SU1483349A1 - Electromagnetic device for for non-destructive testing - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю электромагнитным методом. Цель изобретени  - повышение информативности и точности контрол . Устройство позвол ет определить параметры контрол  из следующих соотношений: H = K₁ U₂+U₃-U₁K₂)This invention relates to non-destructive testing by an electromagnetic method. The purpose of the invention is to increase the information content and accuracy of control. The device allows determining control parameters from the following relationships: H = K ₁ U ₂ + U ₃ -U ₁ K ₂ )

A=1/2 K₂2 X (U₂+U₃-2K₂1 X H) и X = 1/2 K₂3 X A (U₂ - U₃) , где H,A и X - соответственно рассто ние между обмотками 7,8 и объектом контрол , размер объекта контрол  и смещение контролируемого объекта параллельно плоскости обмотки 2 вихретокового преобразовател A = 1/2 K ₂ 2 X (U ₂ + U ₃ -2 K ₂ 1 XH) and X = 1/2 K ₂ 3 XA (U ₂ - U ₃ ), where H, A and X are respectively the distance between windings 7.8 and the control object, the size of the control object and the displacement of the test object parallel to the plane of the winding 2 of the eddy current transducer

U₁,U₂,U₃, - соответственно напр жни  с выхода усилител  5 и обмоток 7 и 8U ₁ , U ₂ , U ₃ , - respectively, voltage from the output of amplifier 5 and windings 7 and 8

K₁,K₂,K₂1,K₂2,K₂3 - посто нные коэффициенты. Указанный алгоритм реализуетс  с помощью компенсаторов 10, 20, 23, вычитателей 12, 15, 24, сумматора 21, делител  17 и п ти масштабных усилителей 11,13,14,16 и 18. 3 ил.K ₁ , K ₂ , K ₂ 1, K ₂ 2, K ₂ 3 are constant coefficients. This algorithm is implemented using compensators 10, 20, 23, subtractors 12, 15, 24, adder 21, splitter 17, and five scale amplifiers 11,13,14,16 and 18. 3 Il.

Description

Фиг.11

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю электромагнитным методом и может быть использовано дл  контрол  параметров изделий в динамических услови х, например, продольных и поперечных перемещений лопаток ротора и др.The invention relates to non-destructive testing by an electromagnetic method and can be used to control the parameters of products under dynamic conditions, for example, longitudinal and transverse movements of rotor blades, etc.

Цель изобретени  - повышение информативности за счет увеличени  числа контролируемых параметров и точности контрол  за счет отстройки результатов контрол  от вли ни  изменени  зазора между дополнительными обмотками и объектом контрол .The purpose of the invention is to increase the information content by increasing the number of monitored parameters and the accuracy of control due to the detuning of the control results from the influence of the change in the gap between the additional windings and the object of control.

На фиг. 1 изображена структурна  схема электромагнитного устройства; на фиг. 2 - объект контрол  и обмотки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.FIG. 1 shows a structural diagram of an electromagnetic device; in fig. 2 - control object and winding; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2

