ИНДУКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНО КРАЯ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к электромагнитным индуктивным устройствам для бесконтактного определения положения дефектоскопического преобразователя относительно края объекта контроля. Одной из возможных областей применения настоящей полезной модели является дефектоскопический контроль изделий трубного проката.
Из патентного документа RU 2298180 C2 известно устройство для ультразвукового контроля (УЗК) такого объекта, как лист проката, содержащее совокупность дефектоскопических преобразователей, а также систему оптических датчиков поиска продольных кромок контролируемого листа и систему механических датчиков положения данных кромок. Механические датчики включают в состав своей конструкции ролики с двумя приводами для опускания и прижима к объекту контроля, связанные с аналоговыми датчиками линейного перемещения. Сложность известного устройства и использование в нем датчиков механического типа не позволяет достичь высокой точности позиционирования дефектоскопических преобразователей над контролируемым листом, что способно привести к возникновению неконтролируемых зон и снижению плотности контроля, а в случае выхода дефектоскопических преобразователей за край листа к значительному увеличению износа активных элементов данных преобразователей, вплоть до их преждевременного выхода из строя, и недостоверности результатов контроля.
Настоящая полезная модель направлена на решение задачи увеличения плотности и достоверности дефектоскопического контроля.
Обеспечиваемый полезной моделью технический результат заключается в повышении точности позиционирования дефектоскопического преобразователя относительно края объекта контроля.
Технический результат достигается благодаря тому, что в индуктивном устройстве для позиционирования дефектоскопического преобразователя относительно края объекта контроля, содержащем пару индуктивных датчиков, включенных по дифференциальной схеме и жестко сопряженных с дефектоскопическим преобразователем, датчики расположены относительно дефектоскопического преобразователя и объекта контроля так, что если первый датчик выступает за границу объекта контроля, то второй датчик и дефектоскопический преобразователь полностью находятся над объектом контроля, при этом первый датчик перекрывает дефектоскопический преобразователь с соблюдением условия 0,1f<e<0,9f, где e - величина перекрытия, а f - габаритный размер рабочего элемента первого индуктивного датчика в плане.
В частном случае реализации устройства первый датчик перекрывает дефектоскопический преобразователь с соблюдением условия e=0,5f.
Также в частном случае, f≥5 мм.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами.
Фиг. 1: схема расположения индуктивных датчиков.
Фиг. 2: кривая зависимости уровня сигнала от перекрытия индуктивного датчика объектом контроля.
Осуществление полезной модели показано на примере установки для дефектоскопического УЗК трубного проката.
Труба 1 представляет собой объект контроля. Над трубой 1 размещен ультразвуковой преобразователь 2 дефектоскопа. Для определения положения преобразователя 2 относительно края 3 трубы 1 служит сенсорное индуктивное устройство, содержащее первый индуктивный датчик 4 и второй индуктивный датчик 5 с габаритными размерами рабочих катушек в плане f=5 мм.
Индуктивные датчики 4 и 5 выполняют функцию сенсоров приближения, зона их захвата определяется габаритным размером f катушек в плане. Благодаря тому, что f>0, зона захвата сенсора является протяженной, а датчик характеризуется наличием пологого участка II на кривой зависимости уровня сигнала V от перекрытия d индуктивного датчика объектом из металла.
Датчики 4 и 5 жестко сопряжены с преобразователем 2 через подложку 6, к которой все указанные элементы неподвижно прикреплены. Датчики 4 и 5 расположены симметрично относительно преобразователя 2 и частично перекрывают преобразователь 2 на величину e=1 мм. Подложка 6 в свою очередь установлена на направляющем устройстве (не показано), снабженном приводом для реверсивного перемещения вдоль трубы 1. Датчики 4 и 5 связаны с системой автоматики, управляющей перемещением подложки 6.
Устройство работает следующим образом.
Фиксируют трубу 1 в заданном положении. Перемещают подложку 6 в исходную позицию на край трубы 1, а затем приводят в поступательное движение вдоль трубы 1. При этом преобразователь 2 последовательно прозвучивает стенку трубы 1, а связанное с ним устройство обработки данных выявляет скрытые дефекты. Одновременно с этим снимают и сравнивают сигналы с датчиков 4 и 5. Если оба датчика 4 и 5 находятся над поверхностью трубы 1, то разностный сигнал будет отсутствовать (каждый из датчиков работает на участке I кривой зависимости уровня сигнала от перекрытия индуктивного датчика объектом из металла). При выходе подложки 6 за край 3 трубы 1 постепенно выходит за край 3 и датчик 4, а разностный сигнал с датчиков 4 и 5 становится отличным от нуля и постепенно возрастает (сигнал датчика 4 переходит на участок II, а сигнал датчика 5 по прежнему остается на участке I и играет роль опорного сигнала). Зарегистрировав с датчиков 4 и 5 отличный от нуля разностный сигнал делают вывод о том, что дефектоскопический преобразователь 2 находится вблизи края 3 трубы 1. Так как смещение преобразователя 2 относительно датчика 4 заранее известно, то останавливают подложку 6 в положении, показанном на фиг. 1, когда преобразователь 2 оказывается точно над краем 3 трубы 1. Точность позиционирования определяется соблюдением условия 0,1f<e<0,9f, так как в противном случае чрезмерная величина перекрытия е датчиком 4 преобразователя 2 приведет к обнаружению края 3 с запозданием, а слишком малое или полное отсутствие перекрытия е означает, что преобразователь 2 не удастся подвести вплотную к краю 3 из-за того, что датчик 4 практически полностью уйдет за край 3 и будет получен слабый и малоинформативный сигнал с конца участка II или участка III кривой V(d). Для достижения высокой точности определения положения дефектоскопического преобразователя в максимально широком диапазоне позиций относительно края объекта контроля целесообразно соблюдать условие e=0,5f, а индуктивные датчики выбирать с f≥5 мм.
После этого вращают трубу 1 вдоль ее оси на заданный угол и повторяют процесс УЗК при перемещении подложки 6 в обратном направлении. Благодаря симметричности расположения индуктивных датчиков 4, 5 относительно преобразователя 2 их роль меняется при достижении противоположного края трубы 1. Подобным образом проверяют всю трубу 1.
Помимо повышения точности позиционирования дефектоскопического преобразователя относительно края объекта контроля настоящая полезная модель характеризуется простотой и универсальностью конструкции, а также высокой надежностью работы.