Способ неразрушающего контроля и устройство для его осуществления

Способ неразрушающего контроля и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистически и

Республик

ОП ИСАНИ E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ

<»>868554 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 210130 (21) 2873372/25-28 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 3009.81.бюллетень Но 36

Дата опубликования описания 30.09.81 (51)м. к .

G 01 и 27/90

G 01 В 7/06

ГосударетеенныЯ иомнтет

СССР но делам изобретениЯ н отирытнЯ (53) УДК 620.179.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ñ. Бакунов и Е.Г. Велико

Московский ордена Ленина энер институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ НЕРАЗРУШИЯЦЕГО КОНТРОЛЯ И УСТРОИСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к нераэрушактцим методам контроля качества материалов и изделий и может быть использовано в различных .областях народного хозяйства.

Известен амплитудный способ неразрушающего контроля, заключающийся в определении амплитуды сигнала вихретокового преобразователя и использовании ее для определения контролируемого параметра изделия (1).

Недостатком способа является ограниченная область его применения иэ-за большой погрешности измерений контролируемого параметра при изменении подавляемого параметра.

Известен также фазовый способ неразрушающего контроля, заключающийся в измерении сигнала вихретокового преобразователя и использовании ее 2О величины для определения контролируемого параметра 12).

Недостатком известного способа также является ограйиченная область

его применения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ нераэрушающего контроля изделий иэ электропроводящих материалов, заключающийся в том,что изделие размещают в зоне контроля ЗО преобразователя, выходной сигнал суммируют с некоторым компенсирующим сигналом, измеряют амплитуду A выходного сигнала преобразователя и его фазу т относительно заданного опорного сигнала и по результатам измерения определяют контролируемый параметр . Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные автогенератор, преобразователь с компенсатором, фазочувствительный детектор, на который подается опорный сигнал от автогенератора через фаэовращатель и индикатор (3).

Однако область применения эт го способа и реализующего его устройства существенно ограничена требованием прямолинейности и параллельности годографов выходного сигнала преобразователя в зависимости от изменений подавляемого параметра. На практике эти годографы, как правило, .можно считать параллельными пряиыми лишь в очень узком диапазоне изменений подавляемого параметра. Это приводит к низкой точности контроля.

Цель изобретения — Йовьааение точности контроля.

86 8554

Поставленная цель достигается тем, что предварительно на комплекс ной плоскости строят годографы выходного сигнала преобразователя от изменений подавляемого и контролируемого параметров, находят по ним участки совпадения линий влияния подавляемого параметра с окружностями, общий полюс и центры которых расположены на одной прямой — полярной оси. Измеряют амплитуду и фазу выходного сигнала преобразователя, конец вектора которого является общим полюсом окружностей, компенсируют выходной сигнал преобразователя путем суммирования его с измеренным сигналом, опорный сигнал выбирают сов-15 падающим по фазе с направлением полярной оси, а величину контролируемого параметра определяют по отношению

А/cos Ч .

Устройство снабжено усилителем- Щ ограничителем, амплитудным детектором и измерителем отношения напряжений, амплитудный детектор и усилитель-ограничитель по входам подключены к выходам преобразователя с компен-25 сатором, выход усилителя-ограничителя соединен со входом фазочунствительного детектора, выход амплитудного детектора подключен к одному из входов измерителя отношения напряжений, второй вход которого подключен к выходу фазочувстнительного детектора, а выход — к индикатору.

Кроме того, устройство снабжено квадрМтором, подключенным между выходом амплитудного детектора и входом измерителя отношения напряжений .

На фиг. 1 изображены годографы выходного сигнала преобразователя н зависимости от изменений поданляема го V и контролируемого и парамет- 40 рону на фиг. 2 — структурная схема устройства; на фиг. 3 — то же, с квадратором.

Устройство содержит автогенератор 1, преобразователь 2 с компенса- 45 тором, фазонращатель Э, фазочувствительный детектор 4, усилитель-ограничитель 5, амплитудный детектор б, измеритель 7 отношения напряжений, индикатор 8 и квадратор 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Годографы (фиг. 1) выходного сигнала преобразователя в зависимости от изменений подавляемого параметра

V иа некотором участке можно аппроксимировать дугами окружностей, общий полюс 0 и центры которых расположены на одной прямой - полярной оси.

При этом размеры диаметров окружностей зависят от величины контролируе- @) мого параметра и и не зависят от величины подавляемого параметра V, Размеры диаметров могут быть определены иэ выражения l U I/cos Ч, где U I Амплитуда вектора выходного 5 сигнала преобразователя, когда начало отсчета перенесено н точку 0

f сдвиг фаз между вектором U и вектором опорного сигнала 1 направление которого на комплексной плоскости выбрано совпадающим с направлением полярной оси.

Автогенератор 1 питает преобразователь 2 с компенсатором (фиг. 2), выходной сигнал с которого поступает одновременно на амплитудный детектор б и через усилитель-ограничитель 5 на фазочунствительный детектор 4 .

