×
29.12.2017
217.015.f571

Результат интеллектуальной деятельности: АППРОКСИМАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Группа изобретений может быть использована для определения геометрических размеров дефектов сплошности в ферромагнитном изделии, а также для разработки алгоритмов программного обеспечения магнитных дефектоскопов. Группа изобретений реализуется в виде устройства, содержащего блок намагничивания, датчики Холла, усилитель, АЦП и блок обработки, где фиксируются и определяются максимальные значения осевой и азимутальной составляющих поля рассеяния дефекта, ширина и длина дефекта. Используя алгоритм и базы данных сигналов от дефектов, определяют параметры дефекта, сигналы которого наиболее близки к измеренным, и эти параметры считают параметрами измеряемого дефекта. Технический результат – повышение точности определения параметров дефектов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области магнитных неразрушающих методов контроля ферромагнитных изделий. Изобретение может быть использовано для определения геометрических размеров дефектов сплошности в ферромагнитном изделии, а также для разработки алгоритмов программного обеспечения магнитных дефектоскопов.

Существует много приборов оценки [1, 2, 3] геометрических параметров дефектов сплошности аналогичных по устройству, характеристикам и применению. Все эти приборы (например, [3] - прототип) содержат блок намагничивания объекта контроля, первичные преобразователи для регистрации образующихся при этом полей рассеяния дефектов, блок обработки сигналов, индикатор, систему сканирования.

Общим недостатком всех этих приборов является то, что они лишь фиксируют наличие дефектов и только некоторые измеряют их глубину и ширину (имея при этом недостаточную точность и сложность реализации) и не измеряют другие необходимые (как показано на фиг. 1) параметры дефектов, такие как глубина h, ширина m, угол наклона α, протяженность .

Задачами предлагаемого технического решения являются: возможность определения глубины (с необходимой точностью), ширины, угла наклона и протяженности дефектов, разработка устройства и алгоритма работы его программы определения параметров дефекта.

Поставленная задача решается тем, что в известном аппроксимационном способе определения геометрических размеров дефектов сплошности в ферромагнитном изделии, заключающемся в намагничивании объекта контроля и использовании преобразователей типа датчиков Холла, по сигналам которых судят о наличии и размерах дефектов, согласно изобретению используют два ряда преобразователей, расположенных вдоль и поперек направления сканирования, которые измеряют осевую В0 и ортогональную Ва составляющие поля рассеяния дефекта, фиксируют максимальные значения обеих составляющих - В0 max - осевой, Ba max - ортогональной, для осевой составляющей фиксируют длительность Δt интервала времени, когда преобразователь находится над дефектом, и вычисляют ориентировочную длину дефекта l0=Vск⋅Δt, где Vск - скорость сканирования, фиксируют количество n измерителей ортогональной составляющей, в которых сигнал не равен нулю, и вычисляют ориентировочную ширину дефекта ma=n⋅Δ, где Δ - ширина зоны контроля преобразователя, по четырем измеренным параметрам (B0 max, Ba max, Δt, n), используя базу данных сигналов при моделировании дефектов, определяют дефект, сигналы которого наиболее близки к измеренным, и параметры этого дефекта принимают за параметры неизвестного дефекта (m, h, α, l) с учетом ориентировочных значений l0 и ma.

В части устройства поставленная задача решается тем, что известное устройство для реализации аппроксимационного способа определения параметров дефектов сплошности ферромагнитных изделий, содержащее намагничивающее устройство, блок преобразователей для измерения магнитного поля рассеивания дефектов, усилитель сигналов преобразователей, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки сигналов, регистрирующее устройство наличия и определения размеров дефектов, сканирующее устройство, согласно изобретению снабжено двумя рядами преобразователей, расположенных вдоль и поперек направления сканирования и измеряющих осевую В0 и ортогональную Ва составляющие магнитного поля, в блоке обработки предусмотрены блоки для измерения максимальных значений осевой B0 max и ортогональной Ba max составляющих поля рассеяния, блоки для измерения длительности интервала времени сигнала осевой В0 составляющей магнитного поля над дефектом, блоки для определения количества преобразователей, фиксирующих ортогональную составляющую магнитного поля, в которых сигнал не равен нулю, регистрирующее устройство содержит также элементы памяти, где хранятся результаты моделирования дефектов различных размеров.

