Токовихревой дефектоскоп

Токовихревой дефектоскоп

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмд

Соцмалмстмческмк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 28,0676(21) 2375991/25-28 с присоединением заявни ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СГС Р по делам изобретений и открмтнй

Опубликовано 150479.Бюллетень % 14

Дата опубликования описания 1504.79 (72) Авторы изобретения

О.А. Вохомский и Б.М. Готлиб уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта (73) Заявитель (54 ) ТОКОВИХРЕВОЙ ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано при дефектоскопии металлов. Оно может быть также использовано и в сочетании с другими физическими методами контроля — ультразвуковым, магнитным, электромагнитно-акустическим и т.д.

Известны токовихревой дефектоскоп для обнаружения дефектов в металлических изделиях, содержащий частотный генератор, преобразователь с рабочим и эталонными датчиками, резонансный усилитель, фазовый детектор 15 и индикатор (11 °

В этом дефектоскопе обнаружение дефектов производится путем сравнения сигнала от образца с эталонными дефектами в фазовом детекторе.

Однако калибровка дефектоскопа производится вручную, что приводит к субъективным ошибкам, и, кроме того, процесс калибровки является трудоемким.

Известен также токовихревой дефектоскоп, содержащий частотный генератор, преобразователь с возбуждающей и измерительной катушками, резонансный усилитель, усилительно- 86 преобразовательный блок и выходной индикатОр, а для автоматической калибровки введен анализирующий блок.

Анализирующий блок состоит иэ схемы совпадения, схемы пусковых сигналов, амплитудного анализатора, элемента памяти и узла сравнения (2).

В этом дефектоскопе выходной сигнал анализируется посредством амплитудного анализатора, результаты анализа запоминаются в виде дискретных электрических сигналов элементов памяти, эти сигналы сравниваются с эталонными в узле сравнения, и по результатам сравнения автоматически регулируется коэффициент усиления усилителей усилительно-преобразовательного блока.

Этот дефектоскоп позволяет автоматически определять параметры дефектов, однако требует сложных схемных решений, например включения сложного анализирующего блока.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является прибор для обнаружения дефектов, использующий вихревые токи, который содержит последовательно сое" диненные генератор импульсов, преобразователь, выполненный в виде воз657327,буждающей и измерительной катушек, резонансный усилитель, усилительнопреобраэовательный блок, выходной индикатор.

Прибор содержит также анализирующий блок, который первым входом через схему пусков х сигналов подключен 5 к выходу резонансного усилителя, вторым входом — через схему совпадения к выходу усилительно-преобразовательного блока, а выходом — через узел сравнения ко входам усилителей усилительно-преобразовательного блока (3).

Недостатком этого токовихревого прибора является невысокая точность контроля, так как анализ выходного сигнала, а следовательно, и параметров дефекта, производится только по одному заложенному в него параметру-амплитуде, а другие параметры, как фаза и частота, остаются неиспользованными. Малоинформативный анализ порождает и другой весьма существенный недостаток — воздействие на прибор различного вида помех.

Кроме того, амплитудный анализ выходных сигналов позволяет смоделировать на выходе анализирующего блока ограниченное число эталонных малоинформативных сигналов, вследствие чего многие дефекты вообще оказываются необнаруженными.

Целью изобретения является новышение точности контроля.

Цель достигается тем, что предла- 35 гаемый токовихревой дефектоскоп снабжен одноканальным оптико-электронным блоком, выполненным в виде последовательно расположенных источника монохроматического света, .коллиматорной 40 линзы, ультразвукового модулятора света с пьезопреобразователем, сое- диненным с выходом усилителя, маски фильтров, интегрирующей линзы и фотодиода, выход которого соединен с 45 индикатором.

На чертеже представлена функциональная схема описываемого токовихревого дефектоскопа.

Токовихревой дефектоскоп содержит генератор 1 импульсов, подключенный к возбуждающей катушке 2 преобразователя 3. К измерительной катушке 4 преобразователя 3 подключен резонансный усилитель 5; в выходную цепь резонансного усилителя 5 вклю- 55 чен через пьезопреобразователь 6 одноканальный оптико-электронный блок 7, выполненный в виде последовательно расположенных источника 8 монохроматического света коллиматор- 60 ной линзы 9, ультразвукового модулятора 10 света с пьеэопреобраэователем 6, маски 11 фильтров с записью эталонных сигналов, интегрирующей линзы 12 и фотодиода 13, выход которого соединен с индикатором 14.

