DD278700A7 - Defektoskop - Google Patents

Abstract

Das vorgeschlagene Defektoskop besteht aus einem regulierbaren, an dem Erregereingang eines Wirbelstromwandlers angeschlossenen Generator und aus einem Ausgangs-Interface mit Indikator. Der regulierbare Generator ist mit einem steuerbaren Klirr-Faktor versehen. Der Wirbelstromwandler ist ein Beruehrungswandler, der ueber seinen Ausgang mit einem Verstaerker-Kompensator verbunden ist. Letzterer besteht aus einer Einheit fuer orthogonale Zerlegung des Signals. Das Defektoskop enthaelt noch einen selektiven Verstaerker, einen Amplituden-Detektor, einen Mehrkanal-Gleichstromverstaerker, einen Schwellenselektor, vier induktive Dreiwicklungsgeber, Messwicklungen, Kompensationswicklungen, Komparatoren und Phasendreher. Die Einheit fuer die Bearbeitung hoeherer Harmonischer besteht aus einer Einheit fuer die Vorbehandlung hoeherer Harmonischer, deren Ausgaenge an die Einheit fuer die Kombinationsbearbeitung hoeherer Harmonischer angeschlossen sind. Bei dem vorgeschlagenen Defektoskop besteht die Moeglichkeit zur Abschaetzung des Einflusses des nicht determinierten Luftabstandes zwischen dem ferromagnetischen Objekt und dem Wirbelstromwandler, wodurch eine richtige ununterbrochene Kontrolle flacher ferromagnetischer Objekte, die komplizierte, nicht vorauszusehende Bewegungen ausfuehren, gewaehrleistet wird. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wirbelstrom-Defektoskop zum Entdecken von Mängeln in der Oberfläche und darunter am Stahlblech.

Die Erfindung «t in der Schwermetallurgie, im Maschinenbau, im Transportwesen und in der Kraftfahrzeugindustrie anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist ein Defektoskop bekannt, das aus einem regulierbaren Generator bestoht, welcher an den Erregereingang eines Durchlauf-Wirbelstromwandlers angeschlossen ist, dessen Ausgänge mit dem Informationseingang einer typisierten Mikroprozessor-Konfiguration in Verbindung stehen, deren erster Steuersingang an den Steuereingang des Durchlauf-Wirbelstromwandlers angeschlossen ist; der zweite Steuerausgang steht in Verbindung mit dem Steuereingang des regulierbaren Generators, während ihr Informations-Ausgang mit dem Ausgangs-Interface mit einem Indikator verbunden ist (Rocö, A.A., O. N.Medwedewa: „Obsor structur ustroistvvichrefokovogokontrolja",Defektoskopia, H.4/85, S.66-71). Der Nachteil des bekannten Defektoskops besteht darin, daß bei einer ununterbrochenen Kontrolle flacher ferromagnetischer Objekte, welche komplizierte, nicht vorauszusehende Bewegungen ausführen, wegen des Einflusses eines nicht determinierten Luftabstandes zwischen dem Objekt und dem Durchlaufs-Wirbelstromwandler keine richtigen Anzeigen erhalten werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile weitgehend zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Defektoskop zu schaffen, welches eine ununterbrochene Kontrolle flacher ferromagnetischer Objekte, komplizierte, nicht vorauszusehende Bewegungen ausführend, mit einer richtigen Anreigo ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Defektoskop gelöst, welches aus einem regulierbaren Generator, der mit dem Erregereingang des Wirbelstromwandlers in Verbindung steht, und aus einem Ausgangs-Interface mit einem Indikator besteht. Die Steuerschiene der Mikroprozessor-Konfiguration ist an die Steuereingänge des regulierbaren Generators und des Wkbelstrom-Umwandlers angeschlosson. Der regulierbare Generator ist mit einem steuerbaren Klirr-Faktor versehen. Der Wirbelstrom-Wandler ist ein Berührungs-Wirbelstromwandler, und sein Ausgang ist mit dem ersten Eingang eines Verstärker-Kompensators verbunden, dessen zweiter Eingang an den Steuerausgang des regulierbaren Generators angeschlossen ist, während sein Ausgang mit dem Eingang dor in Reihe geschalteten Einheit für die Bearbeitung höherer harmonischer, selektiver Verstärker, .".iTiplituden-Detektor und Schwellenselektor in Verbindung steht, und ebenso mit einem Mehrkanal- und Gleichstrom-Verstärker. Der Ausgang des Mehrkanal- und Gleichstrom-Verstärkers ist an den Informations-Eingang des Ausgangs-Interface mit Indikator angeschlossen. Die Steuerschiene der Mikroprozessor-Konfiguration steht in Verbindung mit den Steuer-Eingängen der Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer, des selektiven Verstärkers und des Schwellenselektors, welcher über seinen Ausgang an den Steuereingang des Ausgangs-Interface mit Indikator angeschlossen ist. Der Berührungs-Wirbelstromwandler besteht aus N-Gruppen von je vier induktiven Dreiwicklungsgebern. Die Meßwicklungen und die Kompensationswicklungen aller Geber weisen die gleiche Induktivität auf. Die Erregerwicklungen sind mit gleicher Induktivität in jedem Geber und aufeinanderfolgend an den entsprechenden Ausgang eines Kommutators angeschlossen. In jeder Gruppe ist der Anfang der Kompensationswicklung irn zweiten und im dritten Geber an den entsprechenden Eingang des Kommutators angeschlossen, während die Kompensationswicklung im zweiten Geber, die Kompensationswicklung im ersten Geber, die Meßwicklung im ersten Geber, die Meßwicklung im zweiten Geber, die Meßwicklung im dritten Geber, die Meßwicklung im vierten Geber, die Kompensationswicklung im vierten Geber und die Kompensationswicklung im dritten Geber aufeinanderfolgend verbunden sind, wobei jede Wicklung gegenläufig mit ihren benachbarten Wicklungen in Verbindung steht, und wobei der Ausgang des Kommutators ein Ausgang des Berührungs-Wirbelstromwandlers ist, dessen Erregereingang ein Erregereingang des Kommutators ist. Der Steuereingang ist die Steuerschiene des Kommutators. Der Verstärker-Kompensator besteht aus einer Einheit für orthogonale Signalzerlegung, deren Eingang der erste Eingang des Verstärker-Kompensators ist, und ihre beiden Ausgänge stehen in Verbindung mit entsprechenden Ketten aus in Reihe geschaltetem Komparator und Phasendreher. Die zweiten Eingänge der Komparatoren sind verbunden und stellen den zweiten Eingang des Verstärker-Kompensators dar. Die Ausgänge beider Phasendreher sind an entsprechende Eingänge eines Verstärker-Summators angeschlossen, dessen Ausgang der Ausgang des Verstärker-Kompensators ist

