Способ электромагнитного контроля глубины дефектов и устройство для его осуществления

Способ электромагнитного контроля глубины дефектов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

l (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ

ДЕФЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ!

Изобретение относится к нераз.рушающему электромагнитному контролю материалов и изделий и может быть использовано во всех областях народного хозяйства.

Известен способ электромагнитного контроля глубины дефектов,заключающийся в том, что выходной сигнал вихретокового преобразователя компенсируют при наличии в зоне контроля бездефектного изделия,, затем размещают контролируемое изделие в зоне контроля и измеряют амплитуду А выходного сигнала вихретокового преобразователя, которую, учитывают при определении глубины дефекта.

Устройство для осуществления этого способа содержит последо,вательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, амплитудный детектор и индикатор (1) .

Недостатком известных способа и устройства является узкий диапазон отстройки от изменения удельной электрической проводимости изделий, что объясняется требованиями наличия годографов выходного сигнала преобразователя в зависимости от вариаций подавляемого параметра в виде концентрических окружностей.

Цель изобретения - расширение диапазона отстройки от изменений удельной электрической проводимости изделия, а также увеличение чувствительности к глубине мелких дефектов.

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем,компен15 сацию выходного. сигнала преобразователя при наличии в зоне контроля бездефектного изделия, размещение контролируемого изделия в зоне кон20 троля и измерение амплитуды А выходного сигнала .преобразователя, перед размещением контролируемого изделия в зоне контроля строят годографы выходного сигнала вихретокового или

3 9 преобразователя от изменений удельной электрической проводимости иэделия и глубины дефекта, аппраксимируют линии изменения удельной электрической проводимости изделия лемнискатами так, чтобы общий полюс лемнискат совпадал с точком компенсации выходного сигнала вихретокоsoro преобразователя, а общая осьс вектором опорного сигнала, затем измеряют. фазу Ч выходного сигнала вихретокового преобразователя относительно выбранного опорного сигнала и по величине отношения А /cos 2× определяют глубину дефекта. б, Кроме того, устройство, реализующее данный способ, содержит последо вательно соединенные генератор,вихретоковый преобразователь, амплитудный детектор и индикатор, снабжено последовательно соединенными фазовращателем, вход которого соединен с выходом генератора, измерителем разности фаз, второй вход которого подключен к выходу вихретокового преобразователя, функциональным преобразователем и измерителем отноше» ния напряжений, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора через квадратор, а выходс индикатором.

Устройство может быть снабжено блоком извлечения квадратного корня, включенным между выходом измерителя отношения напряжений и индикатором. На фиг. 1 изображены годографы выходного сигнала проходного преобравователя ЬУ в зависимости от изменений относительной глубины дефекта Ь и обобщенного параметра

x2 = R è)Ô, 6, где R - меньший из радиусов обмотки вихретокового преобразователя, и> - круговая частота тока возбуждения преобразователя, Уо 4Х 10 Г/И, - удельная электрическая проводимость контролируемого издебпия;на фиг.2 приведена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 3 - то же, с блоком извлечения квадратного корняi

Из фиг. 1 видно, что в достаточно широких пределах линии изменения х можно аппроксимировать лемнискатами (Бернулли), изображенными штриховыми линиями. Уравнение лемнискаты, напри20506 мер, в полярных координатах, имеет вид

А =Pcos2Ч (1)

P А /cos 2Ч (2) где P - расстояние от полюса 6 до фокуса Р лемнискаты;

A — величина текущего радиусаФ вектора А;

Ч - угол между полярной ось|о OX и текущим. радиус-вектором А лемйискЭты.

При этом величина параметра 1 за15 висит только от глубины дефекта и практически не зависит от измен0ний обобщенного параметра х2, т.е. удельной электрической проводимости иэделия.

Структурная схема устройства, изображенная на фиг.2, .содержит генератор 1, вихретоковый преобразователь 2 с компенсатором (не покФзан), амплитудный детектор 3, фа0овращатель 4, измеритель 5 разносФи фаэ, функциональный преобразователь

6, квадратор 7, измеритель 8 отношения напряжений и индикатор 9.

