Устройство для измерения параметров движущихся ферромагнитных изделий

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее два намагничивающих соленоида и два магниточувствительных элемента,, генератор импульсов, тока, связанный с нш агничивающиьм соленоидами, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости , оно снабжено двумя пиковыми детекторами, двумя блоками памяти, блоком измерения среднего геометрического сигнала и тактовым генератором, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены с входами блока измерения среднего геометрического сигналов, выход которого подключен к регистратору а установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что период следования импульсов тактового генератора удовлетворяет условию: .T с $ (Л где Е - расстояние между парой намагничивающих соленоидов и С парой магниточувствительных элементов; V - скорость движения контролируемого изделия;. п - натуральное число (п 1,2,3,..), Т - период следования импульсов тактового генератора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН < (59 4 С 01 Й 33/12!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

В ф((Р " еъчр.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч, К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ В0Б; У: 9 Г1 ю

1 у

Чkn nТ (2 1) 3382205/1 8-2 1 (22) 21.01.82 (46) 15.03.87. Бюл. 9 10 (7 1) Институт прикладной физики

АН БССР и Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР (72) М.А.Мельгуй, В.Ф.Матюк, И,И.Линник и В.Л.Цукерман (53) 621. 317. 44 (088. 8) (56) Патент Великобритании Ф1067764, кл. G 01 P 33/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 587776, кл. G 01 Р 33/12, 1977 . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее два намагничивающих соленоида и два магниточувствительных элемента, генератор импульсов..тока, связанный с намагничивающим соленоидами, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, оно снабжено двумя пиковыми детекторами, двумя блоками памяти, блоком измерения среднего геометрического сигнала и тактовым генератором, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены с входами блока измерения среднего геометрического сигналов, выход которого подключен к регистратору а установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что период сле- . дования импульсов тактового генератора удовлетворяет условию: где (— расстояние между парой намагничивающнх соленоидов и парой магниточувствительных элементов;

Ч вЂ” скорость движения контролируемого изделия п — натуральное число (n =

1„2„3„,,), Т вЂ” период следования импульсов тактового генератора.

1022085

Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов и, в частности, может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства.

Известен способ для определения твердости ферромагнитных материалов, заключающийся в импульсном намагни- Ю чивании контролируемого материала .и последующем считывании поля остаточного следа. Устройство для осуществления способа содержит намагничивающую и считывающую головки.

Намагничнвающая головка питается от импульсного генератора. Изменение сигнала sa счет колебаний зазора между контролируемым материалом и считывающей головкой частично компенсируют за счет изменения амплитуды намагничивающих импульсов, осуществляемого с помощью отрицательной обратной связи, выполненной в виде стирающей обмотки на намагничивающей головке.

Однако известный способ и устройство не позволяют получить стабильные результаты контроля. Это объясняется тем, что контролируемый 3О материал не доводят до магнитного насыщЕния,, так как отрицательная обратная связь при насыщении не работает. Особенно сильно нестабильность магнитного следа сказывается при конт35 роле изделий толщиной более 4 мм.

Кроме того, ослабление влияния колебаний зазора на результаты контроля возможно только в узком интервале, когда сигнал, возникающий из-за 4О изменений зазора, намного меньше сигнала, несущего информацию о механических свойствах, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 45 ройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных материалов в форме протяженных прутков, лент и профильного проката, содержащее два 50 магниточувствительных элемента, расположенных в одной плоскости по про- . дольной оси устройства, а выходы магниточувствительных элементов подключены к регистратору. 55

Отстройка от влияния вибрационных колебаний контролируемого изделия происходит за счет того, что магнитное пятно, нанесенное с двух сторон изделия с помощью намагничивающих

1 элементов, при отклонении в сторону одного из магниточувствительных элементов увеличивает сигнал в нем, а во втором магниточувствительном элементе сигнал одновременно уменьшается, при этом сумма обоих сигналов остается постоянной.

Однако область отстройки от влияния вибрационных колебаний относительно плоскости прокатки ограничена из- эа того, что градиент нормальной составляющей остаточного поля локально намагниченных областей контролируемого изделия является не линейной, а сложной функцией смещения контролируемого изделия относительно плоскости, совпадающей с направлением прокатки изделия. Кроме того, иэделие при движении смещается не только параллельно плоскости прокатки, но и поворачивается относительно нее, что приводит к разности фаз выходных сигналов магниточувствительных элементов, причем величина этой разности фаз зависит от угла поворота. При этом помимо сигнала от пятна устройство регистрирует и сигнал помехи, возникающий вследствие наличия поля рассеяния намагничивающих соленоидов., что снижает точность контроля.

Цель изобретения — повышение точности помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее два намагничивающих соленоида и два магниточувствительных элемента, генератор импульсов тока, связанный с намагничивающимн соленоидами, и регистра-. тор, снабжено двумя пиковыми детекторами, двумя блоками памяти, блоком измерения среднего геометрического сигнала и тактовым генератором, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены с входами блока измерения среднего геометрического сигнала, выход которого подключен к регистратору, а установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока.

Кроме того, период следования .импульсов тактового генератора удовлетворяет условию

10220

-фпТ, 1

AH К. а г! ) где — расстояние между парой намагничивающих соленоидов и парой магниточувстви- 5 тельных элементов;

U — скорость движения контролируемого изделия, п — натуральное число (n

1,2,3...), Т вЂ” период следования импульсов тактового генератора.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — топография поля магнитных 15 меток на контролируемом изделии, поясняющая возникновение разности фаз выходных сигналов магниточувствительных элементов.

