Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля электропроводных изделий

Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля электропроводных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля удельной электропроводности и толщины неферромагнитных металлов. Целью изобретения является расширение диапазона отстройки от изменений зазора и повышение точности измерений. В устройство дополнительно введены N измерительных каналов, каждый из которых содержит сумматор 8, фазовращатель 9 и формирователь 10. В каждом дополнительном измерительном канале выходное напряжение суммируется с выходным напряжением преобразователя 2 так, чтобы максимум фазы выходного напряжения сумматоров 8 находился в середине одного из N поддиапазонов. Фазовращатели 9 выравнивают максимальные значения разности фаз во всех каналах. Посредством схем исключающее ИЛИ 11, схемы ИЛИ 12 и преобразователя 13 интервала в код выделяется большее значение разности фаз между опорным напряжением и выходным напряжением измерительного канала, т.е. осуществляется автоматическое расширение диапазона отстройки от зазора между преобразователем 2 и контролируемым изделием. А преобразователь 13 интервала времени в код совместно с цифровым индикатором 5 позволяет повысить точность измерения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ НЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1569527

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ЖРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4392711/25-28 (22) 16.03 ° 88 (46) 07.06.90. Бюл. И- 21 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института.им. С.И.Кирова (72) В.Ф.Булгаков и И,И.Толмачев (53) 620. 179 . 14»08 (088.8) (56) Герасимов В.Г., Клюев В,В.

Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. — М.:

Энергоатомиздат, 1983, с. 131, 222.

Авторское свидетельство СССР

Ф 845077, кл. G 01 11 27/90 //

G 01 В 7./06, 1979. (51)5 G 01 В 7!06 !/ G 01 N 27/90

2 (54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

НЕРАЗРУ1;1АЮЦЕГО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушаюшему контролю и может быть использовано для контроля удельной электропроводности и толщины неферромагнитных металлов. Целью изобретения является расширение диапазона отстройки от изменений зазора и повышение точности измерений. В устройство дополнительно введены и измерительных каналов, каждый из которых содержит сумматор 8, фазовращатель 9 и фориирователь 10. В каждом дополнительном измерительном канале выходное напряжение суммируется с BbD(opHblM напряжением преобразователя 2 так„ чтобы максимум фазы выходного напряжения сумматоров 8 находился в середине одного из и поддиапаэонов. Фазовращатели 9 выравнивают максимальные значения разности фаз во всех каналах. Посредством схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 11, схемы ИЛИ 12 и преобразоватеI

1569527 4 ля 13 интервала в код выделяется большее значение разности фаз между опорным напряжением и выходным напряжением измерительного канала, т.е ° осуществляется автоматическое расширение диапазона отстройки от зазора между преобразователем 2 и контролируемым изделием. А преобразователь 13 интервала времени в код совместно с цифровым индикатором 5 позволяет повысить точность измерения. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю; в частности к контролю удельной электропроводности и 20 толщины неферромагнитных металлов.

Целью изобретения является расширение. диапазона отстройки от изменений зазора и повышение точности измерений. 25

На фиг.. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 . — зависимости показаний индие катора. от зазора между преобразовате1 лем и контролируемым изделием. 30

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, преобразователь 2 и измерительный канал (не показаны), включающий подключенный к преобразователю 2 усилитель 3 и пос35 ледовательно соединенные фазовый детектор 4 и индикатор 5, а также опорный канал 6, формирователь 7, включенный между выходом усилителя 3 и входом фазового детектора 4, п дополнительных измерительных каналов (не показаны), каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных сумматора 8, фазовращателя 9 и формирователя 10, первые входы сумматоров 8 подключены к выходу усилителя 3, а вторые — к выходу преобразователя

2, фазовый детектор 4 выполнен в виде (и + 1) схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, первыми входами подключенных к выходам формирователей 10, второй вход первой схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 подключен к выходу опорного канала 6, а вторые входы каждой из последующих схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 вЂ, к выходу формирователей 7 и 10 предыдущего измерительного канала, схемы ИЛИ 1

,2 соединенной входами с выходами схем

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, преобразователь

13 интервала времени в код, подключенный входом к выходу схемы ИЛИ 12, а выходом — к индикатору 5, при этом усилитель 3 выполнен избирательным.

Устройство работает следующим образом, Напряжение с генератора 1 поступает на возбуждающую обмотку (не показана) преобразователя 2. Напряжение со встречно включенных измерительной и компенсационной обмоток (не показаны) через избирательный усилитель

3 и формирователь 7 прямоугольного напряжения поступает на первый вход фазового детектора 4. Измерительная и компенсационная обмотки преобразователя 2 расположены на одной оси симметрично относительно возбуждающей обмотки. На вход опорного канала

6 поступает напряжение с компенсационной обмотки, удаленной от контролируемого изделия на большее расстояние. С выхода канала 6 прямоугольное напряжение поступает на опорный вход детектора 4.

