RU63068U1 - Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials - Google Patents
Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU63068U1 RU63068U1 RU2006143870/22U RU2006143870U RU63068U1 RU 63068 U1 RU63068 U1 RU 63068U1 RU 2006143870/22 U RU2006143870/22 U RU 2006143870/22U RU 2006143870 U RU2006143870 U RU 2006143870U RU 63068 U1 RU63068 U1 RU 63068U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- microprocessor
- unit
- phase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля, основанным на вихретоковом методе, и предназначено для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в деталях различных материалов в машиностроении, авиастроении, в железнодорожном транспорте. Сущность изобретения: введены блок фазового сдвига, микропроцессор, блок памяти, блок связи с компьютером, многофункциональный дисплей. Предлагаемое изобретение позволяет контролировать немагнитные и ферромагнитные материалы, производить автоматическую отстройку от влияющих факторов, визуализировать сигнал от дефекта, сохранять результаты контроля и документировать их.The invention relates to non-destructive testing, based on the eddy current method, and is intended to detect surface and subsurface cracks in the details of various materials in mechanical engineering, aircraft manufacturing, in railway transport. The essence of the invention: introduced a phase shift unit, a microprocessor, a memory unit, a communication unit with a computer, a multifunction display. The present invention allows to control non-magnetic and ferromagnetic materials, to perform automatic detuning from influencing factors, to visualize the signal from the defect, to save the results of control and to document them.
Description
Полезная модель относится к области неразрушающего контроля, в частности к устройствам, основанным на методе вихревых токов, и предназначенным для дефектоскопии металлоизделий и может быть использовано в машиностроении, авиастроении и других отраслях для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в деталях из черных и цветных металлов (в том числе ферромагнитных и немагнитных сталей).The utility model relates to the field of non-destructive testing, in particular to devices based on the eddy current method and intended for flaw detection of metal products and can be used in mechanical engineering, aircraft manufacturing and other industries to detect surface and subsurface cracks in ferrous and non-ferrous metal parts (in including ferromagnetic and non-magnetic steels).
Известен целый ряд вихретоковых устройств для поиска трещин в деталях из ферромагнитных сталей и сплавов ВД-12НФ, ВД-13НФ, ВД-15НФ, ВД-19НФ, ВД-20НФ содержащих генератор напряжения, фазовращатель, измерительный преобразователь, масштабный усилитель, фазовый детектор, управляемый усилитель и блок индикации [см. Инструкция по неразрушающему контролю деталей и узлов локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Вихретоковый метод. - Москва: МПС РФ департамент локомотивного хозяйства, 2001 г., стр.80-88, 93-96 аналог к заявке прилагается].A number of eddy current devices are known for searching for cracks in parts made of ferromagnetic steels and alloys VD-12NF, VD-13NF, VD-15NF, VD-19NF, VD-20NF containing a voltage generator, phase shifter, measuring transducer, scale amplifier, phase-controlled detector amplifier and display unit [see Instructions for non-destructive testing of parts and assemblies of locomotives and motor car rolling stock. Eddy current method. - Moscow: Ministry of Railways of the Russian Federation Department of Locomotive Economy, 2001, pp. 80-88, 93-96, an analogue to the application is attached].
К недостаткам данных устройств можно отнести достаточно узкий диапазон фазовращателя, малая величина рабочего зазора, отсутствие визуализации, документирования и сохранения результатов контроля. Указанные недостатки существенно уменьшают диапазон контролируемых материалов и изделий, а так же область применения этих вихретоковых устройств, из-за несоответствия современным требованиям к проведению неразрушающего контроля.The disadvantages of these devices include a fairly narrow range of the phase shifter, the small size of the working gap, the lack of visualization, documentation and storage of control results. These shortcomings significantly reduce the range of controlled materials and products, as well as the scope of these eddy current devices, due to non-compliance with modern requirements for non-destructive testing.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по совокупности признаков и принятым за прототип является The closest technical solution to the claimed combination of features and adopted for the prototype is
вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ, содержащий генератор напряжения, измерительный преобразователь, автоматический регулятор уровня, фазовращатель, фазовый детектор, фильтр, управляемый усилитель, аналого-цифровой преобразователь сигнала, блок индикации [см. Бизюлев А.Н., Калинин Ю.С., Мужицкий В.Ф., Сосницкая Т.А., Вихретоковый дефектоскоп ВД12-НФМ. // Контроль. Диагностика №4, 2003, с.29-30, прототип к заявке прилагается].eddy current flaw detector VD-12NFM, comprising a voltage generator, a measuring transducer, an automatic level controller, a phase shifter, a phase detector, a filter, a controlled amplifier, an analog-to-digital signal converter, an indication unit [see Bizyulev A.N., Kalinin Yu.S., Muzhitsky V.F., Sosnitskaya T.A., Eddy current flaw detector VD12-NFM. // The control. Diagnostics No. 4, 2003, p.29-30, the prototype is attached to the application].
