SU1567967A1

SU1567967A1 - Вихретоковый способ неразрушающего контрол физико-механических параметров

Info

Publication number: SU1567967A1
Application number: SU853835126A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Яковлевич Керпель
Original assignee: Предприятие П/Я А-3667
Priority date: 1985-01-02
Filing date: 1985-01-02
Publication date: 1990-05-30

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может использоватьс в толщинометрии, дефектоскопии и при измерении других физико-механических параметров материалов и изделий. Целью изобретени вл етс повышение точности контрол за счет отстройки от вли ни изменени частоты колебаний контура вследствие температурной нестабильности индуктивности и емкости контура. Это достигаетс тем, что в вихретоковом способе неразрушающего контрол , заключающемс в том, что включенный в колебательный контур вихретоковый преобразователь размещают над контролируемым объектом, ударно возбуждают контур и измер ют параметр переходного процесса, в качестве которого используют абсолютный минимум разности между напр жением разр да RC- или RL-контура с посто нной времени, меньшей посто нной времени переходного процесса, и напр жением затухающих колебаний переходного процесса, а параметры RC- или RL-контура перед измерением абсолютного минимума измен ют до совпадени абсолютного минимума разности и минимума огибающей разностного напр жени . 3 ил.

Description

Изобретение относитс к неразрушаю- щему контролю и может использоватьс в толщинометрии, дефектоскопии и при измерении других физико-механических параметров материалов и изделий.

Цель изобретени - повышение точности контрол за счет отстройки от вли ни изменени частоты колебаний контура вследствие температурной нестабильности индуктивности и емкости контура.

На фиг, устройство, с помощью которого реализуетс способ; на фиг.2, 3 - кривые, по сн ющие вихретоковый способ неразрушающего контрол физико-механических параметров4

Устройство состоит из источника 1 посто нного напр жени Е, к выходу которого через ключ 2, собранный, например , на транзисторе, подключены i через резистор 3 с сопротивлением R. колебательный контур ударного возбуждени , содержащий вихретоковый преобразователь 4 с индуктивностью и конденсатор 5с емкостью С, и RC контур,содержащий резистор 6 с сопротивлением Rft, резистор 7 с сопротивлением RJ и кон-, денсатор 8 с емкостью Са. Контуры соединены с входами дифференциального усилител 9, выход которого подключен к входу пикового детектора 10.

На фиг.2 крива 11 характеризует напр жение затухающих колебаний, кри.

сл

0Э J

вые 12 - их огибающие по максимумам н минимумам, крива 13 - напр жение разр да RC- или RL-контура.

На фиг.3 крива 14 характеризует разностное напр жение между напр жением разр да RC- нпп RL-контура и напр жением затухающих колебаний; крива 15 - его огибающа по минимумам; точка А - минимум разностной кр вой, совпадающей с минимумом огибающей; измер емое напр жение. Изменение частоты затухающих колебаний в небольших пределах почти не отражаетс на результатах измерений, так как точка Л при этом перемещаетс по огибающей относительно ее минимума.

Способ осуществл етс следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 4 рамещают над поверхностью контролируемого объекта (не показан). В исходном состо нии ключ разомкнут. Ток через преобразователь 4 и напр жение на конденсаторе 5 равны нулю. После замыкани ключа 2 происходит зар д LC и RC-контуров. По окончании зар да через преобразователь 4 течет ток E/R, а конденсатор 5 зар жен до напр жени Е. При размыкании ключа 2 происходит разр д колебательного и RC-контуров: магнитна энерги , накопленна в преобразователе 4, преобразуетс в энергию затухающих колебании (Колебательного контура (LC (), а конденсатор 8 (С) разр жаетс через резисторы 6 (R) и 7 (Rj). Напр жени с контуров поступают на входы дифференциального усилител 9, с выхода которого разностное напр жение подаетс на пиковый детектор 10.

Процесс затухани колебаний, описы

ваетс уравнением

и,

U.e .cos 2, ft,

(1)

и, - мгновенное значение напр жени на контуре; начальное напр жение; - врем ; - посто нна времени переходно

и,

t

го процесса; f частота колебаний.

Из выражени (1) видно, что огибающие затухающих колебаний вл ютс экспонентами. Экспонентой вл етс также крива напр жени на RC- или RL-контуре при цх разр де

ua U г. (2)

7967 где

и„ U

мгновенное значение напр жени на контуре; начальное напр жение; - посто нна времени переходного процесса,

Если вычесть напр жение и4 из напр жени U 2 (например, с помощью дифференциального усилител ), то при -г.Ј ц огибающа по минимумам разностного напр жени будет иметь минимум с абсциссой t , определ емой

5

равенством

/v. A

ь, ьг т

t In

о с, - ьг

U-г

ь.

(3)

Яз выражени

варьиру . заданных

/ jj

.- л. )

IJ, -2

(3) следует, что, (при

величинами U., и

и

л,

6,

),

можно совместить

0

5

0

45

5

0

tQ с минимумом любой полуволны разностного напр жени . Измер л затем минимум разностного напр жени с помощью пикового детектора, осуществл ют контроль объекта.

Пример, Пусть затухающие колебани контура при установке на изделие имеют параметры f 10 Гц, С, 5 мкс. Совместив минимум огибающей разностного напр жени с минимумом четвертой полуволны разностного напр жени , т.е. t 4 мкс, прин в /Ј, 0,9, и решив уравнение (3) относительно U2/U1, получим U2/U, 0,98.

Пусть требуетс измерить толщину диэлектрического покрыти на нсмаг- литном основании 0,5 мкм. При использовании вихретокового преобразовател си стержневым сердечником такому перемещению ВТП будет соответствовать полезное изменение напр жени колебательного контура приблизительно на 3-Ю . Прин в нестабильность напр жени за счет нестабильности частоты колебаний контура не более 0,3% от его полезного изменени , т.е. не более I0 напр жени и анализиру огибающую разностного напр жени видим, что такому изменению напр жени в точке ее минимума соответствует нестабильность частоты контура в 0,5%, что легко осуществимо.

Claims

Использование способа позвол ет повысить чувствительность и точность измерений, расширить границы применени вихретокового способа контрол . Формула изобретени

Вихретоковый способ неразрушающего контрол физико-механических параметров электропровод щих объектов,

51

заключающийс в том, что включенный в колебательный контур вихретоковый преобразователь размещают над контролируемым объектом, ударно возбуждают контур и измер ют параметр переходного процесса, отличающийс тем, что, с целью повышени точности контрол , в качестве параметра переходного процесса используют абсолютный минимум разности

679676

между напр жением разр да RC- или RL-контура с посто нной времени, меньшей посто нной времени переходного процесса, и напр жением затухающих

колебаний переходного процесса, а параметры RC- или RL-контура перед измерением абсолютного минимума измен ют до совпадени абсолютного минимума разности и минимума огибающей по минимумам разностного напр жени .

10

Фив. /

Вреп

Фаг. г

/

Фаг.З