз (2 (д, сК5 30

Ч + Ч)о +2(р,) +co s (2 и, t+ Ц„+ ф )-сов ((2и, +2 и, ) r+cp, +y„+2 q,)3 выделяется постоянная составляющая

ЬЬП(g ()ОС5 ((VO () 5 и поступает на вход первого ключевого элемента 7.

К

Принимаем — - =1 что не влияет на 45

2 качественные результаты. На второй вход ключевого элемента 7 поступает выходное напряжение источника 13 постоянного напряжения. Выходное напря50 кение первого ключевого элемента 7 формируется в результате коммутации входных напряжений, его можно рас" сматривать как сумму двух последовательностей импульсов, сдвинутых на

Т

55 — с амплитудой импульсов, определяемых уровнем входных напряжений, где

Т вЂ” период коммутации, (1) =1)1 соз((, -(, ) (— +

2 с; — sin(n (), t) g

+—

n= «.8,8

2 ь=ьЬ,5

При этом суммарный сигнал на выходе первого ключевого элемента 7 имеет следук)щие составляющие:

П(сов(Ч(о Ю ) + 1)8ы)((ь

+ — Ц а

С.Э х соз((.1 — (1 ) (.)

5)=e,Ç.S

Выделяя полосовым фильтром 8 первую гармонику (n=1), получаем

Величина U,cos(cg, -(g,) определяет постоянную составляющую, обусловленную остаточным небалансом ВТП 3. Регулируя U,„,, можно добиться компенсации этого напряжения.

Аналогично напряжение на выходе полосового фильтра 12

Постоянная составляющая U, sin(q—

- (), обусловленная остаточным небалансом ВТП 3, компенсируется выходным напряжением источника 14. При изменении выходного напряжения ВТП 3 изменяются и напряжения на выходе полосовых фильтров 8 и 12, характеРизуя изменение КеПвьк ьт„и I UB,(3 Bm °

Эти напряжения поступают в индикатор

9, в котором определяются модуль и фаза полезного сигнала.

Формула изобретения устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, вихретоковый преобразователь, предварительный усилитель

1379717

Ouzel

Составитель И.Рекунова

Техред М,Дидык

Корр е к тор М. Де мчи к

Редактор И,Шулла

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 976/47

Производственно-полиграфическое предприятие, O.Óëòoðîä, ул.Проектная,4 и преобразователь частоты, последовательно соединенные первый фазовращатель, вход которого подключен к выходу задающего генератора, первый балансный модулятор и сумматор, последовательно соединенные опорный генератор, второй фазовращатель и второй балансный модулятор, второй вход которого подключен к выходу за- 117 дающего генератора, а его выход — к второму входу сумматора, выход которого подключен к второму входу преобразователя частоты, а второй вход первого балансного модулятора подклю-15 чен к выходу опорного генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено двумя синхронными детекторами, первые входы которых подключены к выходу преобразователя частоты, двумя полосовыми фильтрами, входы которых подключенъ| к выходам детекторов через ключевые элементы, а их выходы — к индикатору, и двумя регулируемыми источниками постоянного напряжения, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами ключевьм элементов, управляющие входы которых и вторые входы синхронных детекторов подключены соответственно к выходам первого фазовращателя и опорного генератора °