Этот прибор обнаруживает поверхностные трещины от 0,5 мм на ферромагнитных материалах при наличии непроводящего покрытия до 0,5 мм, а также поверхностные трещины на ферромагнитных материалах от 3 мм при наличии непроводящего покрытия до 3 мм. При этом перечень контролируемых материалов ограничен диапазоном работы фазовращателя (только ферромагнитные материалы), а отсутствие визуализации, документирования и сохранения результатов контроля ограничивает его область применения.This device detects surface cracks from 0.5 mm on ferromagnetic materials with a non-conductive coating up to 0.5 mm, as well as surface cracks on ferromagnetic materials from 3 mm with a non-conductive coating up to 3 mm. Moreover, the list of controlled materials is limited by the range of operation of the phase shifter (ferromagnetic materials only), and the lack of visualization, documentation and storage of control results limits its scope.
Суть заявляемого изобретения состоит в том, что в вихретоковое устройство для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в деталях из токопроводящих материалов, содержащее последовательно соединенные высокочастотный генератор, вихретоковый преобразователь, автоматический регулятор уровня, фазовый детектор, низкочастотный фильтр, управляемый усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а также фазовращатель, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора, блок управления, первый выход которого подключен к второму входу фазовращателя, а второй выход - к второму входу управляемого усилителя, и блок индикации, введены блок фазового сдвига, первый вход которого соединен с выходом фазовращателя, второй вход - с третьим The essence of the claimed invention lies in the fact that the eddy current device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials, containing a series-connected high-frequency generator, eddy-current transducer, automatic level control, phase detector, low-pass filter, controlled amplifier and analog-to-digital converter, as well as a phase shifter, the first input of which is connected to the second output of the generator, a control unit, the first output of which is connected to the second the input of the phase shifter, and the second output to the second input of the controlled amplifier, and the display unit, a phase shift unit is introduced, the first input of which is connected to the output of the phase shifter, the second input - with the third
выходом блока управления, а выход подключен к второму входу фазового детектора, микропроцессор, блок памяти, интерфейс и многофункциональный дисплей, при этом первый вход микропроцессора связан с выходом аналого-цифрового преобразователя, а второй и третий входы микропроцессора связаны двунаправлено с блоком памяти и интерфейсом соответственно, первый выход микропроцессора подключен к входу блока индикации, второй и третий выходы микропроцессора подключены к входам блоков управления и интерфейсу соответственно.the output of the control unit, and the output is connected to the second input of the phase detector, a microprocessor, a memory unit, an interface and a multifunction display, while the first input of the microprocessor is connected to the output of the analog-to-digital converter, and the second and third inputs of the microprocessor are connected bi-directionally to the memory unit and interface, respectively , the first output of the microprocessor is connected to the input of the display unit, the second and third outputs of the microprocessor are connected to the inputs of the control units and interface, respectively.
Техническим преимуществом изобретения является то, что совокупность заявленных признаков позволяет расширить функциональные возможности, т.е. исследовать так же немагнитные токопроводящие материалы в том числе цветные металлы, производить автоматическую отстройку от влияющих факторов, визуализировать сигнал от дефекта, сохранять результаты контроля и документировать их.The technical advantage of the invention is that the combination of the claimed features allows you to expand the functionality, i.e. to study non-magnetic conductive materials, including non-ferrous metals, to perform automatic detuning from influencing factors, visualize the signal from the defect, save the results of the monitoring and document them.
На фиг.1 приведена структурная блок-схема вихретокового устройства.Figure 1 shows the structural block diagram of the eddy current device.
Оно включает в себя последовательно соединенные высокочастотный генератор 1, вихретоковый преобразователь 3, автоматический регулятор 4 уровня, фазовый детектор 5, низкочастотный фильтр 6, управляемый усилитель 7, аналого-цифровой преобразователь 9, микропроцессор 12 и блок 10 индикации, а также фазовращатель 2, блок 8 управления, блок 11 фазового сдвига, блок 13 памяти, интерфейс 14 и многофункциональный дисплей 15.It includes series-connected high-frequency generator 1, eddy-current transducer 3, automatic level 4 controller, phase detector 5, low-pass filter 6, controlled amplifier 7, analog-to-digital converter 9, microprocessor 12 and indication unit 10, as well as phase shifter 2, unit 8 controls, a phase shift unit 11, a memory unit 13, an interface 14, and a multi-function display 15.
