Магнитотелевизионный дефектоскоп

Магнитотелевизионный дефектоскоп

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано при неразрушающем контроле материалов при визуализации структуры изделий. Цель - повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения. Изделие перемагничиваютслой за слоем магнитным полем с изменяющейся частотой от высокого значения NI до низкого N2 с помощью управляемого генератора 5 гармонических колебаний. Измерительная информация Ј VI XI Ю Ч Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГOCllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912068/28 22) 19:02,91

",46) 07.12.92. Бюл. М 45

;71) Уфимский нефтяной институт (72) P.Ã.Bèëüäàíîâ (56) Дефектоскопия, 1980, М 7, с,28.

Авторское свидетельство СССР N.

1562839, кл. G 01 N 27/90, 1988. (54) МАГНИТОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ДЕФЕКТО СКОП Ы 1779991 А1 (si)s G 01 N 27/90 (57) Изобретение может быть использовано при неразрушающем контроле материалов при визуализации структуры изделий. Цель — повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения. Изделие перемагничивают слой за слоем магнитным полем с изменяющейся частотой от высоко-. го значения N1 до низкого Nz с помощью управляемого генератора 5 гармонических колебаний. Измерительная информация 4 4

О ,0 !

1779991

15

25

35

ЧЩ, где M> — зазор между иэделием и электромагнитом, преобразуется фазовым детектором 4. аналого-цифровым преобразователем 6 и запоминается в блоке

7 памяти. Вычислительно-логический блок

11 сравнивает данное значение со значениями Wl3t, соответствующими различным зазором Mi между изделием и электромагнитом, находит ближайшее значение М/Щ для частоты и управляет изменением частоты управляемого генератора 5 в сторону уменьшения частоты Nz. АналогичИзобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано при визуализации структуры изделий.

Известен магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий лентопротяжный механизм с магнитным преобразователем, усилитель записи, масштабно-временной преобразователь, блок строчной развертки, блок кадровой развертки, предварительный усилитель считывания, блок выбора строки. блок питания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является магниточувствительный узел для магнитотелевиэионного дефектоскопа, содержащий линейку ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, блок развертки, последовательно соединенные дифференциальный усилитель, детектор, амплитудный селектор, аналогоцифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, видеоконтрольный блок и последовательно сое.диненные синхрогенератор, токовый ключ.

Недостатком такого магнитотелевизионного дефектоскопа является низкая эффективность, связанная с большими габаритными размерами и массой преобразователя, обусловленные тем, что габариты и масса намагничивающего устройства, совмещаемого с линейкой кольцевых сердечников, оказываются большими.

Цель изобретения — повышение производительности контроля за счет намагничивания контролируемого изделия не до насыщения, Поставленная цель достигается тем, что в магнитотелевиэионный дефектоскоп, содержащий магниточувствительныйузел, фазовый детектор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый но фиксируются величиныЧ Я и WI3, Блок

11 определением разницы Ю/٠— ЧЩ нахо. дит значение 2ф, соответствующее бездефектному участку при зазоре М1, сравнивает значения Vg и Z9j и решает вопрос о наличии дефекта на глубине, соответствующей частоте Йг. При наличии дефекта фиксируются потери на перемагничивание и значение Vg (Zg .

Сигнал передается на видеоконтрольный блок, яркость изображения на котором определяется величиной сигнала. 1 ил. преобразователь и видеоконтрольный блок и синхрогенератор, соединенный двумя выходами соответственно с вторыми входами блока памяти и цифроаналогового преобразователя, снабжен запоминающим устройством, вычислительно-логическйм блоком и управляемым генератором гармонических колебаний, а магниточувствительный узел выполнен в виде электромагнита с намагничивающей и измерительной обмотками; один вывод намагничивающей обмотки соединен с первым входом фазового детектора, второй вывод — с первым выходом управляемого генератора гармонических колебаний, второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, два вывода измерительной обмотки соединены с третьим и четвертым входами фазового детектора, два выхода которого соответственно соединены с первым и вторым входами аналого-цифрового преобразователя, первый выход вычислительно-логического блока соединен с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход- соединен с третьим входом блока памяти, третий выход — соединен с управляющим входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый вход вычислительно-логического блока соединен со вторым выходом блока памяти, а второй вход соединен с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим выходом синхрогенератора.