На фиг. 1 изображены дефекты типа трещина и риска и обозначены параметры дефектов. На фиг. 2 представлена блок-схема устройства для магнитной дефектоскопии. На фиг. 3 показан алгоритм метода определения геометрических размеров дефектов.

Блок-схема предлагаемого устройства для определения геометрических размеров дефектов сплошности в ферромагнитных изделиях, содержит последовательно соединенные блок намагничивания 1, объект контроя 2, преобразователи для измерения осевой составляющей В0 магнитного поля рассеивания дефекта 3, усилитель 4, АЦП в канале В0 5, преобразователи для измерения ортогональной составляющей Ва 6, усилитель 7, АЦП в канале Ва 8, систему сканирования 9, блок измерения максимального значения В0 max 10, блок измерения Δt длительности сигнала В0 11, блок измерения максимального значения сигнала Ва max 12, блок измерения количества n преобразователей канала Ва, где сигнал не равен нулю.

Предлагаемое устройство (фиг. 2) содержит преобразователи для измерения двух ортогональных составляющих магнитного поля рассеяния дефекта (в случае цилиндрического ОК - осевая B0 и азимутальная Ва компоненты). Если скорость сканирования в направлении оси V0, а длительность импульса B0 фиксируемого в блоке обработки Δt, то длина (фиг. 1) дефекта l0=V0×Δt.

Фиксацию Ва производят ряд расположенных в направлении компоненты Ва преобразователей, протяженность зоны чувствительности в этом направлении - Δ. Таким образом, если в n преобразователях этого ряда фиксируется сигнал Ва, то ширина (фиг. 1) дефекта ma=n×Δ. Кроме того, в блоке обработки фиксируются максимальные значения B0 max и Ba max.

Для определения глубины дефекта h и угла его наклона α (фиг. 1) было проведено в программной среде ANSYS моделирование зависимости сочетаний параметров сигналов от сочетаний параметров дефектов (m, h, α, l) для объектов, электрофизические параметры которых соответствуют параметроам контролируемых объектов. По результатам составлена обширная база данных для всех практически возможных сочетаний параметров дефектов, разработан алгоритм и составлена программа (фиг. 3) определения всех параметров дефекта,наиболее соответствующего полученному сочетанию параметров сигналов. Параметры модели соответствуют условиям проведения процедуры магнитного контроля реальных объектов. Структурная схема предлагаемого устройства изображена на фиг. 2. Функционирование алгоритма ясно из фиг. 3. Производится последовательное исключение вариантов, для которых хотя бы один из параметров сигналов не соответствует измеренным.

Способ положен в основу работы дефектоскопа по структурной схеме на фиг. 2. Работает устройство следующим образом.

Блок намагничивания 1 доводит объект контроля 2 (или его участок) до состояния, близкого техническому насыщению. Потоки рассеяния дефектов регистрируют магниточувствительные преобразователи 3, 6, например датчики Холла, сигналы которых усиливаются усилителями 4, 7 и через АЦП 5,8 поступают в блоки обработки 10-13, где согласно предлагаемому способу, изложенному выше, фиксируются и определяются максимальные значения осевой и азимутальной составляющих B0 max и Ba max поля рассеяния дефекта, длительность Δt сигнала В0, количество n преобразователей и с использованием алгоритма (фиг. 3) и базы данных сигналов от дефектов (хранящейся в памяти) определяют параметры дефекта, сигналы которого наиболее близки к измеренным, и эти параметры (дефекта) считают параметрами измеряемого дефекта. Эти данные поступают на регистрирующее устройство 14, в котором из хранящихся в памяти вариантов сигналов дефектов выбирают по алгоритму, согласно фиг. 3, наиболее близкий вариант, параметры дефекта данного варианта (l, m, h, α) принимают за параметры измеряемого дефекта. Количество преобразователей выбирается таким, чтобы избежать при контроле пропуска дефектов.

Источники информации

1. Р.В. Загидулин и др. Патент РФ №1777067 «Способ определения параметров поверхностного дефекта типа трещины на ферромагнитном объекте». БИ №43, 1992.