Первый вход фазовращателя 2 подключен к второму выходу генератора 1, а выход фазовращателя 2 соединен с первым входом The first input of the phase shifter 2 is connected to the second output of the generator 1, and the output of the phase shifter 2 is connected to the first input
блока 11 фазового сдвига, выход которого включен к второму входу фазового детектора 5. Первый, второй и третий выходы блока 8 управления подключены к вторым входам фозовращателя 2, управляемого уисилителя 7 и блока 11 фазового сдвига соответственно.a phase shift unit 11, the output of which is connected to the second input of the phase detector 5. The first, second and third outputs of the control unit 8 are connected to the second inputs of the phase shifter 2, the controlled amplifier 7 and the phase shift unit 11, respectively.
Второй и третий входы микропроцессора 12 электрически связаны двунаправлено с блоком 13 памяти и интерфейсом 14. Второй выход микропроцессора соединен с входом блока 8 управления, а третий выход микропроцессора 12 подключен к входу многофункционального дисплея 15.The second and third inputs of the microprocessor 12 are electrically connected bidirectionally with the memory unit 13 and the interface 14. The second output of the microprocessor is connected to the input of the control unit 8, and the third output of the microprocessor 12 is connected to the input of the multifunction display 15.
Генератор 1 предназначен для формирования синусоидального сигнала заданной частоты, используемого в качестве сигнала возбуждения преобразователя 3 и опорного сигнала, поступающего на второй вход фазовращателя 2.The generator 1 is designed to generate a sinusoidal signal of a given frequency, used as an excitation signal of the Converter 3 and the reference signal supplied to the second input of the phase shifter 2.
Фазовращатель 2 позволяет изменять фазу опорного сигнала в диапазоне 90°. Для расширения диапазона работы устройства и возможности контролировать немагнитные токопроводящие материалы добавлен блок фазового сдвига 11, который смещает фазу опорного сигнала, расширяя диапазон работы фазовращателя.Phase shifter 2 allows you to change the phase of the reference signal in the range of 90 °. To expand the range of operation of the device and the ability to control non-magnetic conductive materials, a phase shift block 11 is added, which shifts the phase of the reference signal, expanding the range of the phase shifter.
Вихретоковый преобразователь 3, представляет собой дифференциальный датчик трансформаторного типа, состоящий из возбуждающей катушки индуктивности и двух включенных встречно измерительных катушек индуктивности, и предназначен для обнаружения дефектов контролируемого изделия.The eddy current transducer 3 is a transformer-type differential sensor, consisting of an exciting inductor and two on-board inductance coils, and is designed to detect defects in a controlled product.
Автоматический регулятор 4 уровня предназначен для поддержания выходного сигнала постоянной величины независимо от изменения рабочего зазора между преобразователем 3 и поверхностью контролируемой деталью.The automatic level controller 4 is designed to maintain an output signal of a constant value regardless of changes in the working gap between the transducer 3 and the surface of the controlled part.
Фазовый детектор 5 предназначен для выделения фазы Phase detector 5 is designed to isolate the phase
сигнала преобразователя 3, величина которой зависит от структуры материала в зоне контроля детали.the signal of the Converter 3, the magnitude of which depends on the structure of the material in the control zone of the part.
Для выделения постоянной составляющей сигнала с фазового детектора 5 применен низкочастотный фильтр 6To isolate the DC component of the signal from the phase detector 5, a low-pass filter 6 is applied
Управляемый усилитель 7 выполняет функцию усиления сигнала с низкочастотного фильтра 6. Сигнал с управляемого усилителя 7 оцифровывается аналого-цифровым преобразователем 9 и передается на вход микропроцессора 12.The controlled amplifier 7 performs the function of amplifying the signal from the low-pass filter 6. The signal from the controlled amplifier 7 is digitized by an analog-to-digital converter 9 and transmitted to the input of the microprocessor 12.
Блок 8 управления формирует управляющие сигналы на фазовращатель 2, блок 11 фазового сдвига и управляемый усилитель 7 на основании команд микропроцессора 12.The control unit 8 generates control signals to the phase shifter 2, the phase shift unit 11 and the controlled amplifier 7 based on the instructions of the microprocessor 12.
Микропроцессор 12 содержит управляющую программу, осуществляющую сбор, обработку, хранение данных, а также формирование команд для блока 8 управления, блока 10 индикации и многофункционального дисплея 15.The microprocessor 12 contains a control program that collects, processes, stores data, and also generates commands for the control unit 8, the display unit 10, and the multifunction display 15.
