Индукционный дефектоскоп

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Белорусский государственный университет Учреждение образования Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка(72) Авторы Козлов Владимир Леонидович Чубаров Сергей Ильич(73) Патентообладатели Белорусский государственный университет Учреждение образования Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка(57) Индукционный дефектоскоп, содержащий излучающую обмотку, соединенную с генератором, первую приемную обмотку, смеситель и микропроцессор, соединенный с дисплеем, отличающийся тем, что в него введены вторая приемная обмотка и последовательно соединенные синхродетектор и интегратор, выход которого соединен с микропроцессором, при этом первая и вторая приемные обмотки соединены с входами смесителя, выход которого соединен с синхродетектором, а генератор соединен с тактовым входом синхродетектора.(56) 1. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и техническая диагностика Справочник. М. Машиностроение, 2005. - 656 с. 2. Александров В.Н., Козлов В.Л., Кузьмин К.Г., Ревутский М.В., Чубаров С.И. Индукционный датчик дефектов арматуры железобетонных конструкций // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. Матер.междун. конф. - М. МГИ-ЭМ, 2000. - С. 85-86. Полезная модель относится к области неразрушающего контроля материалов и предназначена для бесконтактной экспресс-диагностики дефектов арматуры железобетонных конструкций и стоек опор линий электропередач, находящихся в рабочем режиме. 92662013.06.30 Известен индукционный дефектоскоп 1, принцип обнаружения дефектов в котором основан на измерении коэффициента связи обмоток диагностического кольца при попадании в сечение кольца стержня металлической арматуры, имеющей дефекты. Недостатком таких устройств является низкая чувствительность и достоверность обнаружения дефектов. Известен индукционный датчик дефектов арматуры 2, содержащий диагностическое кольцо, состоящее из излучающей и приемной обмоток, генератора, соединенного с излучающей обмоткой, и последовательно соединенных смесителя, микропроцессора и дисплея, при этом приемная обмотка и генератор соединены с входами смесителя. Недостатком этого устройства является низкая достоверность обнаружения дефектов арматуры. Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении достоверности определения дефектов арматуры железобетонных конструкций. Решение этой задачи особенно важно для обнаружения дефектов арматуры стоек опор линий электропередач, находящихся в режиме эксплуатации и не имеющих видимых повреждений конструкции. Поставленная задача решается путем того, что в индукционный дефектоскоп 2, содержащий излучающую обмотку, соединенную с генератором, первую приемную обмотку, смеситель и микропроцессор, соединенный с дисплеем, введены вторая приемная обмотка и последовательно соединенные синхродетектор и интегратор, выход которого соединен с микропроцессором, при этом первая и вторая приемные обмотки соединены с входами смесителя, выход которого соединен с синхродетектором, а генератор соединен с тактовым входом синхродетектора. Свойство, появляющееся у заявляемого объекта, - это повышение достоверности определения дефектов арматуры стоек опор линий электропередач. Это достигается за счет использования второй приемной обмотки в диагностическом кольце, что повышает чувствительность к изменению амплитуды и фазы информационного сигнала. Сущность полезной модели поясняется с помощью фигуры, на которой представлена функциональная схема индукционного дефектоскопа. Устройство содержит диагностическое кольцо, состоящее из излучающей обмотки 1 и двух приемных обмоток 2,3, генератора 4, соединенного с излучающей обмоткой и синхродетектором, и последовательно соединенных смесителя 5, синхродетектора 6, интегратора 7, микропроцессора 8 и дисплея 9, при этом приемные обмотки 2, 3 соединены с входами смесителя 5. Устройство работает следующим образом. С генератора 4 переменный электрический сигнал частотойпоступает в излучающую обмотку 1. Обмотка 1 излучает электромагнитное излучение 1 ,где 1 - амплитуда сигнала. На приемных обмотки диагностического кольца 2, 3 при этом будут появляться сигналы 22 (2), 3 3 (3),где 2, 3 - амплитуды сигнала, 2, 3 - фазы сигнала в обмотках 2, 3 соответственно. Методика измерений дефектов арматуры основана на том, что значения амплитуды 2, 3 и фазы 2, 3 сигнала определяются наличием ферромагнитного металла (стержней арматуры) в сечении диагностического кольца. При наличии дефектов в стержнях арматуры будут изменяться параметры сигналаи , причем относительное изменение фазыбудет на порядок большее, чем амплитуды . Сигналы 2 и 3 суммируются в смесителе,и выходной сигнал равен 3321 2 (2(1) 2 2 Калибровкой достигается равенство амплитуд 23 в соответствующих режимах измерений. 2 92662013.06.30 Диагностическое кольцо устроено таким образом, что в центре расположена обмотка 1, а слева и справа от нее на расстоянии 2-3 см обмотки 2 и 3. Диагностическое кольцо передвигается вдоль длины стойки. При наличии дефекта арматуры он попадает сначала в сечение одной обмотки, а затем в сечение другой. Если в обеих измерительных обмотках отсутствуют дефекты арматуры, то 23 и сигнал на выходе смесителя (1) будет равен нулю. Если в одной из обмоток будет присутствовать дефект арматуры, то фаза сигнала в ней изменится, 2 не будет равно 3 и на выходе смесителя появится сигнал рассогласования, амплитуда и фаза которого будут определять структуру дефекта. Для улучшения отношения сигнал/шум в измерительном тракте используется синхронное детектирование с последующим интегрированием блоком 7. Повышение отношения сигнал/шум на выходе синхронного детектора основано на совпадении фазы сигнала с фазой работы детектора. Для обеспечения режима синхронного детектирования сигнал с генератора 4 подается на тактовый вход синхродетектора 6. В диагностической системе используется микропроцессорная обработка информационного сигнала, обеспечивающая получение на экране дисплея электромагнитного профиля арматуры по длине стойки. В точках появления дефектов арматуры амплитуда сигнала на выходе интегратора будет резко возрастать. Проверка наличия дефектов осуществляется путем визуального анализа электромагнитного профиля арматуры на экране дисплея с одновременным микропроцессорным поиском наличия разрыва и определения его местоположения по установленному пороговому значению амплитуды. По величине изменения амплитуды сигнала можно судить о структуре дефекта (уменьшение толщины вследствие ржавчины, трещина, разрыв), а также о ширине регистрируемого разрыва менее 0,1 мм, менее 0,5 мм, менее 1 мм. Выводы компьютерной обработки сигнала о наличии дефекта подтверждаются результатами визуального анализа диаграммы. Таким образом, введение в измерительный канал второй приемной обмотки диагностического кольца повышает чувствительность к изменению амплитуды и фазы информационного сигнала, а следовательно, повышает достоверность определения дефектов арматуры стоек опор линий электропередач. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3