SU1221578A1 - Устройство электромагнитного контрол металлических изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области неразрушающего электромагнитного контрол  металлических изделий. Цель изобретени  - повьппение надежности контрол  за счет отстройки от изменени  величины зазора между вихретоковым преобразователем и контролируемым объектом. При наличии электромагнитного взаимодействи  вихретоковых преобразователей (ВТП) с контролируемым объектом шестиплечий мост разбалан- сируетс  вносимыми в ВТП активным и реактивным сопротивлени ми На сиг нальных входах соответствующих фазовых детекторов при специальном выборе величины сопротивлений шестиплечего моста возникают напр жени , фазовые сдвиги которых относительно напр жени  автогенератора определ ютс  соотношени ми: qi.arci ..« i ; t rarcl XBM.a/RBH.2 где R, и R.,, - активное сопротивлеoH .i вн,2 ние; - реактивное сопротивление . После преобразовани  сигналов соответствующими функциональными преобразовател ми и суммировани  на выходе устройства получаетс  напр жение И, не завис щее от изменени  величины зазора и несущее информацию о контролируемых параметрахо 1 ил. вЧ.( и X вН.2 i (Л э ю СП 00

Description

10

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  электромагнитного контрол  металлических изделий.

Цель изобретени  - повьшение надежности контрол  о

На чертеже представлена функциональна  схема устройства

Устройство электромагнитного контрол  металлических изделий содержит два вихретоковых преобразовател  1 и 2, автогенератор 3, два фазовых детектора 4 и 5, подключенные к выходам последних два функциональных преобразовател  6 и 7, сумматор 8, входы которого соединены с выходами функциональных преобразователей 6 и 7, подключенные к выходу последнего последовательно соединенные нормирующий блок 9 и индикатор 10, шестиплечий мост 11, в четыре плеча шестиплечего моста, три из которых - смежные, включены резисторы 12 - 15, а в каждьш из двух других - последовательно соединенные конденсатор 16 (17) и вихре- токовьм преобразователь 1 (2), автогенератор 3 подключен к диагонали питани  шестиплечего моста 11, содержащей два последовательно соединенных резистора 13 и 15, и к объединенным 30 опорным входам фазовых детекторов 4 и 5, сигнальные входы которых подключены к измерительным диагонал м шестиплечего моста 11, реактивные сопротивлени  конденсаторов 16 и 17 выбра- 35 ны из услови  равенства их по модулю собственному реактивному сопротивлению вихретокового преобразовател  1 (2), сопротивление резистора 15 в плече

зователей 1 и 2 с контролируемым объектом ( на чертеже не показан) в плечах шестиплечего моста 11, содержащих последовательно включенные вих5 ретоковые преобразователи 1 и 2 и конденсаторы 16 и 17, имеет место резонанс напр жений на частоте колебаний автогенератора Б этих услови х мост 11 оказываетс  сбалансированным и напр жени  на сигнальных входах фазовых детекторов равны нулю При наличии электромагнитного взаимодействи  вихретоковых преобразователей 1 и 2 с контролируемым объектом шести15 плечи: мост 11 разбалансирован вносимыми в вихретоковые преобразователи 1

и 2 активными R и Rg, реактивными X

ВИИ

и х сопротивлени ми. На

20

25

сигнальных входах фазовых детекторов 4 и 5 возникают напр жени , фазовые сдвиги которых относительно напр жени  автогенератора 3 определ ютс  соотношени ми:

X

Cf| arctq р - arctq

R

arctq

вН.1 X

RH.t

R

- arctq

R +

X

5+ RS«;

BH.2

BH.Z

R +

.z

где R - сопротивление резисторов 12,

13 и 14;

Rj - сопротивление резистора 15. Если сопротивление резисторов 12, 13 и 14 выбрано так, что выполн етс  соотношение

R 100 X ,

где х„ - собственное реактивное сопротивление преобразовател  1 или 2,

делитьс  соотношени ми:

q),arctq и с arctq -f

ВН.1BH.i

Таким образом, на выходах генераторов 4 и 5 имеют место напр жени :

и, arctq

X

8Н.1

ТО С погрешностью менее 1% фазовые сдвиги напр жений на сигнальных входах шестиплечего моста 11, смежном с пле- 40 фазовых детекторов 4 и 5 будут опре- чами, каждое из которых включает последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 1 (2) и конденсатор 16 (17), выбрано из услови  равенства их собственному активному сопротивлению 45 вихретокового преобразовател  1 (2), а сопротивлени  остальных резисторов R равны между собой и выбраны из услови 

R 100 Х,50

где Хд - собственное реактивное сопротивление вихретокового преобразовател .

Устройство электромагнитного контрол  металлических изделий работает 55 следующим образом

При отсуствии электромагнитного взаимодействи  вихретоковых преобраR

8Н.(

и arctqfabi.

вН.2

соответственно.