Die Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer besteht aus einer Einheit für Vorbearbeitung höherer Harmonischer, deren Informdtionseingang den Informationseingang der Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer darstellt, für die Steuerschiene, von welcher die Steuerschiene der Einheit für die Vorbehandlung höherer Harmonischer dient, deren Ausgänge an die Einheit fur die Kombinationsbearbeitung höherer Harmonischer angeschlossen sind, deren Ausgänge an Hie Ausgangsschiene der Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer angeschlossen sind. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Defektoskops besteht darin, daß durch die geschaffene Möglichkeit für die Abschätzung des Einflusses des nicht determinierten Luftabstandes zwischen dem ferromagnetischen Objekt und dem Wirbelstromwandler eine richtige ununterbrochene Kontrolle flacher ferromagnetischer Objekte, komplizierte, nicht vorauszusehende Bewegungen ausführend, verwirklicht wird.

Ausführungsbeispiele

Anhand einer beispielsweisen Ausführung des erfindungsgemäßen Defektoskops, gezeigt in den beiliegenden Figuren, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Schaltbild des Defektoskops;

Fig. 2: eine Schaltung des Berührungs-Wirbelstromwanrilers und seine Anordnung gegenüber dem zu kontrollierenden flachen

ferromagnetischen Objekt; Fig. 3: ein Schaltbild des Verstärker-Kompensators; Fig.4: ein Schaltbild der Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer.

Das Defektoskop von Fig. 1 besteht aus einem regulierbaren Generator 1, verbunden mit dem Erregereingang eines Wirbelstromwandlers 2, und aus einem Ausgangs-Interface mit Indikator 3, bei welchem die Steuerschiene der Mikroprozessor-Konfiguration 4 an die Steuareingänge des regulierbaren Generators 1 und des Wirbelstromwandlers 2 angeschlossen ist. Der regulierbare Generator 1 weist einen steuerbaren Klirr-Faktor auf, während der Wirbolstromwandler 2 ein Berührungs-Wirbelstromwandler ist.

