SU1569527A1 - Вихретоковое устройство дл неразрушающего контрол электропроводных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  контрол  удельной электропроводности и толщины неферромагнитных металлов. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона отстройки от изменений зазора и повышение точности измерений. В устройство дополнительно введены N измерительных каналов, каждый из которых содержит сумматор 8, фазовращатель 9 и формирователь 10. В каждом дополнительном измерительном канале выходное напр жение суммируетс  с выходным напр жением преобразовател  2 так, чтобы максимум фазы выходного напр жени  сумматоров 8 находилс  в середине одного из N поддиапазонов. Фазовращатели 9 выравнивают максимальные значени  разности фаз во всех каналах. Посредством схем исключающее ИЛИ 11, схемы ИЛИ 12 и преобразовател  13 интервала в код выдел етс  большее значение разности фаз между опорным напр жением и выходным напр жением измерительного канала, т.е. осуществл етс  автоматическое расширение диапазона отстройки от зазора между преобразователем 2 и контролируемым изделием. А преобразователь 13 интервала времени в код совместно с цифровым индикатором 5 позвол ет повысить точность измерени . 2 ил.

Description

-

(Л

г

л

1

8

8

10

4

-

Я

11

-

13

12

СЛ

О СО СП

1C.

10

И

Фиг.1

ррватель 10. В каждом дополнительном измерительном канале выходное напр жение суммируетс  с выходным напр жением преобразовател  2 так, чтобы максимум фазы выходного напр жени  сумматоров 8 находилс  в середине одного из п поддиапазонов. Фазовращатели 9 выравнивают максимальные значени  разности фаз во всех каналах . Посредством схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, схемы ИЛИ 12 и преобразовате

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю; в частности к контролю удельной электропроводности и толщины неферромагнитных металлов.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона отстройки от изменений зазора и повышение точности измерений .

На фиг.. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - зависимости показаний индикатора от зазора между преобразователем и контролируемым изделием.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, преобразователь 2 и измерительный канал (не показаны), включающий подключенный к преобразователю 2 усилитель 3 и последовательно соединенные фазовый детектор 4 и индикатор 5, а также опорный канал 6, формирователь 7, включенный между выходом усилител  3 и входом базового детектора 4, п дополнительных измерительных каналов (не показаны), каждый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора 8, фазовращател  9 и формировател  10, первые входы сумматоров 8 подключены к выходу усилител  3, а вторые - к выходу преобразовател  2, фазовый детектор 4 выполнен в виде (п -I- 1) схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, первыми входами подключенных к выходам формирователей 10, второй вход первой схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 подключен к выходу опорного канала 6, а вторые входы каждой из последующих схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 - к выходу формирователей 7 и 10 предыдущего измерительного канала, схемы ИЛИ 12, соединенной входами с выходами схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, преобразователь

527

10

-V

л  13 интервала в код выдел етс  большее значение разности фаз между опорным напр жением и выходным напр жением измерительного канала, т.е. осуществл етс  автоматическое расширение диапазона отстройки от зазора между преобразователем 2 и контролируемым изделием. А преобразователь 13 интервала времени в код совместно с цифровым индикатором 5 позвол ет повысить точность измерени . 2 ил.

5

0

0

5

0

5

0

5

13 интервала времени в код, подключенный входом к выходу схемы ИЛИ 12, а выходом - к индикатору 5, при этом усилитель 3 выполнен избирательным.

Устройство работает следующим образом .

Напр жение с генератора 1 поступает на возбуждающую обмотку (не показана ) преобразовател  2. Напр жение со встречно включенных измерительной и компенсационной обмоток (не показаны ) через избирательный усилитель 3 и формирователь 7 пр моугольного напр жени  поступает на первый вход фазового детектора 4. Измерительна  . и компенсационна  обмотки преобразовател  2 расположены на одной оси симметрично относительно возбуждающей обмотки. На вход опорного канала 6 поступает напр жение с компенсационной обмотки, удаленной от контролируемого издели  на большее рассто ние . С выхода канала 6 пр моугольное напр жение поступает на опорный вход детектора 4 .

