СИСТЕМА ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ ТРУДНОДОСТУПНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИХРЕТОКОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА
SYSTEM FOR DETECTING FAULTS IN HARD-TO-REACH SURFACES USING AN EDDY CURRENT FAULT DETECTOR

Изобретение относится к системе для проведения неразрушаемого контроля поверхностей токопроводящих конструкций и может быть использовано во всех областях техники.
Известны способы дефектоскопии поверхностных дефектов - трещин, раковин и т.п. с использованием вихревых токов (ГОСТ Р ИСО 15549-2009, Контроль вихретоковый. Основные положения). Исследования поводят с дефектоскопом, являющимся настроечно-индикаторным устройством, связанным электрически с индуктивным вихретоковым преобразователем, перемещающимся движением руки по исследуемой поверхности и создающим электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в исследуемом объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС. В качестве примера может быть рассмотрена система вихретокового дефектоскопа ВД-12НФ с комплектом вихретоковых преобразователей, производитель ЗАО «НИИ Интроскопии МНПО «СПЕКТР», руководство по эксплуатации Иа2.778.003 РЭ. Подобная система не пригодна для труднодоступной поверхности, например, внутренней поверхности кессона самолета, поскольку достигаемое перемещение ВТП ограничено длиной руки оператора, а локализация дефекта требует его непосредственной визуализации, что не всегда выполнимо.
Известна система неразрушающего контроля - патент JP 6490366 (В2); МПК: G01N 27/90, G01N 29/265 опубл. 27.03.2019, содержащая: ручной зонд, выполненный с возможностью получения тестовых данных, относящихся к испытательной поверхности, включающий вихретоковый дефектоскоп, соединенный с вихретоковым преобразователем и одну или более электронных камер, выполненных с возможностью захвата положения ручного зонда и положения испытательной конструкции; компьютер и дисплей, выполненные с возможностью определения местоположения зонда для получения данных с зондом, для идентификации местоположения преобразователя на исследуемой поверхности.
Одновременно известна система неразрушающего контроля патент - US 10162796 (В2). МПК G06F 17/00, опубл. 25.12.2018, включающая мобильное устройство, содержащее дисплейный экран, устройство неразрушающего контроля с поверхностным датчиком, содержащее видеокамеру, сконфигурированную для захвата данных изображения исследуемой поверхности и беспроводную систему, выполненную с возможностью передачи данных изображения, видеоданных, накладных данных или их комбинации в мобильное компьютерное устройство; при этом, мобильное компьютерное устройство выполнено с возможностью визуального отображения данных с видеокамеры и данных от устройства контроля на экране дисплея.
Рассмотренные системы могут быть применены для исследования открытых поверхностей, обеспечивающих прямую видимость, кроме того, для их функционирования необходимы программы для связи дефектоскопа (устройства индикации и контроля) с компьютером и совместного отображения данных с видеокамеры и данных от устройства контроля на экране дисплея.
Прототипом изобретения является Система для дефектоскопии корозии в газовых турбинах, использующая вихретоковый дефектоскоп - патент US 8378676 (В2), МПК G01R 33/44 опубл. 19.03.2013, содержащая вихретоковый дефектоскоп, электрически соединенный с трансформаторным вихретоковым преобразователем (ВТП), закрепленным на ручке для его перемещения, и видеокамеру, зафиксированную к ручке.
В прототипе, локализация дефекта, в случае его выявления, происходит по единичному показанию настроечно-измерительного блока вихретокового дефектоскопа, поэтому невозможно оперативное формирование отчета о наличии дефектов по всей поверхности исследуемого объекта.
При создании изобретения решалась задача разработки системы для дефектоскопии труднодоступных поверхностей с использованием вихретокового дефектоскопа, позволяющей оперативно обнаруживать поверхностные дефекты на исследованной поверхности и обеспечивающей оперативное формирование отчета о наличии дефектов по всей поверхности исследуемого объекта.
Поставленная задача решается системой, содержащей вихретоковый дефектоскоп, электрически соединенный с трансформаторным вихретоковым преобразователем (ВТП), закрепленным на ручке для его перемещения, и видеокамеру, зафиксированную к ручке, мобильное компьютерное устройство, оборудованное системой беспроводной связи и адаптером беспроводной связи, подключенным к видеокамере для передачи информации в компьютерное устройство, при этом ВТП оснащен световым детектором изменения значений электромагнитного поля, сгенерированного в исследуемой поверхности, и видеокамера зафиксирована таким образом, что угол обзора охватывает исследуемую поверхность у ВТП и световой детектор, а компьютерное устройство снабжено программой для записи изображения с видеокамеры.
Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является сокращение времени локализации поверхностных дефектов и обеспечение оперативного формирование отчета о наличии дефектов по всей труднодоступной поверхности исследуемого объекта.
В частных случаях исполнения:
- для удобства доступа к поверхностям различного положения внутри частично замкнутых объемов ручка ВТП может быть выполнена многозвенной, при этом звенья ручки могут быть соединены шарнирно, а также, по меньшей мере, одно из звеньев ручки может быть выполнено телескопическим или гибким;
- для идентификации зоны контроля в слабоосвещенных местах, видеокамера может быть оборудована устройством подсветки.