Der Ausgang des Wirbelstromwandlers 2 ist an den ersten Eingang eines Verstärker-Kompensators 5 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit dem Steuerausgang des regulierbaren Generators 1 verbunden ist, und sein Ausgang steht in Verbindung mit dem Eingang einer Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer, einem selektiven Verstärker 7, einem Amplituden-Detektor 8, einem Mehrkanal- und Gleichstromverstärker 9 und einem Schwellenselektor 10, die jeweils hintereinander geschaltet sind. Der Ausgang des Mehrkanal-Gleichstromverstärkers 9 ist an den Informationseingang des Ausgangs-Interface rr it Indikator 3 angeschlossen. Die Steuerschiene von der Mikroprozessor-Konfiguration 4 steht in Verbindung mit den Steuereingängen der Einheit für die Bearbeitung höherer Harmonischer 6 des selektiven Verstärkers 7 und des Schwellenselektors 10, welcher über seinen Ausgang an den Steuereingang dos Ausgang-Interface mit Indikator 3 angeschlossen ist.

Der Berührungs-Wirbelstromwandler 2 in Fig. 2 besteht aus N Gruppen 2.1 + 2.N von je vier induktiven Dreiwiukiungsgebern 11; 12; 13; 14. Die Meßwicklungen 15 und die Kompensationswicklungen 16 aller Geber 11 und 14 weisen die gleiche Induktivität auf, die Erregerwicklungen 17 sind ebenso mit gleicher Induktivität und in jedem Geber aufeinanderfolgend an einem entsprechenden Eingang des Kommutators 13 angeschlossen. Der Anfang der Kompensationswicklungen 16 in dem Geber 12 und in dem Geber 13 sind mit einem entsprechenden Eingang des Kommutators 18 verbunden. Die Kompensationswicklung 16 in dem Geber 12, die Kompensationswicklung 16 in dem Geber 11, die Meßwicklung 15 in demselben Geber, die Meßwicklung 15 in dem zweiten Geber 12, die Meßwicklung 15 in dem dritten Geber 13, die Meßwicklung 15 in dem vierten Geber 14, die Kompensationswicklung 16 in dem vierten Geber 14 und die Kompensationswicklung 16 in dem dritten Geber 13 sind in Reihe geschaltet, bei welchem jede Wicklung mit ihren benachbarten Wicklungen gegenläufig verbunden ist. Der Ausgang des Kommutators 18 ist ein Ausgang des Berührungs-Wirbelstromwandlers 2, dessen Erregereingang der Erregereingang des Kommutators 18 ist, während ein Steuereingang die Eingangsschiene des Kommutators 18 ist. Die Gruppen der Geber 2.1 und 2.N sind in einer Höhe h über dem zu kontrollierenden flachen ferromagnetischen Material 0 in einer Fläche angeordnet, perpendikular zu seiner Bewegungsrichtung und in Fig. 2 mit einem Pfeil angegeben.

De· Verstärker-Kompensator 5 in Fig. 3 besteht aus einer Einheit 19 für eine orthogonale Signalzerlegung, deren Eingang der erste Eingang des Verstärker-Kompensators 5 ist, und ihre beiden Ausgänge stehen in Verbindung mit entsprechenden Ketten des in Reihe geschalteten Komparators 20 und des Phasendrehers 21.

Die zweiten Eingänge der Komparatoren 20 sind verbunden und stellen den zweiten Eingang des Verstärker-Kompensators 5 dar. Die Ausgänge beider Phasendreher 21 sind an die entsprechenden Eingänge des Verstärkersummators 22 angeschlossen, dessen Ausgang der Ausgang des Verstärker-Kompensators 5 ist. Die Einheit 6 für die Bearbeitung höherer Harmonischer in Fig.4 besteht aus einer Einheit 23 für die Vorbehandlung höherer Harmonischer, deren Informationseingang der Informationseingang der Einheit 6 für die Bearbeitung höherer Harmonischer ist, für die Steuerschiene, von welcher die Steuerschiene der Einheit 23 für die Vorbehandlung höherer Harmonischer dient, deren Ausgänge um die Einheit 24 für die Kombinations-Bearbeitung höherer Harmonischer angeschlossen sind, deren Ausgänge mit der Ausgangsschiene der Einheit 6 für die Bearbeitung höherer Harmonischer verbunden sind. In dem Fall, daß für die Analyse der Defekte die erste, dritte und vierte Harmonische und deren Kombinationen paarweise benutzt werden, besteht die Einheit 23 für Vorbehandlung höherer Harmonischer aus drei Eingangsfiltern 25, entsprechend für jede der Harmonischen, welche mit ihren Eingängen an den Ausgang des Verstärker-Kompensators 5 angeschlossen sind und über ihre Steuereingänge mit der Steuerschiene der Mikroprozessor-Konfiguration 4 verbunden. Die Ausgänge der Filter 25 sind über entsprechende Verstärker 26 an die Eingänge der Einheit 24 für die Kombinationsbearbeitung höherer Harmonischer angeschlossen. In ihr sind die ersten Eingänge von drei Zweieingangs-Summatoren 27 mit den entsprechenden Ausgängen für höhrere Harmonische der Einheit 23 für die Vorbehandlung höherer Harmonischer verbunden. Der zweite Eingang des ersten Summators 27 steht in Verbindung mit dem zweiten Ausgang der Einheit 23, der zweite Eingang des zweiten Summators 27 ist an den dritten Ausgang der Einheit 23 an( eschlossen, während der zweite Eingang des dritten Summators 27 mit dem ersten Ausgang der Einheit 23 verbunden ist. Dabei bilden die Ausgänge der Einheit 23 und der Summatoren 27 in der Einheit 24 für die Kombinationsbearbeitung höherer Harmonischer die Ausgangsschiene der Einheit 6 für die Bearbeitung höherer Harmonischer. Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Defektoskops ist die folgende:

