Устройство для токовихревого контроля стальных канатов

Устройство для токовихревого контроля стальных канатов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 550570

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик,(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.04.75 (21) 2129661/28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 14.04.77 (51) М. Кл.2 G OIN 27/86

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изсоретений

И открытий (53) УДК 620.179.14 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Стасюк (71) Заявитель

Управление наладочных работ комбината «Укрзападуголь» (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ТОКОВИХРЕВОГО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ

Изобретение относится к области средств неразрушающего контроля и предназначено, в частности, для проверки стальных канатов в процессе эксплуатации шахтного оборудования.

Известен электромагнитный дефектоскоп, в котором переменное магнитное поле создается катушкой преобразователя, питающейся от генератора (1). При прохождениями каната через преобразователь переменный магнитный поток наводит в измерительной катушке преобразователя сигнал, который поступает на усилитель, а затем при помощи фазочувствительных устройств выражается в виде индуктивной и активной составляющих, реиистрируемых самописцем. При уменьшении сечения каната прибор показывает уменьшение магнитного потока, которое характеризует уменьшение прочности каната, без количественной его характеристики.

Наиболее близким техническим решением является устройство для токовихревого контроля стальных канатов, содержащее генератор, соединенный с ним токовихревой преобразователь, фазовращатель, два параллельных канала измерения квадратурных составляющих, сигнальными входами соединенные с преобразователем, а опорными входами первого канала — непосредственно, а второго канала — через фазовращатель с выходом ге нератора, и первый выходной блок (21.

Этот дефектоскоп позволяет производить также только качественную проверку изделия, т. к. схема компенсации фазы выполняет функции баланса фазы при отсутствии дефекта и не позволяет выделить и количественно оценить те составляющие сигнала токовихревого преобразователя, которые несут наибольшую информацию о качестве контролируемого изделия, 10

С целью повышения точности контроля предлагаемое устройство снабжено блоком управления, включенным между выходом генератора и управляющими входами каналов, вторым выходным блоком и двумя ключами, через которые каждый выходной блок подключен к выходу своего канала. При этом каждый канал выполнен в виде последовательно соединенных блоков сравнения, умно20 жения, интегратора, преобразователя напряжение-код, цифрового делителя напряжения, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, управляющие входы интегратора и преобразователя

25 напряжение-код подключены к управляющим входам канала, опорные входы блока умножения и цифрового делителя напряжен ия подключены к опорному входу канала. Каждый выходной блок выполнен

30 в виде последовательно соединенных блока обработки сигнала, блока сравнения кодов и

550570 цифрового индикатора, а выход блока обработки сигналов и второй вход блока сравнения кодов соединены с входами выходного блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства для токовихревого контроля стальных канатов.

Устройство содержит генератор 1, токовихревой преобразователь.2, каналы 3 и 4 измерения квадратурных составляющих сигнала, фазовращатель 5, блок 6 управления, первый и второй ключи 7 и 8 и первый и второй выходные блоки 9 и 10.

Генератор 1 соединен с преобразователем

2, который через сигнальные входы 11 соединен с каналами 3 и 4. Генератор 1 соединен также с опорным входом 12 канала 3 без сдвига фазы и с опорным входом 12 канала

4 — через фазовращатель 5. Блок 6 управления подключен к управляющим входам 13 и

14 канала 3 и канала 4. Выходы каналов 3 и

4 соединены через ключи 7 и 8 с выходными блоками 9 и 10.

Каналы 3 и 4 выполнены в виде последовательно соединенных блоков: блока 15 (16) сравнения, блока 17 (18) умножения, интегратора 19 (20), преобразователя 21 (22) напряжение-код и цифрового делителя 23 (24), выход которого подключен к дополнительному входу 25 (26) блока 15 сравнения. Управляющие входы интегратора 19 (20) и преобразователя 21 (22) подключены соответственно к управляющим входам 13 и 14 канала 3 (4). Опорные входы блока 17 (18) и цифрового делителя 23 (24) соединены с опорными входами 12 канала 3 (4).

Выходные блоки 9 и 10 имеют одинаковое построение и каждый выполнен в виде последовательного соединения блока 27 (28) обработки сигнала, блока 29 (30) сравнения кодов и цифрового индикатора 31 (32). Вход блока 27 (28) и второй вход блока 29 (30) соединены соответственно с входами 33 и 34 выходного блока 9 (10), Сигнал с генсратора 1 поступает на преобразователь 2, который подключен к сигнальным входам 11 каналов 3 и 4, а также к опорным входам 12 каналов 3 и 4. Опорный вход

12 канала 3 соединен с генератором 1 непосредственно, т. е, без сдвига фазы (в опорной цепи может быть включен нормализатор 35 амплитуды). Опорный вход 12 канала 4 соединен с генератором 1 через фазовращатель

5 (может быть включен также нормализатор

36 амплитуды). Блок б управления, соединенный через управляющие входы 13 и 14 с каждым из каналов 3 и 4, управляет системой преобразования сигналов. Выходной сигнал канала 3 (4) поступает на ключ 7 (8).

В режиме калибровки сигнал поступает на вход 33 выходного блока 9 (10). В режиме измерения — на вход 34.