На выходах функциональных преобразователей 6 и 7, амплитудные характеристики которых Ug, f (Ugj,J, реализуют функцию Uj, In(tqUax),

получаютс  напр жени  U. 1п

и, In

6Н.2

соответственно.

зователей 1 и 2 с контролируемым объектом ( на чертеже не показан) в плечах шестиплечего моста 11, содержащих последовательно включенные вихретоковые преобразователи 1 и 2 и конденсаторы 16 и 17, имеет место резонанс напр жений на частоте колебаний автогенератора Б этих услови х мост 11 оказываетс  сбалансированным и напр жени  на сигнальных входах фазовых детекторов равны нулю При наличии электромагнитного взаимодействи  вихретоковых преобразователей 1 и 2 с контролируемым объектом шестиплечи: мост 11 разбалансирован вносимыми в вихретоковые преобразователи 1

и 2 активными R и Rg, реактивными X

ВИИ

и х сопротивлени ми. На

сигнальных входах фазовых детекторов 4 и 5 возникают напр жени , фазовые сдвиги которых относительно напр жени  автогенератора 3 определ ютс  соотношени ми:

X

Cf| arctq р - arctq

R

arctq

вН.1 X

RH.t

R

- arctq

R +

X

5+ RS«;

BH.2

BH.Z

R +

.z

где R - сопротивление резисторов 12,

13 и 14;

Rj - сопротивление резистора 15. Если сопротивление резисторов 12, 13 и 14 выбрано так, что выполн етс  соотношение

R 100 X ,

где х„ - собственное реактивное сопротивление преобразовател  1 или 2,

делитьс  соотношени ми:

q),arctq и с arctq -f

ВН.1BH.i

Таким образом, на выходах генераторов 4 и 5 имеют место напр жени :

ТО С погрешностью менее 1% фазовые сдвиги напр жений на сигнальных входах фазовых детекторов 4 и 5 будут опре-

и, arctq

X

8Н.1

С погрешностью менее 1% фазовые сдвинапр жений на сигнальных входах овых детекторов 4 и 5 будут опре-

R

8Н.(

и arctqfabi.

вН.2

соответственно.

На выходах функциональных преобразователей 6 и 7, амплитудные характеристики которых Ug, f (Ugj,J, реализуют функцию Uj, In(tqUax),

получаютс  напр жени  U. 1п

и, In

6Н.2

соответственно.

На выходе сумматора 8 имеет место разность этих напр жений

и, - и In - - In .

.. .

котора  при изменении величины зазо- ров между выхретоковыми преобразовател ми 1 и 2 и контролируемым объектом (при неизменных параметрах контролируемого объекта и фиксированной разности зазоров) остаетс  неизменной, так как соотношение реактивных и активных вносимых сопротивлений экспоненциально зависит от зазорао В то же врем  напр жение на выходе сумматора 8 зависит от параметров контролируемого объ- екта, что после нормировани  блоком 9 отмечаетс  индикатором 10о

В устройстве чувствительность измерительной схемы, в которую включе- ны преобразователи 1 и 2 (шестиплечий мост), к изменению контролируемого параметра остаетс  неизменной в более широком диапазоне зазоров (до 15 мм), а применение предложенной формы обра- ботки информации позвол ет исключить вли ние зазора на результат измерений

Claims (1)

1. Формула изобре тени 

   Устройство электромагнитного контрол  металлических изделий, содержащее два вихретоковых преобразовател , автогенератор, функциональньй преобразователь и последовательно соединенные но1 1ирующий блок и индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежности контрол , оно снабжено подключенным к входу норми 5

   0 5

   рующего блока сумматором, вторым функциональным преобразователем,двум  фазовыми детекторами, опорные входы которых объединены, а выходы подключены к входам функциональных преобразователей , выходы которых соединены с входами сумматора шестиплечим мостом, в четыре плеча шестиплечего моста, три из которых - смежные, включены резисторы , а в каждое из двух других-последовательно соединенные конденсатор и вихретоковый преобразователь, автогенератор подключен к диагонали питани  шестиплечего моста, содержащей два последовательно соединенных резистора , и к объединенным опорным входам фазовых детекторов, сигнальные входы которых подключены к измерительным диагонал м шестиплечего моста, реактивные сопротивлени  конденсаторов выбраны из услови  равенства их по модулю собственному реактивному сопротивлению вихревого преобразовател , сопротивление резистора в плече шестиплечего моста, смежном с плечами, каждое из которых включает последовательно соединенные вихретоковьй преобразователь и конденсатор , выбрано из услови  равен- ства их собственному активному сопротивлению вихретокового преобразовател , а сопротивлени  остальных резисторов R равны между собой и выбраны из соотношени 

   Кг 100-х

   5

   где а - собственное реактивное сопротивление вихретокового преобразовател 

   Составитель Ио Рекунова Редактор М. Дылын Техред В.Кадар Корректор В. Бут га

   Заказ 1607/51 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушска  наб„, д„ 4/5

   Филиал ППП Патент, Го Ужгород, ул. Проектна , 4