На чертеже представлена блок-схема магнитотелевизион ного дефектоскопа.

Дефектоскоп содержит электромагнит

1, помещаемый на контролируемое изделие, с намагничивающей 2 и измерительной

3 обмотками, фазовый детектор 4, управляемый генератор 5, гармонических колебаний, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 6, блок

1779991

7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, видеоконтрольный блок 9, синхрогенератор 10, вычислительно-логический блок

11 и запоминающее устройство 12.

Устройство работает следующим обра- 5 зом.

Работа магнитотелевизионного дефектоскопа основана на измерении потерь на перемагничивание участка контролируемого изделия, 10

Электромагнит 1 устанавливают на изделие с зазором М>. По сигналу от синхрогенератора 10 программа работы дефектоскопа вводится в вычислительнологический блок 11, который устанавливают 15 на управляемом генераторе 5 гармонических колебаний и начальную высокую частоту Й1.

Одновременно вычислительно-логический блок 11 запускает аналого-цифровой преоб-. разователь 6. Измерительная информация 20

4Ц с выхода фазового детектора 4 преобра-; зуется в аналого-цифровом преобразователе б и записывается в блок 7 памяти. Вычислительно-логический блок 11 сравнивает поочередно данное значение измерительной информации ЧЩ со значениями Wg, соответствующим различным фиксированным зазорам М между полюсами электромагнита и изделием, находит ближайшее значение З0

О/Щ для частоты N<. Затем вычислительнологический блок 11 измеряет дискретно час- . тоту управляемого, енератора 5 гармонических колебаний в сторону умень-., шения частоты N2. Измерительная информа- 35 ция Vg, соответствующая частоте Й2, также, записывается в блок 7 памяти. По значению

Wg путем линейной интерполяции с учетом разницы ٠— ЧЯ, находится значение 40

ЕЯ, соответствующее бездефектному участку изделия при зазоре М1. После этого вычис-, лительно-логический блок 11 сравнивает значения Vga u Zg и решает вопрос о нали- 45 чии дефекта на данной глубине, соответству- ющей частоте N2, Например, при наличии дефекта потери на перемагничиваниеуменьшаются и значение Vg меньше ЕЯ, разность между ними через цифроаналоговый преобразователь 8 подается на вход видеоконтрольн ого устройства 9, и рич ем я р кость пятна; на экране видеоконтрольного устройства (или цвет на экране цветного видеоконтрольного устройства) зависит от величины разности

ZQ — Vg. После этого согласно программы, записанной в запоминающем устройстве 12, вычислительно-логический блок 11 устанавливает следующую более низкую частоту Мз, глубина проникновения магнитного поля в изделие увеличивается. При этом фазовый детектор вырабатывает сигнал Чф, вычислительно-логический блок 11 находит с учетом разности Р/٠— ЧЩ по значению Wg путем линейной интерполяции значение ZQ, соответствующее бездефектному участку изделия при зазоре М>. После этого вычислительнологический блок 11 сравнивает сигналы Zg u

ЧЩ. При наличии дефекта сигнал ЧЩ меньше сигнала 2Щ и на соответствующем месте экрана отображается соответствующее пятно.

Затем вычислительно-логический блок

11 устанавливает новое значение частоты

N4, причем частота N4 ниже частоты Из. Так, в дефектоскопе последовательно устанавливаются различные фиксированные значения частоты от высоких значений до низких и при атом увеличивается глубина проникновения магнитного поля в изделие и по потерям на перемагничивание устанавливается наличие дефекта на различной глубине.