Устройство состоит (фиг.1) из маг 20 ниточувствительных элементов 1 и 2, контролируемого изделия 3, тактового генератора 4, подключенного к генератору 5 импульсов тока, выход которого соединен с намагничивающими соленоидами б и 7, расположенными симметрично с двух сторон контролируемого изделия 3. Иагниточувствительные элементы 1 и 2 также расположены симметрично с двух сторон контролируе- 30 мого изделия 3 на некотором расстоянии от намагничивающих соленоидов

6 и 7 по ходу движения .контролируемого изделия 3. Выходы магниточувствительных элементов 1 и 2 через соот- 35 ветствующие пиковые детекторы 8 и 9 и блоки 10 и 11 памяти соединены с входами блока 12 измерения среднего геометрического сигнала, выход которого связан с регистратором 13. Уста- 40 новочные входы пиковых детекторов 8 и 9 связаны с генератором 5 импульсов тока, а управляющие входы блоков 10 и 11 памяти соединены с выходом тактового генератора 4., 45

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 4 формирует короткие тактовые импульсы в зависи- 50 мости от скорости движения контролируемого изделия 3. Задний фронт первого тактового импульса запускает генератор 5 импульсов тока, который генерирует соответствующий импульс тока, подаваемый в намагничивающие соленоиды 6 и 7, которые наносят на обе стороны контролируемого изделия 3 магнитные метки, несущие ин85 4 формацию о его механических свойствах.

При перемещении контролируемого изделия 3 вдоль направления прокатки магнитные метки, нанесенные с обоих сторон изделия, вызывают - . на выходе магниточувствительных элементов сигналы, которые детектируются пиковыми детекторами 8 и 9. С выходов пиковых детекторов 8 и 9 продетектированные сигналы поступают на входы блоков 10 и 11 памяти соответственно.

Следующий тактовый импульс, поступая на управляющие .входы блоков

10 и 11 памяти, переписывают инфор мацию с выходов пиковых детекторов 8 и 9 в соответствующие блоки 10 и 11 памяти и своим задним фронтом вновь запускает генератор 5 импульсов тока, который генерирует импульс тока, поступающий в намагничивающие соленоиды 6 и 7 и установочные входы пиковых детекторов 8 и 9. При этом осуществляется сброс пиковых детекторов, а на контролируемое изделие 3 наносится следующая пара магнитных меток. Сигналы с выходов блока 10 и 11 памяти поступают на вход блока

12 измерения среднего геометрического сигнала, выходной сигнал которого фиксируется регистратором 13.

По величине показаний регистратора судят о механических свойствах контролируемого изделия. С приходом последующих тактовых импульсов происходит переписывание информации из пиковых детекторов 8 и 9 в блоки 10 и 11 памяти, соответственно, . сброс пиковых детекторов 8 и 9 и на несение последующих пар магнитных меток на контролируемое иэделие 3.

При отклонении контролируемого изделия 3 в сторону одного иэ магниточувствительных элементов, например (фиг.2), что неизбежно в процессе прокатки, сигнал, снимаемый с него увеличивается, а сигнал,. снимаемыи со второго магниточувствительного элемента, уменьшается. Зависимость сигнала с магниточувствительных элементов от величины смещения контролируемого изделия 3 хорошо аппроксимируется показательной функцией.Тогда сигнал с первого магниточувствительного элемента ч Н„ равен

3 4 а сигнал с второго магниточувствительного элемента vH равен а

VH К а

Период следования импульсов тактового генератора 4 выбирается из условия где К вЂ” коэффициент, зависящий от механических свойств конт ролируемого изделия, а — постоянный коэффициент; ° — величина смещения.

Тогда среднее геометрическое от обоих сигналов равно К и не зависит от величины смещения.

Так как блоки 10 и 11 памяти хранят максимальные значения сигналов магниточувствительных элементов 1 и 2 соответственно (независимот от времени их поступления в пиковый детектор), сигнал на выходе блока 12 измерения среднего геометрического сигнала не зависит от величины смещения и угла поворота контролируемого изделия 3 относительно плоскости прокатки.

Информация с выхода .пиковых детекторов 8 и 9 переписывается в блоки 10 и 11 памяти с приходом синхроимпульса с тактового генератора 4, т.е. всегда до начала нанесения следующей. пары магнитных меток на контролируемое изделие 3, а непосредственно в моменты нанесения этих меток пиковые детекторы 8 и 9 находятся в заблокированном состоянии (на их установочные входы поступают импульсы с генератора 5 импульсов тока). Поэтому регистрация сигнала помехи, возникающего в процессе нанесения

f магнитных меток;на контролируемое изг делие 3, исключается, что повышает помехоустойчивость предлагаемого устройства. где 1 — расстояние между парой намагничивающих соленоидов и парой магниточувствительных элементов

Ч вЂ” скорость движения контролируемого изделия; п — натуральное число (n

1,2,3,...), Т вЂ” период следования импульсов тактового генератора.

Выполнение этого неравенства необходимо для повышения достоверности работы устройства, так как в случае невыполнения этого требования в момент нанесения последующей пары магнитных меток на контролируемое изделие 3 одна из предыдущих пар меток окажется расположенной под зоной магниточувствительных элементов 1 и

2, а пиковые детекторы в это время блокированы установочным импульсом, поступающим с генератора 5 импульсов тока, что приводит к ошибке-1 в показаниях регистратора 13.

Сравнительные испытания показали, что погрешность от смещения контролируемого изделия относительно плоскости прокатки у известного устройства составляет порядка 7Х, а у предлагаемого не превышает 1,5Х.

Таким. образом, изобретение позволяет расширить область отстройки от смещений контролируемого изделия относительно плоскости прокатки и повысить помехоустойчивость.

1022085 фиг 2

Редактор С.Титова

Текред Л.Олейник Корректор А.Зимокосов. Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 803/2

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4