Дл  создани  экстремальности зависимости фазы выходного напр жени  преобразовател  2 напр жение UK компенсационной обмотки выбрано больше начального напр жени  U0 измерительной обмотки. Величина начального небаланса преобразовател  2 выбрана такой, чтобы экстремум фазы находилс  вблизи верхней границы диапазонов зазоров между преобразователем 2 и контролируемым изделием.

Весь диапазон изменени  зазора разбит на равные поддиапазоны. Число измерительных каналов (включа  , основной) равно числу поддиапазонов. В дополнительных измерительных каналах величина добавочно о напр жени ,

поступающего на входы сумматоров 8 с выхода преобразовател  2, выбираетс  такой, чтобы максимум фазы выходных напр жений сумматоров 8 находилс  в середине соответствующего поддиапазона изменени  зазора. Фазовращатели 9 выравнивают максимальные значени  разности фаз выходных напр жений всех измерительных каналов относительно опорного напр жени  канала 6. Формирователи 7 и 10 преобразуют синусоидальные напр жени  в пр моугольные , поступающие на входы схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11. На выходе первой схемы 11 формируютс  пр моугольные импульсы, длительность которых зависит от разности фаз между выходными напр жени ми формировател  7 и опорного канала 6. За один период формируетс  два импульса по передним и. задним фронтам пр моугольных напр жений . Это позвол ет уменьшить вли ние изменени  амплитуды выходного напр жени  преобразовател  2 на точность измерени  фазы.

На выходе каждой из последующих схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 длительность пр моугольных импульсов зависит от разности сЬаз между выходными напр жени ми последующего и предыдущего измерительных каналов, при этом, если разность фаз отрицательна, на выходе схемы ИЛИ 12 длительность выходных импульсов возрастает на величину, пропорциональную этой разности фаз. При положительной разности фаз длительность выходных импульсов схемы ИЛИ 12 остаетс  прежней, завис щей от предыдущих измерительных каналов.

На выходе схемы ИЛИ 12 при любом зазоре формируютс  пр моугольные импульсы с максимальной длительностью, соответствующей измер емому параметру . Преобразователь 13 интервала в код преобразует длительность импульсов в параллельный код, поступающий на цифровой индикатор 5.

Количество измерительных каналов зависит от точности измерени  и диапазона изменени  зазора. Удвоение числа измерительных каналов позвол ет вдвое расширить диапазон зазоров при прежней точности.

На фиг. 2 изображены экспериментально полученные зависимости показаний толщиномера легкосплавных бурильных труб от зазора. Пунктирной линией показана зависимость однока0

нального толщиномера и оплошной - с

трем  дополнительными измерительными каналами. Радиус возбуждающей обмот- ки ВТП R. 17 мм, а измерительной Ни 14 мм. Диаметр контролируемых труб 147 мм, удельна  электропроводность 20 МСн. Построение толщиномера по предлагаемой схеме с трем  дополнительными измерительными каналами позвол ет измер ть толщину стенки труб с погрешностью J 1% при изменении зазора от 2 до 15 мм и неизменной удельной электропроводности.

Предлагаемое устройство позвол ет в несколько раз увеличить диапазон отстройки от зазора и может примен тьс  дл  измерени  удельной электропроводности и толщины неферромагнитньгх металлов

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Вихретоковое устройство дл  нераз5 рушающего контрол  электропроводных изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь и измерительный канал, включающий подключенный к преобразователю усили- тель и последовательно соединенные фазовый детектор и индикатор, а также опорный канал, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона отстройки от изменений зазора и повышени  точности измерений,

   5 оно снабжено формирователем, включенным между выходом усилител  и входом фазового детектора, дополнительными измерительными каналами, каждый из которых состоит из последовательно

   0 соединенных сумматора, фазовращател  и формировател , первые входы сумматоров подключены к выходу усилител , а вторые - к выходу преобразовател , фазовый детектор выполнен в виде

   5 п + 1 схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первыми входами подключенных к выходам формирователей , второй вход первой схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу опорного канала, а вторые входы каж0 дои из последующих схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - к выходу формировател  предыдущего измерительного канала, схемы ИЛИ, соединенной входами с выходами схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, преобразовате5 л  интервала времени в код, подключенного входом к выходу схемы ИЛИ, а выходом - к индикатору, а усилитель выполнен избирательным.

   Ю,0

   ьТ,мм

   0,5

   V/,5

   Фиг.2

   tf«2hlRB

   V