Багатофункціональний вихрострумовий дефектоскоп

Вихрострумовий дефектоскоп, що містить послідовно з'єднані генератор синусоїдальної напруги, вихрострумовий перетворювач, підсилювач, який відрізняється тим, що генератор синусоїдального сигналу містить послідовно з'єднані опорний генератор і синтезатор частоти, а також вве 3 тор 5, один із входів якого з'єднаний з виходом другого синтезатора частоти, а другий вхід синхронного амплітудного детектора з'єднаний з виходом підсилювача, з виходом синхронного амплітудного детектора послідовно з'єднані фільтр нижніх частот 7, аналого-цифровий перетворювач 8, мікроконтроллер 9, до виходу якого підключено вхід запуску аналого-цифрового перетворювача, входи управління обох синтезаторів частоти з'єднані з виходами мікроконтроллера 9. Вихрострумовий дефектоскоп працює наступним чином. За допомогою мікроконтроллеру 9 задаються сигнали із заданими частотами на виході синтезаторів частоти 2 то. в, сигнал з виходу синтезатора частоти 2 надходить на вихрострумовий перетворювач, який взаємодіє з об'єктом контролю. Амплітуда і фаза на виході вихрострумового перетворювача 3 буде залежати від параметрів об'єкту контролю, а також від наявності в ньому дефектів. Сигнал з виходу вихрострумового перетворювача 3 підсилюється підсилювачем 4 та подається на один із входів синхронного амплітудного детектора 5, на другий вхід синхронного амплітудного детектора подається сигнал такої ж частоти як і на синтезаторі частоти 2 з синтезатора 6, таким чином сигнал на виході синхронного амплітудного детектора 5 буде залежати від амплітуди і фази сигналу з виходу вихрострумового перетворювача 3. За допомогою мікроконтроллеру 9 здійснюється зміна початкової фази сигналу синтезатора частоти 6 шляхом введення коду, у відповідний регістр цього синтезатора до того часу поки значення амплітуди (значення коду) на виході аналого-цифрового перетворювача не буде максимальною. Максимальне значення амплітуди на виході аналого-цифрового перетворювача (АЦП) 8 яке аналізується мікроконтроллером 9 буде свідчити про повну компенсацію здвигу фаз сигналу на виході вихрострумового перетворювача 3. Таким чином, за значенням максимальної амплітуди на виході аналого-цифрового перетворювача буде визначатись амплітуда вихрострумового перетворювача 3 шуканого сигналу, а код компенсації фази, що подається на синтезатор частоти 6, з мікроконтроллера 9 (при якому значення амплітуди досягає максимуму), буде визначати значення здвигу фаз сигналу на виході вихрострумового перетворювача 3. Як слідує із вищесказаного, фактично, при вимірювання здвигу фаз в такому випадку реалізується компенсаційний метод виміру, який являється найбільш точним. При вимірюван 45908 4 ня амплітуди використовується синхронний амплітудний детектор 5, що дозволяє отримати на виході фільтра нижніх частот в час запуску АЦП сигнал постійної напруги який є пропорційний лише першій гармоніці тестового сигналу, оскільки інші гармоніки відфільтровуються за допомогою фільтра нижніх частот 7. Тобто використання синхронного амплітудного детектора 5 дозволяє суттєво підвисити завадостійкість при вимірюванні амплітуди. В якості синтезаторів частоти можуть бути використані наприклад: мікросхеми AD9834, що реалізовують метод DDS, які мають дуже малі розміри та вживають енергії менше 20 мВт, а також мають можливість зміни не тільки частоти, але і початкової фази з малим дискретом за допомогою команд мікроконтроллеру. Особливо слід відзначити, що корисна модель, яка пропонується, може бути використана не тільки для реалізації амплітудного, фазового, ампітудно-фазового вихрострумових методів дефектоскопії, але і метода вищих гармонік, використання якого в малогабаритних дефектоскопах в значній мірі обмежувались великою складністю аналізаторів спектру сигналу, яких потребував цей метод для своєї реалізації. Причому модель, що пропонується, залишається без змін, в незначній мірі змінюється тільки алгоритм роботи мікроконтроллера. Ці зміни будуть зв'язані тільки з початковою установкою частот синтезаторів частоти. Відомо, що при контролі деяких дефектних матеріалів, при подачі на вхід вихрострумового перетворювача синусоїдального сигнала з частотою f з'являються сигнали, наприклад, з частотою 3f або 5f, в такому випадку для оцінки амплітуди і фази цих сигналів достатньо змінити частоту синтезатора 6 на значення 3f, або 5f, а частоту сигнала синтезатора 2 залишити без змін, тобто рівною f, оскільки для обох синтезаторів частоти використовується один загальний генератор опорної фіксованої частоти 1, то гармоніки, що з'являться в наслідок, наприклад, появи дефекта, будуть когерентні сигналу синтезатора 6 і на виході фільтра нижніх частот 7 також з'явиться сигнал постійної напруги пропорційний фазі і амплітуді шуканого сигналу (гармоніка 3f або 5f), алгоритм вимірювання амплітуди і фази якого буде аналогічним вищенаведеному. Таким чином, корисна модель, що пропонується, може бути використана для побудови багатофункціональних малогабаритних прецизійних економічних вихрострумових дефектоскопів. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 45908 6 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