Способ вихретокового контроля структуры материала

Способ вихретокового контроля структуры материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистичесиих

Респубпии

<и> 93238? (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 08.10. 80 (21) 3006464д -28 с присоединением заявки яв (23) Приоритет

Опубликовано 30 .05 . 82. Бюллетень Ра 20

Дата опубликования описания 30 .05. 82 (51)М. Кл.

G 01 N 27/90

Гооударотваииый квинтет

СССР по делам иаебрвтеиий и открытий (53) УД К 620.1.79..14(088.8) (72) Авторы изобретения

А.Я.Тетерко, B.Ã.Pûáà÷óê, В.Н.Учанин и

Физико-механический институт АН Украин и Специальное конструкторско-технологи бюро Физико-механического института АН (7l) Заявители (54 ) СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ

СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий вихретоковым методом и может быть использовано для структуроскопии неферромагнитных электропроводных материалов во всех областях машиностроения.

Известен способ. вихретокового контроля, заключающийся в том, что контролируемое изделие вводят во взаимодействие с электромагнитным

-преобразователем, изменяют температуру контролируемого изделия до значения, при котором изменения полного вносимого сопротивления в преобразоt5 ватель от определенного физико-механического параметра изделия максимальны, и по значению обобщенного параметра судят о результатах контроля (11.

Недостатком известного способа является необходимость поиска и последующего поддержания такого значения температуры материала, при которой изменения полного вносимого сопротивления в преобразователь от определенного физико-механического параметра материала максимальны. Это усложняет процесс контроля, делает его менее оперативным и производительным, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ вихретокового контроля мате-. риала, заключающийся в том, что в контролируемом материале возбуждают вихревые токи и при помощи электромагнитного преобразователя получают сигнал, пропорциональный электропроводности контролируемого материала при данной температуре f 2f.

Недостатком известного способа является низкая точность и малая. достоверность контроля, так как удельная электропроводность зависит не только от структуры и Физико-механических свойств материала, но и

932387 от температуры материала, которая в известном способе не учитывается.

Цель изобретения - повышение точ" ности и достоверности контроля.

Указанная цель достигается тем, что в способе.вихретокового контроля структуры материала, заключающемся в том, что в контролируемом материале возбуждают вихревые токи и при помощи электромагнитного преобразователя получают сигнал, пропорциональный электропроводности контролируемого материала при данной температуре, перед определением электропроводности размещают в контролируео мой зоне датчик температуры, преобразуют отклонение температуры контролируемого материала от номинального значения в электрический сигнал, подвергают полученный сигнал масштабному преобразованию с коэффициентом преобразования К„„, формируют вспомогательный сигнал, для чего результат масштабного преобразования суммируют со стабильным по величине и не равным нулю постоянным напряжением, умножают полученное суммарное напряжение на электрический сигнал, пропорциональный значению удельной электропроводности при данном значении температуры контролируемого материала, изменяют температуру контроли" руемого материала несколько раз на произвольные величины и устанавливают такое значение коэффициента К„„ масштабного преобразования, чтобы сигнал, полученный после перемножения, остался постоянным при указанных изменениях температуры материала, и по полученному сигналу судят о структуре материала.

U2 = К ь рту (2) 35

Напряжение U g поступает на вход масштабного преобразователя 7 с регулируемым коэффициентом преобразования. На выходе- масштабного преобразователя получают сигнал

U — кU — к к a (з) где К - коэффициент преобразования

7 масштабного преобразователя 7.

45 . Это напряжение поступает на первый вход сумматора 8, на второй вход которого подается напряжение

U4 с выхода источника 9 стабильного напряжения. Сигнал на выходе сумма"

50 ,тора 8 равен .

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа..

Устройство содержит последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 1, измерительную схему, 2, умножитель 3, измерительный прибор 4.

A также последовательно соединенные датчик 5 температуры, измерительную схему б, масштабный преобразователь

7, сумматор 8, выход последнего подключен ко второму входу умножителя

3. Ко второму входу сумматора 8 подключен источник 9 стабильного напряжения.