Блок 13 памяти предназначен для хранения результатов контроля, настроек режимов работы и программ пользователя.The memory unit 13 is designed to store control results, settings of operating modes and user programs.
Интерфейс 14 предназначен для связи с внешним компьютером (на фиг.1 не показан), формирует протокол двухсторонней связи микропроцессора и компьютера.Interface 14 is intended for communication with an external computer (not shown in FIG. 1), forms a protocol for two-way communication between a microprocessor and a computer.
Многофункциональный дисплей 15 предназначен для отображения текущих настроек и режимов дефектоскопа, а также визуализации результатов измерений.The multifunction display 15 is designed to display the current settings and modes of the flaw detector, as well as visualize the measurement results.
В качестве дополнительной индикации превышения сигналом порогового значения применен блок 10 индикации, в него входят звуковая и световая индикация, дополняющая сигнала дефекта на многофункциональном дисплее 15.As an additional indication of the signal exceeding the threshold value, an indication unit 10 is used, it includes sound and light indications that complement the defect signal on the multifunction display 15.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Преобразователь 3 устанавливают над контролируемой деталью и на его катушку возбуждения подают синусоидальный The transducer 3 is installed over the controlled part and a sinusoidal wave is fed to its excitation coil
сигнал, сформированный генератором 1. Сигнал с измерительных катушек преобразователя 3 поступает на вход автоматического регулятора 4 уровня. Амплитуда сигнала на выходе автоматического усилителя 6 уровня остается неизменной в независимости от изменения рабочего зазора между преобразователем 3 и контролируемой деталью.the signal generated by the generator 1. The signal from the measuring coils of the Converter 3 is fed to the input of the automatic level 4 controller. The amplitude of the signal at the output of an automatic amplifier of level 6 remains unchanged regardless of the change in the working gap between the converter 3 and the controlled part.
Синусоидальный сигнал с второго выхода генератора 1 подается на первый вход фазовращателя 2, который изменяет фазу опорного сигнала в соответствии с командами блока 8 управления, заданными микропроцессором 12.A sinusoidal signal from the second output of the generator 1 is supplied to the first input of the phase shifter 2, which changes the phase of the reference signal in accordance with the commands of the control unit 8 specified by the microprocessor 12.
При контроле немагнитных проводящих материалов фазовращатель 2 не обеспечивает необходимого диапазона изменения фазы, поэтому дополнительно используется блок 11 фазового сдвига, смещающий опорный сигнал по фазе на заданную блоком 8 управления величину.When monitoring non-magnetic conductive materials, the phase shifter 2 does not provide the necessary phase variation range, therefore, an additional phase shift unit 11 is used, which biases the reference signal in phase by a value specified by the control unit 8.
После установки преобразователя 3 на контролируемое изделие, производят компенсацию устройства - формируют фазу опорного сигнала, соответствующую нулевому уровню сигнала на выходе фазового детектора 5. Широкий диапазон и высокая точность установки фазы дают возможность произвести компенсацию для широкого диапазона токопроводящих материалов.After installing the converter 3 on the controlled product, the device is compensated — a phase of the reference signal is formed corresponding to a zero signal level at the output of the phase detector 5. A wide range and high accuracy of phase installation make it possible to compensate for a wide range of conductive materials.
На первый и второй входы фазового детектора 5 поступают сигналы с блока 11 фазового сдвига и сигнал с автоматического регулятора 4 уровня.The first and second inputs of the phase detector 5 receives signals from the phase shift unit 11 and a signal from the automatic level 4 controller.
По разнице фаз между опорным сигналом на выходе блока 11 фазового сдвига и сигналом преобразователя 3 на выходе автоматического регулятора 4 уровня судят о глубине исследуемого дефекта.The phase difference between the reference signal at the output of the phase shift unit 11 and the signal from the converter 3 at the output of the automatic level controller 4 judges the depth of the defect under investigation.
Сигнал фазового детектора 5 после низкочастотного фильтра 6 и управляемого усилителя 7, оцифровывается аналого-цифровым The signal of the phase detector 5 after the low-pass filter 6 and the controlled amplifier 7, is digitized by analog-to-digital
преобразователем 9 для последующей передачи в микропроцессор 12. При превышении сигналом заданного порогового значения происходит срабатывание световой и звуковой индикации в блоке 10 индикации, сопровождаемое изменением информации на многофункциональном дисплее 15.a converter 9 for subsequent transmission to the microprocessor 12. When the signal exceeds a predetermined threshold value, the light and sound indications in the display unit 10 are triggered, accompanied by a change in the information on the multifunction display 15.