Токовихревой дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов вырабатывает последовательность импульсов с частотным заполнением, которые поступают .на возбуждающую катушку 2 преобразователя 3. Под воздействием поля возбуждающей катушки в проводящем образце эа счет электромагнитной индукции возникают вихревые токи.

Вихревые токи, индуцируемые в металле, в свою очередь создают свое магнитное поле, противоположное по отношению к исходному магнитному полю.

Возникающее результирующее поле вызыет появление напряжения на измерительной катушке 4 преобразователя 3. Это напряжение усиливается резонансным усилителем 5 и поступает ко входу одноканального оптико-электронного блока 7. дефектоскопические сигналы вместе с помехами подаются на пьезопреобраэователь 6 ультразвукового модулятора 10 света и возбуждают его оптически прозрачную среду, вызывая в ней периодические сжатия и разрежения. Ультразвуковой модулятор 10 света освещается плоско-параллельным пучком света, созданным монохроматическим источником 8 света и сформированным коллиматорной линзой 9.

Непосредственно за ультразвуковым модулятором света помещается маска

11 фильтров, представляющая собой оптический транспорант (наприме, фотопленку или фотопластинку) с записью сигналов от образца с эталонными дефектами. На одном транспоранте записывается заранее большое количество сведений о различных типах дефектов, а также о структуре металла и других контролируемых параметрах.

При освещении ультразвукового модулятора 10 света плоско-параллельным светом световой потОк модулируется входным сигналом, а при прохождении оптического транспоранта он дополнительно модулируется эталонным сигналом.

Результирующая модуляция определяется произведением двух функций— входного и эталонного сигналов. Полученные световые распределения при помощи интегрирующей линзы 12 фокусируются на некоторую поверхность фотодиода 13. Произведение двух функций и интегрирование результата перемножения соответствует корреляционному или оптимальному методу обработки входных дефектоскопических сигналов.

Электрические информационные сигналы, возникающие на выходе фотодиода

13, отображаются на индикаторе 14 в виде автокорреляционной и взаимнокорреляционной функций. По виду корреляционной функции судят о типе, размерах и ориентации дефектов, а также и о структуре металла.

657327

Составитель A. Матвеев

Редактор Л. Батанова Техред М.Петко Корректор О Билак

Тираж 1089 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4/5

Заказ 1783/41

c s P" с

Филиал ППП Патент-, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование новых элементов одноканального оптико-электронного блока — выгодно отличает предлагаемый токовихревой дефектОскоп от известного, так как благодаря корреляционной обработке входного сигнала заметно повышается точность контроля 5 и выявляемость дефектов.

Кроме того, одноканальный оптикоэлектронный блок производит идеальную обработку входного дефектоскопического сигнала по каждому из кана- I0 лов (по каждому дефекту), что позволяет просто и надежно отделить полезный сигнал от помех.

Воэможность предварительной записи на маске фильтров большого количества сведений о различных типах дефектов и структуре металла позволяет расширить функциональные воэможности предлагаемого токовихревого дефектоскопа, а возможность использования оптико-электронного блока в других физических методах кон- . троля позволяет увеличить область применения предлагаемого технического решения.

Формула изобретения

Токовихревой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, преобразователь, выполненный в виде возбуждающей и измерительной катушек, резонансный усилитель.и выходной индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен одноканальным оптико-электронным блоком, выполненным в виде последовательно расположенных источника монохроматического света, коллиматорной линзы, ультразвукового модулятора света с пьезопреобразователем, соединенным с выходом усилителя, маски фильтров, интегрирующей линзы и фотодиода, выход которого соединен с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент СССР М 328605, кл. G 01 N 27/86, 1970.

2. Патент Великобритании

9 1255179у кл. G 1 Nr 1971.

3. Патент Великобритании

Р 1329302, кл. G 1 N, 1973.