Для создания экстремальности зависимости фазы выходного напряжения преобразователя 2 напряжение U компенсационной обмотки выбрано больше начального напряжения U измерительной обмотки. Величина начального небаланса преобразователя 2 выбрана такой, чтобы экстремум фазы находился вблизи верхней границы диапазонов зазоров между преобразователем 2 и

Контролируемым изделием.

Весь диапазон изменения зазора разбит на равные иоддиапазоны. Число измерительных каналов (включая основной) равно числу поддиапазонов.

В дополнительных измерительных каналах величина добавочноi.о напряжения, 5 ° 15695 поступающего на входы сумматоров 8 с выхода преобразователя 2, выбирается такой, чтобы максимум фазы выходных напряжений сумматоров 8 находился в середине соответствующего под5 диапазона изменения зазора.,Фазовращатели 9 выравнивают максимальные значения разности фаз выходных напряжений всех измерительных каналов от1О носительно опорного напряжения канала 6, Формирователи 7 и 10 преобразуют синусоидальные напряжения в прямоугольные, поступающие на входы схем

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11. На выходе первой схемы 11 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от разности фаз между, выходными напряжениями формирователя 7 и опорного канала 6. За один период корми- 20 руется два импульса по передним .и задним фронтам прямоугольных напряжений. Это позволяет уменьшить влияние изменения амплитуды выходного напряжения преобразователя 2 на точность измерения фазы.

На выходе каждой из последующих схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 длительность прямоугольных импульсов зависит от разности фаз между выходными напряжениями последующего и предыдущего измерительных каналов, при этом, если разность фаз отрицательна, на выходе схемы ИЛИ 12 длительность выходных импульсов возрастает на величину, пропорционал„ ую этой разности фаз. 35

При положительной разности фаз длительность выходных импульсов схемы

ИЛИ 12 остается прежней, зависящей от прседьдущих измерительных каналов.

На выходе схемы ИЛИ 12 при любом зазоре формируются прямоугольные импульсы с максимальной длительностью, соответствующей измеряемому параметру. Преобразователь 13 интервала в код преобразует длительность импульсов в параллельный код, поступающий на цифровой индикатор 5 °

Количество измерительных каналов зависит от точности измерения и диапазона изменения зазора, Удвоение числа измерительных каналов позволяет вдвое расширить диапазон зазоров при прежней точности.

На фиг. 2 изображены экспериментально:.полученные зависимости показаний толщиномера легкосплавных бурильных труб от зазора. Пунктирной линией показана зависимость однока27 6 нального толщиномера и сплошной — с тремя дополнительными измерительными каналами. Радиус возбуждающей обмот ки ВТП R = 17 мм, а измерительной

R = 14 мм. Диаметр контролируемых труб 147 мм, удельная электропроводность 6= 20 МСи. Построение толщиномера по предлагаемой схеме с тремя дополнительными измерительными каналами позволяет измерять толщину стенки труб с погрешностью + 1X при изменении зазора от 2 до 15 мм и неизменной удельной электропроводности.

Предлагаемое устройство позволяет в несколько раэ увеличить диапазон отстройки от зазора и может применяться для измерения удельной электропроводности и толщины неферромагнитных металлов.

Формула изобретения

Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля электропроводных изделий, содержащее .последовательно соединенные генератор, преобразователь и измерительный канал, включающий подключенный к преобразователю усилитель и последовательно соединенные фазовый детектор и индикатор, а также опорный канал, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью расширения диапазона отстройки от изменений зазора и повышения точности измерений, оно снабжено формирователем, включенным между выходом усилителя и входом фазового детектора, дополнительными измерительными каналами, каждый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора, фазовращателя и формирователя, первые входы сумматоров подключены к выходу усилителя, а вторые — к выходу преобразователя, фазовый детектор выполнен в виде

n + 1 схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первыми входами подключенных к выходам формирователей, второй вход первой схемы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу опорного канала, а вторые входы каждой из последующих схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ вЂ” к выходу формирователя предыдущего измерительного канала,. схемы

ИЛИ, соединенной входами с выходами схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, преобразователя интервала времени .в код, подключенного входом к выходу схемы ИЛИ, а выходом — к индикатору, а усилитель выполнен избирательным.

15695270,5

Qua2

Составитель А.Черных

Техред М. Ходанич

Редактор И.Горная

КорректоР О.Кравцова Заказ 1435 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарин», 101