Структурная схема устройства иа фиг.3 отличается от устройства на фиг.2 тем, что оно содержит блок 10 извлечения квадратного корня.

Способ с помощью устройства реализуется следующим образом.

Генератор 1 питает вихретоковый преобразователь 2 с компенсатором, выходной сигнал с которого поступает одновременно на амплитудный детектор 3 и измеритель 5 разности

"0 фаз, второй вход которого подключен к генератору 1 через фазовращатель

4.Последний обеспечивает совмещение направлений общей оси .ОХ лемнискат с вектором опорного напряжения Vù

Выходные сигналы с амплитудного детектора 3 и измерителя 5 разности фаэ подаются соответственно на квадратор 7 и функциональный преобразова тель 6. При этом выходной сигнэл

50 квадратора 7 (гпропорционален А, а выходной сигнал функционального преобразователя 6 - cos 2Ч. С выходов квадратора 7 и функционального преобразователя 6 сигналы подаются на

ss входы измерителя 8 отношения напряжений, обеспечивающего пропорциональность выходного сигнала величине А /cos 29, и регистрируется ин2

5 9 дикатором 9. В силу квадратичной зависимости показаний индикатора

9 от глубины Ь дефекта предлагаемое устройство позволяет автоматически снизить влияние на результаты .зме-. рений сигналов, сравнимых по величине с сигналами от дефектов глубиной

Ъ (5, при сохранении высокой для практики чувствительности .к,дефектам глубиной Ь»р 104.

Схема на фиг.3 отличается от описанной тем, что выходной сигнал измерителя 8 отношения напряжений подается на индикатор 9 через блок

10 извлечения квадратного корня.

При этом показания индикатора 9 пропорциональны величине отношения

А/ Гсое 2Ц и практически линейно еависят от глубины дефекта h Ф-

Предлагаемый способ электромагнитного контроля глубины дефектов и реализующие его устройства позволяют не только обнаруживать наличие дефектов в контролируемом изделии, но и измерять глубину дефектов независимо от изменений удельной электрической проводимости изделий. формула изобретения

1. Способ электромагнитного контроля глубины .дефектов, заключающийся в том, что выходной сигнал вих ретокового преобразователя компенсируют при наличии в зоне контроля бездефектного .иэделия, затем размещают контролируемое изделие в зоне контроля и измеряют амплитуду А выходного сигнала вихретокового преобразователя, которую учитывают при определении глубины дефекта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона отстрой-, ки от изменений удельной электрической проводимости изделий, переД размещением контролируемого иэделия

20506 6 в зоне контроля строят годографы выходного сигнала вихретокового преобразователя от изменений удельной электрической проводимости иэделия

5 и глубины дефекта, аппроксимируют линии изменения удельной электричес" кой проводимости лемнискатами так, чтобы общий полюс лемнискат совпадал с точкой компенсации выходного сигнала вихретокового преобразователя, общая ось - с вектором Опорного сигнала, затем измеряют фазу Ч .выходного сигнала вихретокового преобразователя стносительно выбранного

1 опорного сигнала и по величине отношения А /cos 2т определяют глубину дефекта.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее последо20 вательно соединенные генератор, вих-g ретоковый преобразователь, амплитудный детектор и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными фазо25 вращателем, вход которого соединен с выходом генератора, измерителем разности фаз, BtopoH вход которого подключен к выходу вихретокового преобразователя, функциональным преЗв обраэователем и измерителем отношения напряжений, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора через квадратор, а выходс индикатором.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности к глубине мелких дефектов, оно снабжено блоком извлечения квадратного корня, 4р включенным между выходом измерителя отношения напряжений и индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы для нераздушающего контроля материалов и изделий.

Справочник под ред. В.В. Клюева, кн. 2, M., "Машиностроение", 1976, с. 326 (прототип1.