Значение М/ф заносится в блок 7 памяти на стадии подготовки в контролю следующим образом. Электромагнит 1 устанавливают KB бездефектный участок и под электромагнит 1 покладывают поочередно немагнитные прокладки различной (строго известной) толщины М; и при частотах N> записывают информацию в соответствующие ячейки памяти.

weal w/Щ 1аа в/61

wl3,в%,аЮ,..., wR

wl3), ччК, wl3)..., W!3„, Наличие в памяти предварительно записанных при высокой частоте N< значений

М/Щ позволяет произвести отстройку от влияния изменения зазора между электромагнитом 1 и иэделием. Отстройка происходит следующим образом. Допустим, на частоте N1 в блок 7 памяти записалось значение ЧЩ, причем РIЩ ) ЧЩ > В/Щ. Вычислительно-логический блок 11 находит ближайшее меньшее значение ИЩ и ближайшее большее значение М/Щ и вычисля ет разности И/К вЂ” В/Ц, W9 — W9 и, например, VI)„— У/Щ. Путем линейной интерполяции по соотношению

1779991

-(vs - wI3j) (ю ® — wQ) (wl3) — w5j) находится поправка на зазор для частоты Ng и путем алгебраического суммирования

6/Я и поправки находится значение 2®, соответствующее бездефектному участку изделия при частоте йг и зазоре М». После этого согласно алгоритма контроля дефектоскоп переходит на частоту М2 и заносит в блок 7 памяти значение ЧЦ. Затем вычисляется разность 2® < V g», При наличии

N дефекта величина разности будет больше нуля, так как при наличии дефекта величина потерь на перемагничивание участка изделия будет меньше. Поправка для частоты N> не находится, так как предполагается, что поверхностные дефекты отсутствуют.

Сигнал разности ZI3„— VN » ïo сигналу от синхрогенератора 10 преобразуется в цифроаналоговом преобразователе 8 и подается в видеоконтрольный блок 9, на экране которого отображаются сигналы в виде светового пятна, соответствующие различным частотам магнитного поля, а значит, и различным глубинам проникновения магнитного поля. При движении электромагнита 1 и синхронной развертки луча видеоконтрольного блока 9 на экране возникает изображение поперечного сечения контролируемого участка.

Фазовый детектор 4 формирует сигнал, пропорциональный потерям на перемагничивание контролируемого участка изделия.

Управляемый генератор 5 гармонических колебаний формирует по сигналу от вычислительно-логического блока 11 пачки гармонических колебаний различной частоты. Количество дискретных значений частоты Ni зависит от требований к точности и чувствительности дефектоскопа к дефек- там. Верхняя частота может лежать в пределах нескольких килогерц, а нижняя частота — несколько или десятки герц в зависимости от толщины контролируемого изделия.

При контроле более глубинных слоев металла в алгоритме необходимо учитывать влияние дефектов, обнаруженных в подповерхностных слоях металла, для чего из разности, например, 2(@ — Ч® для частоты

82о вычитается величина разности

2Щ9 — Vf3"„, вычисленной при частоте N1g.

При этом учитывается уменьшение потерь на перемагничивание из-эа дефектов, обнаруженных на частотах от Nz до N

10

Формула изобретения

Магнитотелевизионный дефектоскоп, содержащий магниточувствительный узел, фазовый детектор, последовательно соеди15 ненные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и видеоконтрольный блок, и синхрогенератор, соединенный двумя выходами соответственно с вторыми входами блока памяти и цифроаналогового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен запоминающим устройством, вычислительно-логическим блоком и управляемым генератором гармонических колебаний, а магниточувствительный узел выполнен в виде электромагнита с намагничивающей и измерительной обмотками, один вывод намагничивающей обмотки сое динен с первым входом фазового детектора, второй выход — с первым входом управляемого генератора гармонических колебаний, второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, для вывода из.мерительной обмотки соединены с третьим и четвертым входами фазового детектора, два выхода которого соответственно соединены с первым и вторым входами аналогоцифрового преобразователя, первый выход вычислительно-логического блока. соединен с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход — с третьим входом блока памяти, третий выход — с управляющим входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый вход вычислительно-логического блока соединен с вторым входом блока памяти, а второй вход — с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим входом синхрогенератора.