Устройство позволяет сохранить настройки и результаты контроля в блоке 13 памяти для их последующего использования. Кроме того, результаты контроля могут передаваться на компьютер, при помощи интерфейса 14, как во время контроля, так и из блока 13 памяти, что позволяет производить дополнительную обработку сигнала и документировать результаты контроля, а так же предоставляет широкие возможности по автоматизации вихретокового контроля.The device allows you to save the settings and results of control in block 13 of the memory for their subsequent use. In addition, the monitoring results can be transmitted to a computer using the interface 14, both during the monitoring and from the memory unit 13, which allows for additional signal processing and documentation of the monitoring results, as well as provides wide possibilities for the automation of eddy current monitoring.
Техническим преимуществом изобретения является то, что совокупность заявленных признаков позволяет расширить функциональные возможности, т.е. исследовать так же немагнитные токопроводящие материалы в том числе цветные металлы, производить автоматическую отстройку от влияющих факторов, визуализировать сигнал от дефекта, сохранять результаты контроля и документировать их.The technical advantage of the invention is that the combination of the claimed features allows you to expand the functionality, i.e. to study non-magnetic conductive materials, including non-ferrous metals, to perform automatic detuning from influencing factors, visualize the signal from the defect, save the results of the monitoring and document them.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143870/22U RU63068U1 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143870/22U RU63068U1 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU63068U1 true RU63068U1 (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=38108410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006143870/22U RU63068U1 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU63068U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542624C1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии СПб" | Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation |
| RU201551U1 (en) * | 2020-09-08 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Алтек-Наука" | Handheld scanner for non-destructive testing of the edge of the hub and adjacent fillet transitions of wheels of rail vehicles |
-
2006
- 2006-12-13 RU RU2006143870/22U patent/RU63068U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542624C1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии СПб" | Method of eddy current monitoring of copper wire rod and device for its implementation |
| RU201551U1 (en) * | 2020-09-08 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Алтек-Наука" | Handheld scanner for non-destructive testing of the edge of the hub and adjacent fillet transitions of wheels of rail vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2707705B1 (en) | Surface property inspection device and surface property inspection method | |
| RU2645787C2 (en) | Device and method for detection of electrically conductive particles in liquid | |
| RU2527310C2 (en) | Device and method of measurement by induction process | |
| EP2124043A1 (en) | Eddy current inspection method, steel pipe inspected by the eddy current inspection method, and eddy current inspection device for carrying out the eddy current inspection method | |
| Polyakov et al. | Non-destructive testing of aluminum alloys by using miniature eddy-current flaw transducers | |
| JPH0854375A (en) | Electromagnetic induction-type inspecting apparatus | |
| EP2963415A1 (en) | Apparatus and circuit for an alternatig current field measurement | |
| RU63068U1 (en) | Vortex device for detecting surface and subsurface cracks in parts of conductive materials | |
| US20150008912A1 (en) | Method and device for detecting mechanical changes in a component by means of a magnetoelastic sensor | |
| JP6843430B2 (en) | Reinforcing bar diameter and fog measuring device for reinforced concrete | |
| US20150276675A1 (en) | Alternating Current Field Measurement System | |
| US20070247145A1 (en) | Device for detecting defects on metals | |
| JP3048176B2 (en) | Defect detection apparatus and method | |
| US20130154621A1 (en) | System and sensor for measuring a distance to a magnetic alternating field source | |
| CN102590327A (en) | Multi-channel magnetic flaw detector | |
| RU2312333C1 (en) | Device for detecting surface and under-surface cracks in conducting materials | |
| JP5013363B2 (en) | Nondestructive inspection equipment | |
| US6752023B1 (en) | Method and device for carrying out the nondestructive material characterization of ferromagnetic substances | |
| RU87527U1 (en) | ADAPTIVE eddy current device for detecting and measuring surface and subsurface cracks in parts from conductive materials | |
| Gushchina et al. | Development of the experimental equipment for measuring the velocity of ultrasonic waves with high accuracy | |
| Dmitriev et al. | Superminiature eddy-current transducers for studying steel to dielectric junctions | |
| Malikov et al. | Subminiature eddy-current transducers for studying steel to dielectric junctions | |
| JPH0441303B2 (en) | ||
| RU2564823C1 (en) | Device for detection of defects of small linear sizes | |
| Decitre et al. | Detection of Grinder Burn Area on Surfaces of Ferromagnetic Material by Eddy Current, Barkhausen Noise and Multi Technical 3MA Methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20081214 |