Способ осуществляется следующим образом. ф а

Вихретоковый преобразователь 1 и датчик 5 температуры располагают в контролируемой зоне исследуемого материала. Выходной сигнал вихретокового преобразователя преобразуют измерительной схемой 2, на выходе которой получают электрический сигнал

Ч к т . (" ) где К„ - коэффициент преобразования вихретокового датчика 1 и измерительной схемы 2.

Одновременно датчик 5 температуры

15 измеряет температуру материала в контролируемой зоне. Он включен в измерительную схему 6, которую настраивают так, что при температуре материала, равной номинальному знащ чению Тн, сигнал на ее выходе равен нулю. Если температура контролируемого материала отличается от номинального значения, то на выходе измерительной схемы 6 появляется на25 пряжение, пропорциональное отклонению температуры контролируемого материала от номинального значения

30,i где К - коэффициент преобразования датчика 5 температуры и измерительной схемы 6, ц =u+u=a к ьт+о:Ь <+ ьт

К К

4 Ь +- 4 О

Это напряжение подается на первый вход умножителя 3. На второй вход умножителя поступает выходной сигнал

U измерительной схемы 2..5

Напряжение на выходе умножителя равно

" Ь "7 — -дт

932387

10 в результате осуществления способа, зависит только от удельной электропроводности материала при некотором номинальном значении температуры, и не зависит от того, при какой температуре находится контролируемый материал, т,е. при осуществлении предлагаемого способа изменения тем" пературы контролируемого материала не влияют на результаты контроля. которое измеряют измерительным при( бором 4, показание которого.1 кВь1 ьТ

8 ч4. gн 1+

1 К ЬК7 bT

=И 6 — —

3 " 1+сСдТ

20 (72

Отсюда следует, что

К, К7н К (8)—

Показание измерительного прибора 4 равно

® .1 уб н

Таким образом, показание выходного прибора пропорционально значению удельной электропроводности контролируемого материала при номинальном значении температуры.

Предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность. и достоверность контроля структуры неферромагнитных металлических материалов, поскольку напряжение Ц- получаемое

40 где К вЂ” коэффициент греобразования

8 измерительного прибора 4, К = К 20 Ку - коэФфициент преоб- разования устройства.

В процессе проведения контроля 25 принудительно изменяют температуру контролируемого материала, т,е. ЬТ принимает разные произвольные значения. При этом регулируют коэффициент преобразования масштабного преобразователя 7 до тех пор, пока не установят такое его значение К „, при котором показание Я выходного прибора не зависит от указанных выше изменений температуры контролируе- зЗ мого материала. Из выражения (6) следует, что это достигается в том случае, если формула изобретения

Способ вихретокового контроля структуры материала, заключающийся в том, что в контролируемом материа" ле возбуждают вихревые токи, и при помощи электромагнитного преобразователя получают сигнал, пропорциональный электропроводности контролируемого материала при данной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, перед определением электропроводности размещают в контролируемой зоне датчик температуры, преобразуют отклонение температуры контролируемого материала от номинального значения в электрический сигнал, подвергают полученный сигнал масштабному преобразованию с коэффициентом преобразования К>, формируют вспомогательный сигнал, для чего результат масштабного преобразования суммируют со стабильным по величине и не равным нулю постоянным напряжением, умножают полученное суммарное напряжение на электрический сигнал, пропорциональный значению удельной электропроводности при данном значении температуры контролируемого материала, изменяют температуру контролируемого материала несколько раз на произвольные величины и устанавливают такое значение коэффициента К 1 масш" табного преобразования, чтобы сигнал, 1

% порученный после перемножения, оставался постоянным при указанных изменениях температуры материала, и по полученному сигналу судят о структуре материала.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 684434, кл. G 01 N 27/86, 1979.

2. Дорофеев А.Л. Электроиндуктивная дефектоскопия. М., "Иашиностроение", 1967, с. 141-147 (прототип).

932387

Составитель А,Бодров

Редактор,И.Голаковски Техред А. Бабинец, . Корректор О.Билак

Заказ 3774/64 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

«е 4»

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