2. О.А. Булычев и др. Патент РФ №1810809 «Способ определения ширины трещины в ферромагнитном изделии». БИ №15, 1993.

3. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 3. Электромагнитный контроль: практическое пособие. В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков / Под. ред. В.В. Сухорукова. - М.: Высшая школа, 1992. - 128 с.


АППРОКСИМАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
АППРОКСИМАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
АППРОКСИМАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
АППРОКСИМАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 81-90 of 211 items.
09.06.2018
№218.016.5fd0

Исполнительный агрегат электропривода

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах. Техническим результатом является повышение плавности вращения нагрузки и расширение полосы пропускания электропривода. Исполнительный агрегат содержит синхронный двигатель с возбуждением от постоянных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656882
Дата охранного документа: 07.06.2018
11.06.2018
№218.016.6066

Многодвигательный привод поворотной платформы

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих системах регулирования. Техническим результатом является повышение плавности вращения платформы (и нагрузки) и расширение полосы пропускания привода. Многодвигательный привод поворотной платформы содержит n...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656999
Дата охранного документа: 08.06.2018
25.06.2018
№218.016.66c5

Способ изготовления активной массы анода литиевого аккумулятора

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых аккумуляторов с анодами на основе титаната лития. Проводят смешение диоксида титана с гидрооксидом лития в сухом виде, механоактивацию и термообработку, при этом механоактивацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658305
Дата охранного документа: 20.06.2018
05.07.2018
№218.016.6c69

Абсорбционно-диффузионный холодильник, работающий от теплонасосной установки

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к холодильным агрегатам абсорбционно-диффузионного действия. Абсорбционно-диффузионный холодильник содержит последовательно соединенные первый конденсатор, низкотемпературный испаритель, высокотемпературный испаритель, газовый теплообменник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659836
Дата охранного документа: 04.07.2018
08.07.2018
№218.016.6d81

Способ плавления металла в электродуговой печи с перемещающимся графитовым электродом

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для управления процессом горения дуги при электродуговой плавке металлов. Способ включает загрузку холодной шихты в футерованный огнеупором кожух и опускание с помощью привода и системы управления в него графитового электрода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660536
Дата охранного документа: 06.07.2018
08.07.2018
№218.016.6ded

Устройство ограничения токов короткого замыкания

Устройство ограничения токов короткого замыкания относится к области электротехники, предназначено для использования в электрических сетях при токах короткого замыкания, превышающих предельные значения токов отключения выключателей, и позволяет повысить надежность работы, обеспечиваемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660177
Дата охранного документа: 05.07.2018
08.07.2018
№218.016.6e17

Линейный электрический двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в снижении габаритов, повышении технологичности и надежности. Линейный электрический двигатель содержит сердечник 1 в виде цилиндра со сквозным центральным осевым отверстием 2 по продольной оси О и аксиальным кольцевым пазом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660179
Дата охранного документа: 05.07.2018
08.07.2018
№218.016.6e34

Способ нанесения покрытия на поверхность стального изделия

Изобретение относится к нанесению покрытия на поверхность стального изделия, применяемого для защиты от эрозионного износа рабочих лопаток влажнопаровых ступеней турбин, эксплуатирующихся в экстремальных условиях. Способ включает ионную очистку поверхности изделия и вакуумной камеры в среде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660502
Дата охранного документа: 06.07.2018
08.07.2018
№218.016.6e6b

Способ автоматического регулирования координат электропривода и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано для управления электроприводами постоянного тока, применяемыми в опорно-поворотных устройствах, металлообрабатывающих станках, механизмах металлургического производства. Техническим результатом является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660183
Дата охранного документа: 05.07.2018
08.07.2018
№218.016.6ea3

Устройство для управления электронно-лучевым вентилем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных источниках питания с напряжением в несколько десятков тысяч вольт. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности использования электроэнергии и снижении потребляемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660186
Дата охранного документа: 05.07.2018
Showing 71-71 of 71 items.
01.07.2020
№220.018.2d55

Устройство определения степени неоднородности структурного состояния магнитных металлов вихретоковым методом

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для оценки степени неоднородности поверхностных слоев магнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред. Предлагаемое устройство содержит генератор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725020
Дата охранного документа: 29.06.2020
+ добавить свой РИД