Опорный сигнал на фазочувстнительный детектор 4 подается от антогенератора 1 через фаэонращатель 3. Усилитель-ограничитель 5 обеспечивает на входе фазочувстнительного детектора

4 сигнал фиксированной амплитуды, в результате чего выходной сигнал фазочунстнительного детектора 4 пропорционален только величине соьМ . Выпрямленные сигналы с выходов обоих детекторов подаются на.входы измерителя 7 отношения напряжений, выходной сигнал которого пропорционален величине А/созе и регистрируется индикатором 8.

Сигнал с выхода преобразователя 2 с компенсатором (фиг. Э) подается непосредственно на вход фазочувствительного детектора 4, сигнал на выходе фазочувствительного детектора

4 .пропорционален произведению А cosV а выходной сигнал измерителя 7 отношения напряжений пропорционален величине А /(А cos Ч ) = А/cos.P . Эту величину и регистрирует индикатор 8.

Использование способа и реагизующих его устройств позволяет расширить диапазон отстройки от изменений подавляемого параметра при решении большого класса задач"дефектометрии, толщинометрии, структуроскопии и технической диагностики.

В электромагнитном контроле положительный эффект достигается при использовании всех известных типов преобразователей: накладных, проходных, комбинированных. Способ и устройства применяются, например, для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитной электропроводящей основе, магнитной проницаемости слабомагнитных металлов в большом диапазоне изменений их удельной электропроводности, диамет-. ра практически любых немагнитных металлических цилиндров независимо от их удельной электропроводности, параметров дефектов (например, глубины) с подавлением изменений удельной электропроводности немагнитных металлов, толщины диэлектрика, нанесенного на металлическую фольгу, с отстройкой в больших пределах от вариаций удельной электропроводности фольги и ее толщины, толщины металлических листов или труб. в большом

86 8554 диапазоне изменений их удедьной электропроводности,геометрических и электромагнитных параметров слоистых полупроводниковых и металлических структур, удельной электропроводности или диэлектрической проницаемости несовершенных диэлектриков, удельной электропроводности немагнитных металлов независимо от изменений затора в широких пределах.

В ультразвуковом методе испытаний материалов, например в импедансном, способ позволяет во много раз расширить диапазон отстройки от подавляемого параметра - механического импеданса материалов.

Способ и устройства могут быть ис- 15 пользованы при решении многоцелевых задач, возникающих на практике,например при необходимости независимого неразрушающего контроля одновременного ряда геометрических и, ф электромагнитных параметров материалов и изделий различной конфигурации .

Формула изобретения

1. Способ неразрушающего контроля иэделий иэ электропроводящих материалов, заключающийся в том, что изделие размещают в зоне контроля преобразователя, выходной сигнал суммируют с некоторым компенсирующим сигналом, измеряют амплитуду A выходного сигнала преобразователя и его фазу Ч отнбсительно заданного опорного сигнала и по результатам измерения определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью повькаения точности контроля, предварительно на комплексной плоскости строят гадографы 49 выходного сигнала преобразователя от изменений подавляемого и контралируемого параметров, находят по ним участки совпадения линий влияния подавляемого параметра с окружностями, общин полюс и центры которых расположены на одной прямой полярной оси, измеряют амплитуду и фазу выходного сигнала преобразователя, конец вектора которого является общим полюсом окружностей, компенсируют выходной сигнал преобразователя путем суммирования его с измеренным сигналом, опорный сигнал выбирают совпадающим по фазе с направлением полярной оси, а величину контролируемого параметра определяIIo oTHcxQBHHN А/@os 9 °

2. Устройство, реализующее способ .по п.1, содержащее последовательно соединенные автогенератор, преобразователь с компенсатором, фазочувствительный детектор, опорный сигнал на который подается от автогенера- .тора через фазовращатель и индикатор, отличающееся тем, что, оно снабжено усилителем-ограничителем, амплитудным детектором и измерителем отношения напряжений, ампли» тудный детектор и усилитель-ограничитель по входам подключены к выходам преобразователя с компнеса ором, выход усилителя-ограничителя соединен со входом фазочувствительного детектора, выход амплитудного детектора подключен к одному иэ входов измерителя отношения напряжения, второй вход которого подключен к выходу фаэочувствительного детектора, а выход — к индикатору.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено квадратором, подключенным между выходом амплитудного детектора и входом измерителя отношения напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и иэделий. Справочник. Под ред. Клюева В.В., М., "Машиностроение", 1976, кн. 2, с. 127.

Й. Там же, с. 128.

3. Там же, с. 130-132 (прототип), 86 8554

/

l !

i!

4 \, I

Составитель И. Кесоян

Редактор M.Янович Техред M.Рейвес Корректор Н. Швыдкая

Заказ 8312/61 Тираж 910 Пбдписиое

Ь ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4