При включении дефектоскопа в работу гечератор 1 питает преобразователь 2 напряжением переменного тока. Сигналы преобразо5

Зо

65 вателя 2 через сигнальные входы поступают в канал 3 (4) на сигнальный вход блока 15 (16) сравнения, на дополнительный вход 25 (26) которого подается сигнал от цифрового делителя 23 (24).

Разность входного сигнала и выходного сигнала цифрового делителя 23 (24) подается на блок 17 (18) умножения. В том случае, когда синфазное и квадратурное с напряжением генератора 1 выходное напряжение цифрового делителя 23 (24) не полностью компенсирует содержащиеся во входном сигнале синфазную квадратурную с напряжением генератора 1 составляющие частоты избирания, на входе блока 17 (18) умножения действует сигнал, содержащий в своем составе синфазную (квадратурную) с напряжением генератора 1 составляющую. Через опорный вход 12 канала 3 (4) на вход блока 17 (18) умножения пост пают опорные сигналы от генератора 1 (синфазные и квадратурные составляющие частоты, на которой осуществляется измерение). Это приводит к появлению в выходных сигналах блока 17 (18) умножения постоянной составляющей, знак которой однозначно определяется знаком ошибки компенсации, а уровень пропорционален величине этой ошибки. Выходные напряжения блоков 17 и 18 умножения воздействуют на вход интегратора 19 (20), который управляется блоком 6 управления. Блок 6 формирует импульсы управления интеграторами, равные по длительности периоду частоты измерения, которая поступает на его вход с генератора

1. Выходное напряжение интегратора 19 (20) представляет собой последовательность прямоугольных импульсов постоянной длительности, амплитуда которых пропорциональна произведению перемножаемых напряжений.

Выходное напряжение интегратора 19 (20) сохраняется в течение некоторого интервала времени после окончания цикла интегрирования, нормируемое блоком 6 управления. Выходной сигнал интегратора 19 (20) поступает на преобразователь 21 (22) напряжениекод. В зависимости от знака напряжения интегратора 19 (20) преобразователь 21 (22) генерирует компенсирующее пилообразное напряжение той или иной полярности и импульсы заполнения определяемого временного интервала. Работа преобразователя 21 (22) тактируется блоком 6 управления через управляющий вход 14 канала 3 (4) и синхронизована с работой интегратора 19 (20).

При наличии ошибки рассогласования на выходе интегратора 19 (20) будет сигнал и, следовательно, будет изменяться выходной сигнал преобразователя 21 (22). Положение равновесия будет наблюдаться только в том случае, когда выходное напряжение интегратора 19 (20) будет ниже порога преобразования преобразователя 21 (22).

Таким образом система компенсации ведет себя как астапическая система регулирования. Состояние цифрового делителя 23 (24) 550570 напряжения, отображающее в двоично-десятичном коде величину кî vIãåíñèðóþùåãо напряжения, сравнивается с величиной кода, записанного в схеме памяти блока 27 (28) выходного блока 9 (10), куда сигнал поступает с выхода канала 3 (4) через ключ 7 (8) и вход 33. Этот сигнал характеризует неизношенный участок каната.

Процесс измерения износа каната проводится в два такта. В первом такте ключ 7 (8) замкнут через вход 33 выходного блока 9 (10) на вход блока 27 (28) и измерение проводится на образцовом участке измеряемого каната. Во втором такте ключ 7 (8) замыкают через вход 34 выходного блока 9 (10) на блок 29 (30) сравнения кодов прп измерении рабочей части стального каната.

Формула изобретения

1. Устройство для токовихревого контроля стальных канатов, содержащее генератор, соединенный с ням токовихревой преобразователь, фазовращатель, два параллельных канала измерения квадратурных составляющих, сигнальными входами соединенные с преобразователем, а опорными входами первого канала — непосредственно, а второго канала — через фазоврашатель с выходом генератора, и первый выходной блок, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено блоком управления, включенным между выходом генератора и управляющими входами каналов, вторым выходным блоком и двумя ключами, через которые каждый выходной блок под. ключен к выходу своего канала.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый канал выполнен в виде последовательно соединенных блоков сравнения, умножения, интегратора, преооразова1О теля напря кение-код, цифрового делителя напряжения, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, управляющие входы интегратора и преобразователя напряжение-код подключены к управляющим вхо15 дам канала, опорные входы блока умножения и цифрового делителя напряжения подключены к опорному входу канала.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл ич а ющеес тем, что каждый выходной блок выпол20 нен в виде последовательно соединенных блока обработки сигнала, блока сравнения кодов и цифрового индикатора, а вход блока обработки сигналов и второй вход блока сравнения кодов соединены с входами выход25 ного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Б. С. Герасимов, Л. 3. Чапаевский «Шахтные подъемные установки за рубежом», М., 30 LI,НИЗИуго".ь, 1972, стр. 25 — 26.

2. Патент СССР М 352481, М. Кл. G OIN

27/8б, 12.0б.б9.

1 1 о

Составитель А. Матвеев

Редактор Н. Аристова Техред Л. Гладкова Корректор О. Тюрина

Заказ 615/16 Изд. Юа 283 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2