Устройство для магнитошумовой структуроскопии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ, содержащее последовательно соединенные первый перемагничивающий генератор, бЛок управления и обмотку возбуждения пре- . обраэователя, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блока управления, последовательно соединенные блок регистрации поля перемагничивания, стробирую ,щий блок и индикатор и последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, канал измерения шумов Баркгузена и пороговый элемент, подключенные к второму входу стробирукнцего блока, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными первым формирователем импульсов запуска и формирователем строб-импульсов, включенными между пороговым элементом и вторым входом стробирующего блока, последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импуль сов запуска, включенными между вторым выходом порогового элемента и вторым входом формирователя стробимпульсов , и последовательно соединенными усилителем и интегратором, КЛ включенными между стробирующим блоком и индикатором, а блок регистрации поля перемагничивания выполнен в виде последовательно соединенных второй измерительной обмотки, индуктивно связанной с обмоткой возбуждения преобразователя, амплитудного детектора и интегратора.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) .

3(5)) G 01 N 27 83

OllHCAHHE HSOE PETEHHR

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3493347/25-28 (22) 27.09,82 (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (72) Б.В.Лаврентьев, Л.Л.Каубрак, Р.М.Смелянский и Ю.Н.Приходченко (71) Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения (53) 620.179.14(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 678399, кл. G 01 N 27/83, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 789727, кл. G 01 N 27/83, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУИОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ, содержащее последовательно соединенные первый перемагничивакщий генератор, блок управления и обмотку возбуждения преобразователя, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второ-. му входу блока управления, последовательно соединенные блок регистрации поля перемагничивания, стробирую,щий блок и индикатор и последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, канал измерения шумов Баркгузена и пороговый элемент, подключенные к второму входу стробирукщего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точ. ности контроля, оно снабжено последовательно соединенными первым фор,мирователем импульсов запуска и формирователем строб-импульсов, включенными между пороговым элементом и вторым входом стробирукщего блока, последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импуль сов запуска, включенными между вторым выходом порогового элемента и вторым входом формирователя стробС импульсов, и последовательно соеди- щ ненными усилителем и интегратором, включенными между стробирукщим блоком и индикатором, а блок регистрации поля перемагничивания выполнен в виде последовательно соединенных второй измерительной обмотки, индук- Я тивно связанной с обмоткой возбуждения преобразователя, амплитудного детектора и интегратора.

1062592

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических свойств изделий из стали и чугуна, 5

Известно устройство для контроля по шумам Баркгаузена, содержащее регулируемый источник тока перемагничивания, соединенный выходом через блок управления током с обмоткой 10 возбуждения электромагнитного преобразователя, измерительная обмотка которого через измерительный канал соединена с входом порогового блока, выходы которого соединены с входом 15 блока управления током и с управляющим входом индикаторного блока, измерительный вход которого соединен с обмоткой возбуждения преобразователя f1) . 20

Недостатком устройства является низкая точность контроля, обусловленная отсутствием магнитной подготовки изделия.

Наиболее близким к изобретению по 25 технической сущности является устрой ство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные первый перемагничивающий генератор, блок управления и обмотку 30 возбуждения преобразователя, второй ,перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блока управления,. последовательно соединенные блок регистрации поля перемагничива- З5 ния„. стробирующий блок и индикатор и последовательно соединенные. измерительную обмотку преобразователя, канал измерения шумов Баркгаузена и пороговый элемент, подключенные к входу стробирующего блока (2).

Это устройство хотя и повышает помехоустойчивость контроля, но также обладает недостаточной точностью контроля из-эа влияния зазора между преобразователем и иэделием. 45

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем что устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные первый перемагничивающий генератор, блок управления и обмотку возбуждения преобразователя, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блока управления, последовательно соединенные блок регистрации поля перемагничивания, стробирующий блок и индикатор и последовательно соединенные измерительную обмотку 60 преобразователя, канал измерения шумов Баркгауэена и пороговый элемент, подключенные к второму входу стробирующего блока,,снабжено последовательно cGBJIHIIBHHIIMH первым формирова-65 телем импульсов запуска и формирова телем строб-импульсов, включенными между пороговым элементом и вторым входом стробирующего блока, последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импульсов запуска, включенными между вторым выходом порогового элемента и вторым входом формирователя строб-импульсов, и последовательно соединенными усилителем и интегратором, включенными между стробирующими блоком и индикатором, а блок регистрации поля перемагничивания выполнен в виде последовательно соединенных второй измерительной обмотки, индуктивно связанной с обмоткой возбуждения преобра зователя, амплитудного детектора и интегратора.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений в различных точках схемы.

Устройство содержит первый перемагничивающий генератор 1, соединенный выходом через блок 2 управления током с обмоткой 3 возбуждения электромагнитного преобразователя 4, установленного на поверхность контролируемого изделия 5. Измерительная обмотка 6.через канал 7 измерения шумов Бакгаузена соединена с входом порогового элемента 8..Преобразователь 4 снабжен второй измерительной обмоткой 9, индуктивно связанной с обмоткой 3 возбуждения и соединенной через блок регистрации поля перемагничивания, выполненного в виде последовательно соединенных амплитудного детектора 10 и интегратора 11, с сигнальным входом стробирующего блока 12, вход управления которого соединен с выходом формирователя 13 строб-импульсов, соединенного входами с первым и вторым формирователями 14 и 15 импульсов запуска, вход первого формирователя 14 из которых соединен с выходом порогового элемента 8, а второго формирователя 15 с вторым выходом порогового элемента 8 через инвертор 16, выход стробирующего блока 12 череэ усилитель

17 и интегратор 18 соединен с индикатором 19, Второй вход блока 2 управления током соединен с вторым перемагничивающим генератором 20.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемый перемагничивающий генератор 1 генерирует переменный синусоидальный ток (t) (кривая 21) с частотой <а„ . Генератор 20 генерирует ток управления треугольной формы(„ (О (кривая 22), подаваемый на второй вход блока 2 управления током, в результате чего ток перемагничивания в обмотке 3 возбуждения имеет вид синусондального промодули1062592 рованного тока i !!ер (4) (кривая 23) .

