Повышение селективности контроля

ИНДУКЦИОННЫЕ ДЕФЕКТОСКОПЫ

Названные дефектоскопы применяют в основном для контроля цилиндрических объектов. В качестве магнитных преобразователей используют индукционные катушки.

Для намагничивания объектов применяют электромагниты и постоянные магниты, Кроме того, намагничивание осуществляют циркулярно (путём пропускания тока).

Контроль объектов по остаточной намагнич-ти производят только в том случае, если они изготовлены из магнитожестких материалов.

Снижение мощности намагничивающих устройств достигается применением для намагничивания переменного тока. При этом вследствие действия поверхностного эффекта ток распространяется только в поверхностном слое изделия, вследствие чего повышается его плотность именно в тех местах объекта, которые подлежат контролю.

При циркулярном намагничивании изделий нормальная составляющая поля дефектоскопа над поверхностью изделия появляется только в месте дефекта. По этой причине индукционный преобразователь располагают над пов-тью ОК таким образом, чтобы его ось была ┴ поверхности.

Расчёт и эксперименты показывают, что поле дефекта сплошности быстро убывает по мере удаления от него, поэтому преобразователь должен иметь малые размеры и располагаться на минимальном расстоянии от поверхности изделия, однако, с уменьшением размеров преобразователя возникают трудности с его изготовлением, кроме того, уменьшается ЭДС на выходе такого преобразователя.

Для повышения чувствительности преобразователей к полям дефектов применяют ферромагнитные сердечники.

С целью повышения достоверности контроля могут применяться индукц-ые преобр-ли, состоящие из нескольких катушек, объединённых в группы или подключённых к своему каналу обработки информации.

Если преобр-ль перемещается относ-но изделия по винтовой линии, то для проверки всей поверхности изделия необходимо, чтобы шаг сканирования не превышал диаметра катушки индукц-ого преобр-ля.

Сигнал, снимаемый с индукционного преобразователя, кроме информации о дефекте содержит также информацию об изменении зазора, об изменении магнитных свойств вследствие неоднородности ОК, а также индустриальные помехи.

С целью выделения полезной информации в дефектоскопах используют следующие характеристики сигнала:

1) частотный спектр;

2) форма импульсов;

3) периодическая повторяемость импульсов.

а) Если ось вращения детали не совпадает с ее геометрической осью, то в преобразователе будет наводиться переменная ЭДС с периодом, равным периоду вращения деталей. Частотный спектр этого сигнала значительно ниже частотного спектра сигнала от дефекта. При малых размерах преобразователя частотный спектр сигналов от неоднородности магнитных свойств поверхности изделия также ниже спектра полезного сигнала, поэтому правильным выбором нижней границы среза спектра частотного фильтра может значительно ослабить эти помехи.

б) В индукционных преобразователях формируется сигнал S-образной формы. Используя в преобразователе две индукционные катушки, включенные встречно, смещенные в направлении сканирования, можно повысить отношение амплитуд сигнал/шум приблизительно в два раза. Импульсы ЭДС, в катушках, сдвинуты во времени, расстояние между катушками подобраны таким образом, чтобы отрицательные части импульсов первой и второй катушек совпадали (см. рис.). В результате, на выходе такого преобразователя появляется сигнал более сложной формы, отрицательная часть которого в два раза больше положительной.

На рис ниже показано, как осущ-ся отстройка от ложных срабатываний, обусловленных индустриальными помехами при применении индукц-го пр-ля с двумя катушками ИП 1 и ИП 2. Катушки расп-ны диаметрально противоположно у цилинд-го ОК. При появлении дефекта сигнал генерируется сначала в катушке ИП 1, а спустя время, равное 1/2 периода вращения объекта, в катушке ИП 2. Сигнал с катушки ИП 1 поступает на один вход схемы совпадения СС через линию задержки ЛЗ. Сигнал со второй катушки – непоср-но на второй вход схемы совпадения. Если линия задержки обесп-ет задержку сигнала на время, соотв-щее половине полного поворота ОК, то на вх схемы совпадения сигналы придут одновр-но. В рез-те на вых схемы совпадения появится сигнал о наличии дефекта в ОК. Этот сигнал вызовет срабатывание исполнит-го устр-ва.