Электромагнитное устройство дл  неразрушающего контрол  содержит первый колебательный контур 1 с включенным в него вихретоковым преобразователем (полесоздающа  обмотка 2), соединенный с первым колебательным кон туром 1 .через резистор 3 второй колебательный контур 4, последовательно соединенные усилитель 5, соединенный с вторым колебательным контуром 4 s и нелинейный четырехполюсник 6, подключенный к первому колебательному контуру 1, первую и вторую дополнительные обмотки 7 и 8, индуктивно св занные с полесоздающей обмоткой 2 преобразовател , последовательно соединенные первый амплитудный детектор 9, первый компенсатор 10, первый масштабный усилитель 11, первый вы- читатель 12, второй масштабный усилитель 13, третий масштабный усилитель 14, второй вычитатель 15, четвертый масштабный усилитель 16, делитель 17 и п тый масштабный усилитель 18,) а также последовательно соединенные второй амплитудный детектор 19, подключенный к первой дополнительной обмотке 7, второй компенсатор 20 и сумматор 21, выход которого подключен к вторым входам первого и второго вычитателей 12 и 15, и последовательно соединенные третий амплитудный детектор 22, подключенный к второй дополнительной обмотке, третий компенсатор 23 и третий вычитатель 24, выход которого подключен к второму входу делител  17, выходы компенсаторов 20 и 23 подключены соответственно кElectromagnetic device for non-destructive testing contains the first oscillating circuit 1 with the eddy current transducer included in it (the forest-building winding 2), connected to the first oscillating circuit 1. Through the resistor 3, the second oscillating circuit 4, connected in series to the amplifier 5, connected to the second oscillating circuit 4 s and a non-linear quadrupole 6, connected to the first oscillatory circuit 1, the first and second additional windings 7 and 8, inductively connected to the field creation winding 2, the first series amplitude detector 9, the first compensator 10, the first scale amplifier 11, the first reader 12, the second scale amplifier 13, the third scale amplifier 14, the second subtractor 15, the fourth scale amplifier 16, the divider 17 and the fifth scale amplifier 18,) as well as serially connected second amplitude detector 19, connected to the first additional winding 7, second compensator 20 and adder 21, the output of which is connected to the second inputs of the first and second subtractors 12 and 15, and sequentially tionary connected third amplitude detector 22 is connected to the second additional coil, the third compensator 23 and the third subtractor 24, whose output is connected to the second input of the divider 17, the outputs of compensators 20 and 23 are respectively connected to the

00

5five

вторым входам третьего вычитател  24 и сумматора 21, а выходы второго, четвертого и п того масштабных усилителей 13, 16 и 18 подключены к индикатору (не показан).the second inputs of the third subtractor 24 and the adder 21, and the outputs of the second, fourth and fifth scale amplifiers 13, 16 and 18 are connected to an indicator (not shown).

Устройство работает следующим образом The device works as follows

Нелинейный четырехполюсник 6, колебательные контуры 1, 4 и резистор 3 образуют цепь положительной обратной св зи, охватывающей усилитель 5, Напр жение автоколебаний усилител  5 поступает в вихретоковый преобразователь (пылесоздающа  обмотка 2) первого колебательного контура 1. Напр жение U, с выхода усилител  5 зависит от рассто ни  h (фиг. 2) между обмотками 7, 8 и объектом 25 контрол  с размером а. При 1/2 а/2 + X, где 1 - длина обмотки 2, X - перемещение контролируемого объекта 25 параллельно плоскости обмотки 2 вихре- токового преобразовател , напр жение U,, можно выразить следующим образом:Nonlinear quadrupole 6, oscillatory circuits 1, 4 and resistor 3 form a positive feedback circuit encompassing amplifier 5, Self-oscillation voltage of amplifier 5 enters the eddy current transducer (dust-generating winding 2) of the first oscillating circuit 1. Voltage U, from the output of amplifier 5 depends on the distance h (fig. 2) between the windings 7, 8 and the control object 25 with size a. At 1/2 a / 2 + X, where 1 is the length of the winding 2, X is the displacement of the object under test 25 parallel to the plane of the winding 2 of the eddy current transducer, the voltage U ,, can be expressed as follows:

и, иЈand, and

+ К„Ь + К14-а ,+ К „Ь + К14-а,

где U01 - начальное напр жение с усилител  5; К и К,, - чувствительиwhere U01 is the initial voltage from amplifier 5; K and K ,, - feel

VIVI

ность автогенератора к изменению рассто ни  h и размера а объекта 25.the ability of the oscillator to change the distance h and the size a of the object 25.

В качестве дополнительных катушек 7 и 8 рекомендуетс  использовать конструкцию в виде двух симметрично размещенных треугольных обмоток (фиг. 3}; которые обеспечивают линейную зависимость изменени  напр жени  от перемещени  X объекта 25.As additional coils 7 and 8, it is recommended to use a structure in the form of two symmetrically placed triangular windings (Fig. 3}; which provide a linear dependence of the voltage change on the displacement X of the object 25.