Bei der komplizierten, nicht vorauszusehenden Bewegung des flachen ferromagnetischen Objekts 0 (Fig. 2) mittels der Erregerwicklungen 17 der Geber 2.1 und 2.N des Wirbelstromwandlers 2, gespeist von dem regulierbaren Generator 1, wird im Objekt ein elektromagnetisches Wechselfeld induziert. Die Anzahl der eingeschlossenen Gruppen der Geber 2.1 und 2.N für jeden konkreten Fall wird von der Mikroprozessor-Konfiguration 4 in Abhängigkeit von der Breite des Materials gesteuert, wobei die Umschaltung der Geber-Gruppen mittels des Kommutators 18 verwirklicht wird. Beim Fehlen eines leitfähigen Objekts ist die sekundäre elektromotorische Spannung, indiziert in den Meßwicklungen 15 der Geber-Gruppen 2.1 und 2.N, in dem Wirbelstromwandler 2 gleich Null, und zwar infolge der vollständigen Kompensation der Induktivität der Meßwicklungen 15 und der Induktivität der Kompensationswicklungen 16. Bei Vorhandensein eines leitfähigen Objekts ist das Signal in den Meßwicklungen 15 unterschiedlich von Null.es wird aber kompensiert, wegen der gegenläufigen Verbindung der Wicklungen von den Gebern 11; 12 und 13; 14 in den Geber-Gruppen 2.1 und 2.N. Bei Vorhandensein eines sich bewegenden ferromagnetischen Objekts mit einem Defekt oder Defekten unter einem, unter einigen oder unter allen eingeschlossenen Geber-Gruppen verändert sich die sekundäre elektromotorische Spannung in den Meßwicklungen 15 sprunghaft, wobei die Amplitude, die Phase und die Zusammensetzung der Harmonischen von der Art der Defekte abhängt. Das Signal spaltet sich orthogonal in der Einheit 19 des Verstärker-Kompensators 5 auf, wobei beide Komponenten separat in den Komparatoren 20 verglichen werden, im Hinblick auf die Abschätzung des Einflusses des nicht determinierten Luftabstandes zwischen dem Umwandler 2 und dem sich bewegenden ferromagnetischen Objekt. Der Vergleich erfolgt auf der Basis regulierbarer Kompensationshöhen, vorgegeben über die Steuerschiene von der Mikroprozessor-Konfiguration 4. Nach entsprechender Drehung in den Phasendrehern 21, summiert und verstärkt in der Einheit 22, kommt das Signal an die Eingänge der Filter 25 für höhere Harmonische in der Einheit 6 für die Bearbeitung höherer Harmonischer an. Die Anzahl der eingeschlossenen Filter wird

über die Mikroprozessor-Konfiguration 4 gesteuert, und in Abhängigkeit vom Prozentgehalt der entsprechenden Harmonischen wird der Klirr-Faktor oder die Frequenz des regulierbaren Generators 1 geändert. Die filtrierten harmonischen Komponenten werden nach Verstärkung in den Verstärkern 26 direkt im selektiven Verstärker 7, kombiniert in den Zweieingangs-Summatoreo-27 und in dem selektiven Verstärker 7, bearbeitet. Nach Detektieren des Signals im Aplituden-Detektor 8, nach folgender Verstärkung im Mehrkanal-Gleichstromverstärker 9, kommt das bearbeitete Signal in den regulierbaren Schwellen-Selektor 10 an, in Abhängigkeit von den gewählten Selektionshöhen, werden übar das Ausgangs-Interface mit Indikator 3 die Stellorgane (in den Figuren nicht gezeigt) zum Sortieren der sich bewegenden ferromagnetischen Objekte 0 gesteuert, während die Defekte der Anzahl und der Art nach visuell indiziert werden.