Случайные помехи, обусловленные, напр, биениями или изменением тока в сети, или полями, обусловленными сваркой, на выходе катушек ИП 1 и ИП 2 появляется одновр-о, а на входы схемы совпадения поступают в разное время, поэтому они не пройдут на выход схемы совпадения и не вызовут срабатывания исполнительного устройства.

Обобщенная структурная схема инд дефектоскопа

При намагн-ии ОК устр-ом НУ в местах дефектов сплошности появляются магн поля рассеяния, обусловленные дефектами, кот возд-ют на индукц преобр-ль ИП. Эл-ий сигнал с вых индукц преобр-ля поступает на вход схемы преобр-ля сигнала (СПС), где сигнал усил-ся, очищается от помех, нормализуется и поступает на блок автоматики БА. При появл-ии сигнала от недопустимого дефекта блок автоматики подает команду на отметчик дефектов, кот краской отмечает дефектные места на ОК. Кроме того, подается сигнал на исполнит-ое устр-во, кот бракованные и годные детали напр-т по разным путям технологического потока.

В межконтрольные паузы сигнал, аналогичный сигналу, обусловленному дефектом, с имитатора дефектов ИД поступает на второй вход измерительного преобр-ля. В дальнейшем этот сигнал, преобраз-ый в СПС, поступает на вход блока автоматики и в случае отличия этого сигнала от заданного вырабатывается другой сигнал, указывающий на неисправность дефектоскопа.

Первые индукц дефектоскопы появились в 30-е годы прошлого века для контроля рельсов. Исп-ие таких приборов в пром-ти началось в 50-е годы 20 века для контроля труб (Институт доктора Ф. Ферстера, Германия).

Примеры: Отечественные дефектоскопы ИПНЗ (НИИИН) – предназначены для контроля труб диаметром 30-102 мм с толщиной стенки до 6 мм. Скорость 1,5 м/с, максимальный ток 1500А. ДИТ 1К, ДК1М.

37. ПРИБОРЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНИТНЫХ ШУМОВ (Венгринович Валерий Львович)

Ранее отмечалось, что в процессе намагничивания ферромагнетика происходит смещение границ между областями спонтанной намагниченности (доменами). Чтобы произошло смещение границ доменов, необходимо преодолеть некоторый энергетический уровень. Это обусловлено тем, что при перемагничивании повышается энергия граничного слоя между доменами, поэтому границы сменяются скачками (скачки Баркгаузена). При построении кривой намагничивания получают плавную кривую из-за малости этих скачков. За 1 скачок перемагничивается объем .

Информативными параметрами скачков Баркгаузена являются:

1) число скачков, происходящее за данный интервал времени;

2) временные интервалы между скачками;

3) форма и длительность скачков;

4) магнитные моменты скачков (усредненные или максимальные);

5) спектральное распределение скачков.

Скачки Баркгаузена трудно наблюдать, если их много и они сливаются в сплошной шум. Поэтому этим методом пока можно контролировать только материалы и детали в виде тонких проволок диаметром мене 1 мм, лент, тонкостенных труб, тонких магн пленок, пов-ых слоев и т. д.

БЛОК-СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СКАЧКОВБАРКГАУЗЕНА.

Установка содержит намагничивающий соленоид 1, питаемый от низкочастотного источника переменного регулируемого напряжения 8 через фильтр 9. Измерительная обмотка 2 располагается внутри соленоида и содержит несколько тысяч витков. Компенса ционная обмотка 3 служит для уменьшения начальной ЭДС при отсутствии ОК в катушке. ЭДС в измерительной катушке усиливается усилителем 4. К одному из выходов усилителя подключается электронный или шлейфный осциллограф 5 для записи и наблюдения скачков Баркгаузена, для определения их длительности. Число импульсов определяется с помощью пересчетной схемы 6, на выходе которой может быть включен счетчик 7.

Дата добавления: 2015-07-02