ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ
EDDY-CURRENT FLAW DETECTOR FOR INSPECTING LONG CONDUCTING ARTICLES

Изобретение относится к области неразрушающего контроля (НК) длинномерных доводящих изделий, например труб и проката. Известен вихретоковый дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, дифференциальный проходной вихретоковый преобразователь, усилитель и амплитудно-фазовый детектор, соединенные с выходом усилителя амплитудный детектор, индикатор, а также фазовращатель, включенный между выходом задающего генератора и вторым входом амплитудно-фазового детектора; источник постоянного тока, регулирующее устройство и электромагнит [1]. Недостатком такого дефектоскопа является сильное влияние шумов от неоднородностей магнитных свойств контролируемого изделия, что существенно понижает помехозащищенность прибора.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор переменного тока, вихретоковый дифференциальный преобразователь проходного типа, компенсатор начальной ЭДС, усилитель высокой частоты, амплитудно-фазовый детектор, фильтр нижних частот, предварительный усилитель низкой частоты, фильтр верхних частот, регулируемый усилитель низкой частоты, пороговое устройство, блок управления сортировкой, а также фазовращатель, источник постоянного тока и соленоид; при этом генератор связан со вторым входом компенсатора напрямую, а со вторым входом амплитудно-фазового детектора через фазовращатель [2]. Недостатком такого дефектоскопа является слабая защищенность от помех, близких по спектру к сигналам от дефектов. Целью предлагаемого изобретения является повышение помехозащищенности дефектоскопа за счет отстройки от импульсных помех, возникающих при соударении трубы с роликами транспортного рольганга.
Эта цель достигается за счет того, что дефектоскоп дополнительно снабжен второй дифференциальной парой измерительных обмоток, смещеной по оси преобразователя на заданное расстояния  аналого-цифровым преобразователем (АЦП), программно-управляемым микропроцессором, вторым измерительным каналом, состоящим из последовательно соединенных компенсатора начальной ЭДС, усилителя высокой частоты, амплитудно-фазового детектора, фильтра нижних частот, предварительного усилителя низкой частоты, фильтра верхних частот, регулируемого усилителя низкой частоты, фазовращателя, включенного между вторым выходом генератора и вторым входом дополнительного амплитудно-фазового детектора; при этом микропроцессор связан по адресным шинам и шинам данных с генератором, двумя фазовращателями, двумя регулируемыми усилителями низкой частоты, двумя фильтрами верхних частот, АЦП, пороговым устройством и блоком управления сортировкой.
На чертеже представлена структурная схема дефектоскопа.
Дефектоскоп состоит из вихретокового преобразователя 1, содержащего возбуждающую обмотку 2, две дифференциальные пары измерительных обмоток 3 и 4, генератора переменного тока 5, двух компенсаторов начальной ЭДС 6 и 7, фазовращателей 8 и 11, усилителей высокой частоты 9 и 10, ампитудно-фазовых детекторов 12 и 13, фильтров нижних частот 14 и 15, предварительных усилителей низкой частоты 16 и 17, фильтров верхних частот 18 и 19, регулируемых усилителей низкой частоты 20 и 21, порогового устройства 22, источника постоянного тока 23, программно-управляемого микропроцессора 24, блока управления сортировкой 25, соленоида 26.
д
з.п
д
з.п
д
з.п
Дефектоскоп работает следующим образом. Контролируемая труба перемещается по роликам транспортного рольганга и проходит внутри проходного преобразователя. С помощью генератора переменного тока 5 и возбуждающей обмотки 2 преобразователя в контролируемой трубе возбуждаются вихревые токи. При появлении в зоне преобразователя дефекта типа нарушения сплошности металла (трещины, волосовины, раковины, плены, непровары сварного шва и др.) происходит перераспределение вихревого тока, магнитное поле которого наводит в измерительной обмотке электрический сигнал, который усиливается, обрабатывается по фазе, фильтруется и регистрируется в измерительном канале дефектоскопа. По результатам анализа этих сигналов трубы сортируются на «годные» (при U<U) и брак (U≥U), где U - сигнал от дефекта, U - заданный пороговый уровень сигналов от опасных дефектов. В процессе контроля часто происходит соударение переднего конца трубы о ролики транспортного рольганга (из-за кривизны концевых участков, износа роликов, их несоосного размещения и др. причин). Возникающую при этом импульсную помеху подавить за счет частотной фильтрации, чаще всего, не удается, так как, во-первых, помеха имеет широкий частотный спектр, и значительная часть спектра совпадает со спектром сигналов от дефектов; и во-вторых, амплитуда таких помех значительно превышает амплитуду сигнала от дефектов.
В данном дефектоскопе осуществляется разделение сигналов от дефекта и помехи за счет их временного несовпадения. Сигналы от помехи возникают одновременно в двух измерительных каналах - основном: в составе компенсатора 6, усилителя 9, амплитудно-фазового детектора 12 с фазовращателем 8; фильтра нижних частот 14, предварительного усилителя 16, фильтра верхних частот 18, регулируемого усилителя 20; и дополнительном, с соответствующими аналогичными блоками 7, 10, 11, 13, 15, 17, 19.
Сигналы же от дефекта возникают сначала в измерительной обмотке 3, а следовательно и на выходе основного канала, а затем через время  - смещение обмоток; V - скорость перемещения трубы) - в измерительной обмотке 4 и на выходе дополнительного канала.
Алгоритм временного разделения сигналов легко реализуют программно с помощью микропроцессора 24.
сигн
з.п
сигн
з.п
1
1
2
з.п
1
2
2
Измерение выходных сигналов U производится с помощью АЦП. Если U<U, его значение сбрасывается и в ОЗУ не заносится. На первом этапе измеряется сигнал основного канала. Если U>U, значение U основного канала заносится в ОЗУ. Затем через Δt≈5 мкс измеряется сигнал дополнительного канала. Если U>U, его значение также заносится в ОЗУ. При наличии двух сигналов оба значения сбрасываются (признак помехи). Если через время Δt сигнал на выходе дополнительного канала не фиксируется, повторяют измерение сигнала U через время . Его появление является признаком дефекта. Значение U заносится в ОЗУ, и по этому признаку блок управления сортировкой отбраковывает трубу в карман брака. С помощью описанного алгоритма удается отстраиваться от импульсной помехи при значениях ее амплитуды, в несколько раз превышающих амплитуду сигнала от дефекта.
Источники информации
1. Авт. свид. №172539, кл. G 01 N 27/86, 1964.
2. Полевода А.А., Федосенко И.Ю. «О вихретоковой дефектоскопии с проходными преобразователями для поточного контроля труб и проката» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 1998, 1, с.35.