Контроль глубины упрочненного слоя вихревыми токами

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Заявка на изобретение №: 
2012110348
Дата публикации: 
Воскресенье, Октябрь 27, 2013

1. Система контроля многочастотными вихревыми токами (MFEC) для контроля глубины упрочненного слоя детали, содержащая:

генератор, выполненный с возможностью генерирования одного или более многочастотных возбуждающих сигналов;

вихретоковый датчик, выполненный с возможностью размещения на одной стороне детали и содержащий один или более драйверов и один или более чувствительных элементов, при этом один или более драйверов выполнены с возможностью приема одного или более многочастотных возбуждающих сигналов для индуцирования вихревых токов в детали, и один или более чувствительных элементов выполнены с возможностью обнаружения индуцированных вихревых токов в пределах локального участка детали для генерирования одного или более многочастотных ответных сигналов; и

процессор, выполненный с возможностью приема одного или более многочастотных ответных сигналов для обработки для определения глубины упрочненного слоя локального участка детали.

2. Система по п.1, в которой генератор представляет собой генератор функций.

3. Система по п.2, в которой процессор содержит синхронный усилитель и в которой генератор функций также выполнен с возможностью подачи одного или более опорных сигналов с такими же частотами, как у соответствующих одного или более многочастотных ответных сигналов, к синхронному усилителю.

4. Система по п.1, также содержащая усилитель, включенный между вихретоковым датчиком и процессором, для усиления многочастотных ответных сигналов.

5. Система по п.1, в которой один или более драйверов и один или более чувствительных элементов содержат обмотки, при этом каждый из одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов имеет цилиндрическую форму или прямоугольную форму.

6. Система по п.5, в которой один или более чувствительный элемент представляет собой один или более полупроводниковый магнитный датчик, при этом один или более полупроводниковый магнитный датчик представляет собой один или более из анизотропного магниторезистивного (AMR) датчика, датчика на основе гигантского магниторезистивного (GMR) эффекта, туннельного магниторезистивного (TMR) датчика, датчика на основе экстраординарного магниторезистивного (EMR) эффекта, датчика на основе гигантского магнитоимпедансного (GMI) эффекта и датчика Холла.

7. Система по п.5, в которой каждый из одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов имеет цилиндрическую форму, при этом упомянутая деталь имеет цилиндрическую форму, и по меньшей мере одна ось одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов параллельна оси детали.

8. Система по п.1, в которой один или более драйверов и один или более чувствительных элементов содержат по меньшей мере одну соответствующую поверхность, выполненную с возможностью быть обращенной непосредственно к локальному участку детали, при этом по меньшей мере две соответствующие поверхности одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов находятся в одной плоскости или образуют между собой угол.

9. Система по п.8, в которой каждый из одного или более чувствительных элементов содержит верхний чувствительный элемент и нижний чувствительный элемент, расположенный под верхним чувствительным элементом, при этом поверхности одного или более драйверов и нижнего чувствительного элемента выполнены с возможностью быть обращенными непосредственно к локальному участку детали.

10. Система по п.9, в которой каждый из одного или более драйверов содержит верхний драйвер и нижний драйвер, расположенный под верхним драйвером, при этом поверхности нижнего драйвера и нижнего чувствительного элемента обращены непосредственно к локальному участку детали.

11. Система контроля импульсными вихревыми токами (РЕС) для контроля глубины упрочненного слоя детали, содержащая:

импульсный генератор, выполненный с возможностью генерирования одного или более импульсных возбуждающих сигналов;

вихретоковый датчик, выполненный с возможностью быть размещенным у одной стороны детали и содержащий один или более драйверов и один или более чувствительных элементов, при этом один или более драйверов выполнены с возможностью приема одного или более импульсных возбуждающих сигналов для индуцирования вихревых токов в детали, и один или более чувствительных элементов выполнены с возможностью обнаружения индуцированных вихревых токов в пределах локального участка детали для генерирования одного или более многочастотных ответных сигналов; и

процессор, выполненный с возможностью приема одного или более многочастотных ответных сигналов для обработки для определения глубины упрочненного слоя локального участка детали.

12. Система по п.11, также содержащая аналого-цифровой преобразователь, расположенный между вихретоковым датчиком и процессором и выполненный с возможностью оцифровывать один или более многочастотных ответных сигналов.

13. Система по п.11, в которой один или более драйверов и один или более чувствительных элементов содержат обмотки, при этом каждый из одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов имеет цилиндрическую форму или прямоугольную форму.

14. Система по п.13, в которой один или более чувствительный элемент представляет собой один или более полупроводниковый магнитный датчик, при этом один или более полупроводниковый магнитный датчик представляет собой одно или более из анизотропного магниторезистивного (AMR) датчика, датчика на основе гигантского магниторезистивного (GMR) эффекта, туннельного магниторезистивного (TMR) датчика, датчика на основе экстраординарного магниторезистивного (EMR) эффекта, датчика на основе гигантского магнитоимпедансного (GMI) эффекта и датчика Холла.

15. Система по п.13, в которой каждый из одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов имеет цилиндрическую форму, при этом деталь имеет цилиндрическую форму и по меньшей мере одна ось одного из одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов параллельна оси детали.

16. Система по п.11, в которой один или более драйверов и один или более чувствительных элементов имеют по меньшей мере одну соответствующую поверхность, выполненную с возможностью быть обращенной непосредственно к локальному участку детали, при этом по меньшей мере две соответствующие поверхности одного или более драйверов и одного или более чувствительных элементов находятся в одной плоскости или образуют между собой угол.

17. Система по п.16, в которой каждый из одного или более чувствительных элементов содержит верхний чувствительный элемент и нижний чувствительный элемент, расположенный под верхним чувствительным элементом, при этом поверхности одного или более драйверов и нижнего чувствительного элемента обращены непосредственно к локальному участку детали.

18. Система по п.17, в которой каждый из одного или более драйверов содержит верхний драйвер и нижний драйвер, расположенный под верхним драйвером, при этом поверхности нижнего драйвера и нижнего чувствительного элемента обращены непосредственно к локальному участку детали.

19. Способ контроля глубины упрочненного слоя детали, включающий:

генерирование одного или более многочастотных возбуждающих сигналов или одного или более импульсных возбуждающих сигналов;

обеспечение наличия вихретокового датчика, выполненного с возможностью размещения у одной стороны детали для приема одного или более многочастотных возбуждающих сигналов или одного или более импульсных возбуждающих сигналов и выдачи одного или более многочастотных ответных сигналов, причем вихретоковый датчик содержит один или более драйверов и один или более чувствительных элементов, при этом один или более драйверов выполнены с возможностью приема одного или более многочастотных возбуждающих сигналов для индуцирования вихревых токов в детали, и один или более чувствительных элементов выполнены с возможностью обнаружения индуцированных вихревых токов в пределах локального участка детали для генерирования одного или более многочастотных ответных сигналов; и

обработку одного или более многочастотных ответных сигналов для определения глубины упрочненного слоя локального участка детали.

20. Способ по п.19, в котором один или более многочастотных возбуждающих сигналов генерируют, используя генератор функций, а один или более импульсных возбуждающих сигналов генерируют, используя импульсный генератор, при этом обеспечивают наличие синхронного усилителя для обработки одного или более многочастотных ответных сигналов, когда используют генератор функций.

21. Способ по п.19, в котором один или более многочастотных ответных сигналов обрабатывают, используя алгоритм многочастотного анализа, для определения глубины упрочненного слоя локального участка детали.