Claims (3)

1. Defektoskop, welches aus einem regulierbaren Generator, an dem Erregereingang eines Wirbelstromwandlers angeschlossen, und aus einem Ausgangs-Interface mit Indikator besteht, bei welchem die Steuerschiene der Mikroprozessor-Konfiguration mit den Steuereingängen des regulierbaren Generators und des Wirbelstromwandlers in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der regulierbare Generator (1) mit einem steuerbaren Klirr-Faktor versehen ist, der Wirbelstromwandler (2) ein Berührungs-Wirbelstromwandler ist, uhd sein Ausgang an den ersten Eingang eines Verstärker-Kompensators (5) angeschlossen ist, dessen zweiter Eingang mit dem Steuerausgang des regulierbaren Generators (1) verbunden ist, während sein Ausgang mit dem Eingang von aufeinanderfolgend angeschlossenen Modulen, wie der Einheit (6) für Bearbeitung höherer Harmonischer, dem selektiven Verstärker (7), dem Amplituden-Detektor (8), dem Mehrkanal-Gleichstromverstärker (9) und dem Schwellenselektor (10) in Verbindung steht, und daß der Ausgang des Mehrkanal-Gleichstromverstärkers (9) an den Informations-Eingang des Ausgangs-Interface mit Indikator (3) angeschlossen ist, bei weichern die Steuerschiene der Mikroprozessor-Konfiguration (4) mit den Steuereingängen der Einheit für die Bearbeitung höhrer Harmonischer (6), des selektiven Verstärkers (7) und des Schwellenselektors (10) verbunden ist, der mit seinem Ausgang an den Steuereingang des Ausgangs-Interface mit Indikator (3) angeschlossen ist, bei welchem der Berührungs-Wirbelstromwandler (2) aus N-Gruppen mit je vier induktiven Dreiwicklungs-Gebern (11; 12; 13; 14) besteht, wobei die Meßwicklungen (15) und die Kompensationswicklungen (16) aller Geber die gleiche Induktivität aufweisen, und deren Erregerwicklungen (17) die gleiche Induktivität haben und in Verbindung mit einem entsprechenden Ausgang des Kommutators (18) stehen, wobei die Kompensationswicklungen (16) im zweiten und im dritten Geber (12; 13) an einen entsprechenden Eingang des Kommutators (18) angeschlossen sind, während die Kompensationswicklung (16) im zweiten Geber (12), die Kompensationswicklung (16) im ersten Geber (11), die Meßwicklung (15) im ersten Geber (11), die Meßwicklung (15) im zweiten Geber (12), die Meßwicklung (15) im dritten Geber (13), die Meßwicklung (15) im vierten Geber (14), die Kompensationswicklung (16) im vierten Geber (14) und die Kompensationswicklung (16) im dritten Geber (13) aufeinanderfolgend in Verbindung stehen, bei welchem jede Wicklung gegenläufig mit ihren benachbarten Wicklungen verbunden ist, wobei der Ausgang des Kommutators (18) der Ausgang des Wirbelstromwandlers (2) ist, dessen Erregereingang der Erregereingang des Kommutators (18) ist und der Steuereingang die Eingangsschiene des Kommutators (18) ist.

2. Defektoskop gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkompensator (5) aus einer Einheit für die orthogonale Zerlegung des Signals (19) besteht, deren Eingang der erste Eingang des Verstärker-Kompensators (ö) ist, und daß ihre beiden Ausgänge mit entsprechenden Ketten von nacheinander angeschlossenem Komparator (20) und Phasendreher (21) in Verbindung stehen, wobei die zweiten Eingänge der Komparatoren (20) verbunden sind und den zweiten Eingang des Verstärker-Kompensators (5) darstellen, und die Ausgänge beider Phasendreher (21) an den Verstarker-Summator (22) angeschlossen sind, dessen Ausgang der Ausgang des Verstärker-Kompensators (5) ist.

3. Defektoskop gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (6) für die Bearbeitung höherer Harmonischer aus einer Einheit (23) für die Vorbehandlung höherer Harmonischer besteht, deren Informations-Eingang der Informations-Eingang der Einheit (6) für die Bearbeitung höherer Harmonischer ist, für die Steuerschiene, von welcher die Steuerschiene der Einheit (23) für die Vorbehandlung höherer Harmonischer dient, deren Ausgänge an die Einheit (24) für die Kombinationsbearbeitung höherer Harmonischer angeschlossen ist, wobei deren Ausgänge mit der Ausgangsschiene der Einheit (6) für die Bearbeitung höherer Harmonischer verbunden sind.