В этом случае напр жение, снимаемое с обмоток 7 и 8 равноIn this case, the voltage removed from windings 7 and 8 is equal to

U, и„, +К,, h+K,,- а+К,U, and „, + K ,, h + K ,, - a + K,

ахOh

4545

U3 U03 +K1} h+KU3 U03 + K1} h + K

гзgz

а+К33 -ах,a + K33 s

где U2, U3 - напр жение соответственно на обмотке 7 и обмотке 8.where U2, U3 is the voltage respectively on winding 7 and winding 8.

Из приведенных выражений следует, что рассто ние h между вихретоковым преобразователем и контролируемой поверхностью объекта 25 равноFrom the above expressions it follows that the distance h between the eddy current transducer and the controlled surface of the object 25 is equal to

h KA(U2 + U3 - U, К2)h KA (U2 + U3 - U, K2)

где К 4 и Кг - посто нные коэффициен- , ты, определ емые из совместного решени  приведенных уравнений. Размер а контролируемого объекта 25 равенwhere K 4 and Kr are the constant coefficients, you determined from the joint solution of the above equations. The size a of the controlled object is 25

а but

2 К2 K

(U, + U, - 2 К„, h).(U, + U, - 2 К „, h).

2222

Тогда величина перемещени  определ етс  выражениемThen the displacement amount is determined by the expression

1one

2 К2 K

(U, - UJ(U, - UJ

2323

Продетектированные детекторами 9, 19 и 22 напр жени  подаютс  на компенсаторы 10, 20 и 23, где компенсируютс  начальные напр жени  ЦThe voltages detected by the detectors 9, 19 and 22 are applied to the compensators 10, 20 and 23, where the initial voltages C are compensated.

ЦC

05 05

Напр жение с компенсатора Voltage from the compensator

01 01

подаетс  через масштабный усилитель И с коэффициентом усилени , равным К2, на первый вход вычитател  12, на второй вход которого подаетс  сумма напр жений U2 + U3 с сумматора 21. Напр жение с вычитател  12, усиленное масштабным усилителем 13 с коэффициентом усилени , равным К, определ ет рассто ние h до объекта 25. Напр жение с сумматора 21 подаетс  также на второй вход второго вычитател  15, на первый вход которого подаетс  напр жение с масштабного усилител  13, усиленное масштабным усилителем 14 с коэффициентом, равным 2 К . Напр 15{Отличающе ес  тем, что, с целью повышени  информативности и точности контрол , оно снабжено второй дополнительной обмоткой, индуктивно св занной с обмоткой преобразо20 вател , последовательно соединенными первым компенсатором, подключенным к выходу первого амплитудного детектора, первым масштабным усилителем, первым вычитателем, вторым масштабным усили25 телем, третьим масштабным усилителем, вторым вычитателем, четвертым масштабным усилителем, делителем и п тым масштабным усилителем, последовательно соединенным вторым амплитуднымsupplied through scale amplifier I with a gain equal to K2 to the first input of the subtractor 12, to the second input of which the sum of the voltages U2 + U3 from the adder 21 is applied. The voltage from the subtractor 12 amplified by the large-scale amplifier 13 with a gain equal to K, determines the distance h to the object 25. The voltage from the adder 21 is also supplied to the second input of the second subtractor 15, the first input of which is supplied from the scale amplifier 13, amplified by the scale amplifier 14 with a factor of 2 K. For example, in order to increase the information content and accuracy of control, it is equipped with a second additional winding, inductively connected to the converter winding, connected in series by the first compensator connected to the output of the first amplitude detector, the first large-scale amplifier, the first subtractor, a second scale amplifier, a third scale amplifier, a second subtractor, a fourth scale amplifier, a divider, and a fifth scale amplifier, connected in series by a second amp itudnym

жение с вычитател  15, усиленное мае- 30 детектором, подключенным к первой до- штабным усилителем 16 с коэффициентом,полнительной обмотке, вторым компенравным 1/2 К23 , поступает на первый вход делител  17. Разность напр жений U - U3 , снимаема  с вычитател  24, подаетс  на второй вход делител  17, где делитс  на напр жение, снижаемое с масштабного усилител  16 и усиленное усилителем 18, определ ет величину отклонени  Х0with a subtractor 15, amplified by a maximum detector connected to the first preamplifier 16 with a coefficient, an additional winding, the second compensation 1/2 K23, is fed to the first input of the divider 17. The voltage difference U - U3 removed from the subtractor 24 , is fed to the second input of the divider 17, where it is divided by the voltage reduced from the scale amplifier 16 and amplified by the amplifier 18, determines the magnitude of the deviation X0

