Пристрій для вихрострумового контролю

1. Пристрій для вихрострумового контролю, що складається з обмотки вихрострумового перетворювача, включеної в робочий коливальний контур автогенератора, який підключено до блока живлення через блок регенерації коливань, блока керованого подільника напруги, підключеного до блока живлення, в робочий коливальний контур автогенератора включено послідовно з'єднані варикап і розділяючий конденсатор, точку з'єднання яких підключено до виходу керованого подільника напруги, вихід автогенератора підключено до блока індикації, який відрізняється тим, що розділяючий конденсатор з'єднаний з катодом варикапа, анод якого підключено до входу автогенератора, другий вивід розділяючого конденсатора підклю U 2 (19) 1 3 42132 блоку живлення через блок регенерації коливань. До виходу автогенератора підключено блок індикації. В робочий коливальний контур автогенератора включено варикап, керований вхід якого підключено до блоку живлення через блок керованого подільника напруги. При цьому варикап включено в робочий резонансний контур у вигляді послідовно з'єднаних варикапа і розділяючого конденсатора. Варикап підключено до розділяючого конденсатора своїм катодом, керованим входом варикапу є точка з'єднання катоду варикапа і розділяючого конденсатора, а анод варикапа підключено до загального проводу. Недоліком відомого пристрою є відносно низька чутливість контролю і завадостійкість через високочастотні завади і шуми, що надходять з виходу подільника напруги. Це висуває досить високі вимоги до подільника напруги. Крім того, відомий пристрій має обмежений діапазон перестроювання робочого контуру автогенератора, що обмежує його функціональні можливості. У відомому пристрої варикап зашунтований вихідним еквівалентним опором керованого подільника напруги, який вносить загасання в коливальний контур. Це призводить до зниження добротності вихрострумового перетворювача і чутливості пристрою. Метою запропонованого способу є підвищення чутливості контролю і збільшення функціональних можливостей дефектоскопу за рахунок розширення діапазону перестроювання резонансної частоти робочого контуру автогенератора. Мета досягається тим, що пристрій для вихрострумового контролю складається з обмотки вихрострумового перетворювача, включеної в робочий коливальний контур автогенератора, який підключено до блоку живлення через блок регенерації коливань. Блок керованого подільника напруги підключено до блоку живлення, а вихід автогенератора підключено до блоку індикації. В робочий коливальний контур автогенератора включено послідовно з'єднані варикап і розділяючий конденсатор, точку з'єднання яких підключено до виходу керованого подільника напруги. При цьому, розділяючий конденсатор з'єднаний з катодом варикапа, анод якого підключено до входу автогенератора, другий вивід розділяючого конденсатора підключено на загальний провід, паралельно обмотки індуктивності вихрострумового перетворювача включено додатковий конденсатор. Ємність С1 додаткового конденсатора вибирається із умови С1=25300/f2L- Cмакс , де: f - нижня B резонансна частота заданого діапазону настроювання робочого контуру в мегагерцах, L - індуктивність обмотки вихрострумового перетворювача в мікрогенрі, Cмакс - максимальна ємність варикапу B в пікофарадах. Ємність Ср розділяючого конденсатора вибирається на порядок більшою суми ємності С1 додаткового конденсатора і максимальної ємності Cмакс варикапу Ср>10(С1+ Cмакс ). B B Автогенератор пристрою для вихрострумового контролю може бути виконаний двоконтурним. На Фіг.1 представлено функціональну схему пристрою для вихрострумового контролю. 4 Пристрій для вихрострумового контролю складається з обмотки 1 вихрострумового перетворювача, включеного за допомогою двохпровідного кабеля 2 в робочий коливальний контур 3 автогенератора 7. Автогенератор 7 підключено через блок регенерації коливань 8 до блоку живлення 10. Вихід автогенератора 7 підключено до блоку індикації 9, який підключено до блоку живлення 10. Паралельно обмотки 1 вихрострумового перетворювача підключено конденсатор 4 з ємністю С1 і послідовно з'єднані варикап 5 і розділяючий конденсатор 6 з ємністю Ср, точку з'єднання яких підключено до керованого подільника напруги 11, який підключено до блоку живлення 10. При цьому, розділяючий конденсатор 6 з'єднаний з катодом варикапа 5. Анод варикапу 5 підключено до входу автогенератора 7. Другий вивід розділяючого конденсатора 6 підключено на загальний провід 11 пристрою. Розглянемо роботу пристрою для вихрострумового контролю при реалізації автогенераторного дефектоскопу. При настроюванні автогенератора 7 пристрою оператор-дефектоскопіст встановлює вихрострумовий перетворювач з обмоткою 1 на бездефектну ділянку стандартного зразка, що імітує контрольований об'єкт (не показано). Для цього за допомогою двохпровідного кабелю 2 вихрострумовий перетворювач з обмоткою 1 виконують відокремленим від інших елементів схеми пристрою. Регулюванням вихідної напруги керованого подільника напруги 11 змінюють ємність варикапу 5 і, відповідно, резонансну частоту робочого контуру 3 до досягнення режиму максимальної чутливості параметрів