Для пояснения сущности изобретения используется Фиг. 1 Функциональная схема системы для дефектоскопии труднодоступных поверхностей с использованием вихретокового дефектоскопа.
Система для дефектоскопии труднодоступных поверхностей с использованием вихретокового дефектоскопа содержит вихретоковый дефектоскоп 1, электрически соединенный 2 с трансформаторным вихретоковым преобразователем (ВТП) 3 (Фиг. 1).
Трансформаторный ВТП содержит возбуждающую обмотку для создания вихревых токов в исследуемой поверхности и измерительную обмотку для исследования изменений электромагнитного поля созданных вихревых токов.
Вихретоковый дефектоскоп представляет собой настроечно-индикаторное устройство, позволяющее настроить электромагнитное поле в возбуждающей катушке и установить начальное (нулевое) значение изменения ЭДС по показаниям приемной катушки по испытательному образцу.
В качестве вихретокового дефектоскопа может быть использован Вихретоковый дефектоскоп Константа-В Д-1, производитель ЗАО "Константа" (Россия) Сертификат ОС.С.27.001.А №39937/1, а в качестве прообраза вихретокового преобразователя - преобразователь ПФ-Г1 для обнаружения поверхностных трещин малой протяженности. Электрическое соединение реализуется кабелем в комплекте дефектоскопа с соответствующими разъемами.
ВТП закреплен 15 на ручке 4, предназначенной для его перемещения в процессе исследования. Система содержит видеокамеру 5, например видеокамеру НО720Р, раскрытую в https://wifigid.ru/obzory-raznyh-ustrojstv/wi-fi-endoskop, или любую, приемлемую по внешним габаритам WEB камеру.
Камера 5 зафиксирована 6 к ручке 4.
Система также включает мобильное компьютерное устройство 5, например ноутбук, КПК, смартфон на базе Андроид (Android) или Aple.
Мобильное компьютерное устройство 5, оборудованное системой беспроводной связи 6, например Wf адаптером, и снабжено программой для записи изображения с видеокамеры, например, графическим редактором.
К видеокамере 5 подключен 10 адаптер беспроводной связи 9, для передачи информации 11 в компьютерное устройство 6, например Wf адаптер для камеры НО720Р.
ВТП 3 оснащен световым детектором 12 изменения значений электромагнитного поля, сгенерированного в исследуемой поверхности, например светодиодом, установленным на корпусе и загорающегося от напряжения, возникающего при изменении значений электромагнитного поля, фиксируемого измерительной обмоткой ВТП.
Видеокамера 5, зафиксирована 6 на ручке таким образом, что угол обзора 13 охватывает исследуемую поверхность у ВТП 14 и световой детектор 12, а компьютерное устройство снабжено программой для записи изображения с видеокамеры.
Видеокамера может быть оборудована устройством подсветки, например системой светодиодов, направленных на исследуемую поверхность, включение которых происходит одновременно с включением камеры.
Закрепление 6 видеокамеры может быть осуществлено с помощью хомута с шарниром. Направление угла обзора камеры выбирается экспериментально и проверяется по изображению на мониторе мобильного компьютерного устройства 7.
Изобретение может быть реализовано следующим образом.
Перед началом исследования, исходя из особенностей конструкции поверхности исследуемого объекта, разрабатывают диагностическую карту перемещения ВТП.
Проводят настройку вихретокового дефектоскопа 1, по результатам контакта ВТП 3 с эталонным образцом - поверхностью на которой отсутствуют дефекты в виде трещин, раковин, каверн и т.п., при этом, показания значений электромагнитного поля, созданного в измерительной катушке принимаются за нулевые начальные, с учетом поля допуска, например 5%.
С помощью ручки 4, перемещают ВТП, в соответствии с технологической картой. В случае необходимости для облегчения доступа к исследуемой поверхности, ручка может быть сконфигурирована относительно прямолинейной, с помочью шарниров или изгиба гибкого звена, а также удлинена, за счет телескопического раздвижения..
На компьютерном устройстве 7 производят запись изображения от видеокамеры 5, поступившего по линии беспроводной связи 11. При этом, компьютерное устройство 11 располагают в удобном для проведения анализа месте, вне зависимости от исследуемой поверхности, с учетом возможностей линии беспроводной связи 9, 8, 11. Запись проводится с использованием программы - графического редактора, например, для мобильного компьютера, на базе Андроид может быть использована программа «Scopecam» или «moqoview».
При наличии дефектов, измерительная катушка ВТП 3 фиксирует изменение возбужденного токами Фуко элементного поля исследуемой поверхности у ВТП 14 и загорается световой детектор 12, что позволяет оперативно локализовать место дефекта.
Одновременно, поскольку используется оригинальная рукоятка и передача информации на компьютерное устройство осуществляется по беспроводной связи, исключающей необходимость прямого визуального наблюдения, осуществляется возможность проведения дефектоскопии труднодоступных поверхностей.