Claims (1)

Изобретение позвол ет одновременно измер ть, перемещение объекта 25 в двух плоскост х и его размер. Формула изобретени The invention allows simultaneous measurement of the movement of an object 25 in two planes and its size. Invention Formula Электромагнитное устройство дл  неразрушающего контрол , содержащееElectromagnetic device for non-destructive testing, containing сатором и сумматором, выход которого подключен к вторым входам первого и второго вычитателей, и последователь- ,g но соединенными третьим амплитудным детектором, подключенным к второй дополнительной обмотке, третьим компенсатором и третьим вычитателем, выход которого подключен к второму вхо40 ДУ делител , выходы второго и третьего компенсаторов подключены соответственно к вторым входам -третьего вычитател  и сумматора, а выходы второго , четвертого и п того масштабныхs and adder, the output of which is connected to the second inputs of the first and second subtractors, and a sequence, g but connected by a third amplitude detector connected to the second auxiliary winding, a third compensator and a third subtractor, the output of which is connected to the second inlet 40 of the splitter, the outputs of the second and The third compensators are connected respectively to the second inputs of the third subtractor and adder, and the outputs of the second, fourth and fifth large-scale 45 усилителей подключены к индикатору.45 amplifiers are connected to the indicator. 833496833496 первый колебательный контур с включенным в него вихретоковым преобразова-, телем, соединенный с первым колебательным контуром через резистор второй колебательный контур, последовательно соединенные усилитель, соединенный с вторым колебательным контуром , и нелинейный четырехполюсник,the first oscillatory circuit with a eddy current transducer included in it, a tele- phone connected to the first oscillatory circuit through a resistor; a second oscillatory circuit, a series-connected amplifier connected to the second oscillatory circuit, and a nonlinear quadrupole, Ю подключенный к первому колебательному контуру, соединенный с входом усилител  .амплитудный детектор, индикатор и дополнительную обмотку, индуктивно св занную с обмоткой преобразовател ,U connected to the first oscillatory circuit, connected to the input of the amplifier. An amplitude detector, an indicator and an additional winding, inductively connected to the converter winding, 15{Отличающе ес  тем, что, с целью повышени  информативности и точности контрол , оно снабжено второй дополнительной обмоткой, индуктивно св занной с обмоткой преобразо20 вател , последовательно соединенными первым компенсатором, подключенным к выходу первого амплитудного детектора, первым масштабным усилителем, первым вычитателем, вторым масштабным усили25 телем, третьим масштабным усилителем, вторым вычитателем, четвертым масштабным усилителем, делителем и п тым масштабным усилителем, последовательно соединенным вторым амплитудным15 {Characterized by the fact that, in order to increase the information content and accuracy of the control, it is equipped with a second additional winding, inductively connected to the converter winding, connected in series by the first compensator connected to the output of the first amplitude detector, the first large-scale amplifier, the first equalizer, the second a large-scale amplifier, a third large-scale amplifier, a second subtractor, a fourth large-scale amplifier, a divider, and a fifth large-scale amplifier connected in series with a second amplitude y сатором и сумматором, выход которого подключен к вторым входам первого и второго вычитателей, и последовательно соединенными третьим амплитудным детектором, подключенным к второй дополнительной обмотке, третьим компенсатором и третьим вычитателем, выход которого подключен к второму вхоДУ делител , выходы второго и третьего компенсаторов подключены соответственно к вторым входам -третьего вычитател  и сумматора, а выходы второго , четвертого и п того масштабныхthe sator and adder, the output of which is connected to the second inputs of the first and second subtractors, and serially connected by the third amplitude detector connected to the second additional winding, the third compensator and the third subtractor, the output of which is connected to the second input of the divider, the outputs of the second and third compensators are connected respectively to the second inputs are the third subtractor and the adder, and the outputs of the second, fourth and fifth large-scale усилителей подключены к индикатору.amplifiers are connected to an indicator. фиг.1figure 1 фи.3fi.3