Ток возбуждения в обмотке 3 создает синусоидальное перемагничивакщее поле в магнитной цепи преобразователя

4, замыкающееся через контролируемое изделие 5, амплитуда этого поля периодически линейно увеличивается, а затем уменьшается. При этом магнитный поток в цепи преобразователя индуктирует переменную синусоидальную

ЭДС во второй измерительной обмотке

9, также периодически линейно увеличивающуюся, затем уменьшающуюся.

Эта ЭДС поступает на вход амплитудного детектора 10, где детектируетсях и далее через интегратор ll поступа- 15 ет на сигнальный вход стробирукщего блока 12, напряжение U (4) на котором имеет треугольную форму (кривая 24), причем мгновенное значение этого напряжения зависит от воздуш- 20 ного зазора между преобразователем

4 и изделием. 5, а при неизменном зазоре пропорционально амплитуде перемагничивакщего поля. При некотором значении зазора о< напряжение 25 ()> (t) имеет вид,,изображенный сплошнои линией, а при другом значении зазора 5 ъ 8! имеет вид, изображенный пунктирйой линией.

При достижении амплитудой перемагничивающего поля величины критического поля в изделии 5 возникают скачки намагниченности, наводящие импульсы ЭДС шумов Баркгаузена () z (t) (кривые 25 и 26) в измеритель ной обмотк е 6, следующие пачк ами с удвоенной частотой перемагничивания.

При значении зазора О! импульсы

Ц (t)начинают возникать в момент1

Ц! (крив ая 2 5 ) с оотв е тс тв ующий. дос т иже-

40 нию амплитудой перемагничивающего поля критического значения, при котором напряжение(),2 () достигает в точке 0q критического значения )) „ (кривая 24), являющегося мерой физикомеханических свойств образца. При об- 45 ратном переходе напряжения () (С) через значение U g k В тОчке Qz (KpHBBH

24) скачки намагниченности исчезаI ют, и импульсы ЭДС шумов Баркгаузена

Ц (t) (кривая 25) с момента t < уже 50 не наводятся в обмотке 6 ..

При другом значении 5> > 6! скачки намагниченности и импульсы U (t) (кривая 26) возникают при выполнейии ус- 55 ловия () ) (t) U > р (кривая 24) в интервале х!„Б . Импульсы U ((.,) дейст. вуют в интервале времени(!(. х.

Импульсы () z, (t) или U> ((.) (кривые 25 и 26) через измерительный ка- 60 нал 7, осуществлякщий высокочастотную фильтрацию сигнала для подавления низкочастотных дискретных компонент спектра ЭДС обмотки 6, широкопОлОснОе усиление, амплитуднОе де- 65 тектирование и интегрирование сигнала, поступает на вход порогового элемента B, переключающегося в точках а!а,и b 4 при выполнении условия (i> (Ц Q . Прй этом на выходе порогового элемента действуют прямоугольные импульсы " !!,(t) или 0 „х (Ц (кривые 27 и 28), которые поступают на входы формирователя 13 строб-импульсов через формирователь 14 импульсов запуска и через формирователь 15 импульсов запуска с инвертором 16. В результате этого на входы формирователя 13 строб-импульсов поступают короткие импульсы запуска О ® или

Ц ф (кривые 29 и 30), фронты которйх соответствуют во времени каждому из фронтов прямоугольных импульсов 0 д! (t) или Uq, (х.) . Каждый из этих импульсов запускает формирователь 13 строб-импульсов, генерирующий прямоугольные строб-импульсы

Uc! (t) (кривая 31) или Uci ® (кривая 32), длительность которых постоянна. Далее эти строб-импульсы поступают на вход управления стробирукщего блока 12, осуществляющего стробирование напряжения 0 (Ц (кривая 24) °

Выходные импульсы стробирукщей схемы(ig„„,(Цили Ups„ (t) (кривые 33 и 34) через усилитель 17 и интегратор 18 поступают на вход индикатора 19. При этом входной сигнал индикаторного блока, являющийся мерой физико-механических свойств контролируемого изделия 5, пропорционален действующему значению напряжения импульсов ()Вых! (t) или ()алых (t) и не зависит от зазора между образцом и преобразователем, так как изменение (зазора от Ь до 82 вызывает лишь изменение крутизны фронтов треугольного напряжения 0,2 (t)(кривая 24) и соответственное перемещение выходных импульсов стробирующей схемы ()!х„х(t) (кривые 33 и 34) по оси времени при постоянном их действующем значении, а изменение наклона вершинной части импульсов U b x (t) не имеет значения, так как у любых двух последовательных импульсов вершины симметричны относительно прямой О О, параллель-! il ной оси абсцисс, ордината которой равна значению сигнала в момент начала действия строб-импульса.

Использование в предлагаемом устройстве принципа измерения параметров поля перемагничивания в момент его достижения значений полей старта и финиша шумов Баркгаузена позволяет отстроиться от влияния зазора меж ду преобразователем и изделием и ста билизировать режим магнитной подго1 товки изделия.

1062592

2/

E2 g иа.2

Составитель В.Филинов

Редактор Н.Бобкова Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга

Заказ 10209/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал TIIITI Па|ент, r.Óæãoðñä, ул.Проектная, 4