автогенератора (частоти або амплітуди) до зміни імпедансу обмотки 1 вихрострумового перетворювача. При настроюванні робочого контуру 3 за допомогою блоку індикації 9 спостерігають за зміною режиму роботи автогенератора 7. Проводять перевірку чутливості пристрою до дефектів шляхом переведення вихрострумового перетворювача з обмоткою індуктивності 1 в дефектну зону стандартного зразка. Встановлюють вихрострумовий перетворювач з обмоткою індуктивності 1 на поверхню контрольованого об'єкту. Сканують контрольовану поверхню винесеним вихрострумовим перетворювачем з обмоткою 1 по траєкторії, яка визначається методикою контролю контрольованого виробу. При появі дефекту добротність обмотки 1 вихрострумового перетворювача зменшується, що призводить до зменшення добротності робочого контуру 3. Це призводить до зміни резонансної частоти робочого контуру 3 і, відповідно, до зміни режиму або зриву коливань автогенератора 7. Зміна режиму коливань автогенератора 7, що несе інформацію про наявність дефекту, реєструється блоком індикації 9. При подальшому переміщенні вихрострумового перетворювача з обмоткою 1 в бездефектну зону коливання автогенератора 7 поновлюються за рахунок роботи схеми регенерації коливань 8 і автогенератор 7 готовий до подальшої роботи. Побудова автогенератора по двоконтурній схемі дозволяє забезпечити відстроювання від зміни зазору між контрольованою поверхнею і ви 5 42132 хрострумовим перетворювачем, що при дефектоскопії є джерелом завад. І навпаки, при побудові пристроїв для визначення товщини захисного діелектричного покриття або зазору між вихрострумовим перетворювачем і контрольованою поверхнею автогенератор виконують по одноконтурній схемі, що забезпечує високу чутливість пристрою до цих параметрів. В запропонованому пристрої для вихрострумового контролю ємність С1 конденсатора 4, включеного в робочий контур 3 автогенератора 7, вибирається із вимог забезпечення необхідного діапазону настроювання робочого контуру 3, для чого необхідно виконати умову С1= 25300/f2LCмакс , де: f - нижня резонансна частота заданого B діапазону настроювання робочого контуру 3 в мегагерцах, L - індуктивність обмотки 1 вихрострумового перетворювача в мікрогенрі, Cмакс - максиB мальна ємність варикапу 5 в пікофарадах. Розділяючий конденсатор 6 запобігає поступленню постійної напруги від керованого подільника напруги 9 на загальний провід 11. Якщо ємність Ср розділяючого конденсатора 5 вибрати достатньо великою, то він, крім розділюючої функції, буде закорочувати вихід керованого подільника напруги 11 по високій частоті. Для цього ємність Ср розділяючого конденсатора 5 необхідно вибирати на порядок більшою суми ємності С1 додаткового конденсатора і максимальної ємності Cмакс вариB капу Ср>10(С1+ Cмакс ). B Таке включення варикапу 5 дозволяє, на відміну від аналогів, забезпечити широкі функціональні можливості пристрою за рахунок можливості перестроювання резонансної частоти робочого контуру 3 в широкому діапазоні і збільшити чутливість шляхом зменшення рівня високочастотних завад, що можуть надходити в робочий контур 3 від керованого подільника напруги 11, в тому числі шумів рухомих контактів при виконанні подільника напруги у вигляді потенціометра. При такому Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 включенні вплив вихідного опору блока керованої напруги не збільшує затухання в коливальному контурі і не зменшує чутливість пристрою в цілому, так як паралельно виходу керованого подільника напруги включено розділяючий конденсатор, ємність якого набагато більша сумарної ємності конденсаторів коливального контуру. Чутливість запропонованого пристрою для вихрострумового контролю до змін імпедансу обмотки вихрострумового перетворювача, що імітують вплив дефекту, експериментально порівнювалась з чутливістю пристроїв, побудованих за традиційними схемами. Порівняльні дослідження показали, що чутливість запропонованого пристрою більша від чутливості відомих в 1,38; 1,44 і 1,35 разів для контролю алюмінієвих, титанових сплавів і феромагнітних сталей відповідно. Запропонований винахід використано при модернізації автогенераторного вихрострумового дефектоскопу, який використовується для контролю відповідальних конструкцій, зокрема, авіаційних конструкцій. Крім того, запропонований пристрій може бути використаний для побудови вихрострумових товщиномірів і структуроскопів автогенераторного типу. Джерела інформації: 1. Дорофеев А.Л., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. - М.: Машиностроение, 1980. - 232с. 2. А.с. №418788, МКИ G 01N 27/86. Вихретоковый дефектоскоп / М.Э. Хургин, Ф.А. Жислин, Р.И. Лихачев (СССР). - №1769326/25-28; Заявлено 6.04.72; Опубл. 5.03.74, Бюл. №9. - 3с. 3. А.с. №838546 СССР, МКИ G 01 N 27/90. Вихретоковый дефектоскоп / О.А. Селиванов, Ф.И. Жислин (СССР). - №2834939/25-28; Заявлено 30.10.79; Опубл. 15.06.81, Бюл. №22. - 3с. 4. Рішення про видачу деклараційного патенту на винахід (корисну модель) від 06.11.2008; u 200811903. МКИ G01N27/90. Вихрострумовий дефектоскоп / В.М. Учанін, В.В. Черленевський (Україна). - Заявлено 07.10.2008. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601