Способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий

 

СПОСОБ ЭЛЕКТЮМАгаИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что контролируемое изделие в процессе его движения намагничивают магнитным полем, преобразуют изменение магнитной индукции, вызванное движением изделия в области, расположенной за намагничивающим полем, в электрический сигнал, интегрируют его и результат интегрирования используют при определеюш механических свойств изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в злектрический сигнал преобразуют изменение магнитной индукции в области, расположенной на расстоянии не менее четверти длины контролируемого изделия, регистрируют моменты времени достижения злектрическим сигналом экстремумов противоположной полярности и иулевого 9 значения в промежутке между зкстремумами, а механические свойства зделия определяют по совокупности результатов зарегистрирован- . ных моментов и интеграла электрического сигнала. со О5 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3„Ц G 01 И 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3516467/25 — 28 (22) 26.11.82 (46) 15.02.84. Бюл. NР 6 (72) С. Г. Сандомнрскнй, М. А, Мельгуй и Е. Г. Сандомирская (71) Институт прикладной физики АН БССР (53) 620.179.14 (088.8) (56) 1. Патент Франции И 2312777, кл. G 01 N 27/72, 1977.

2. Тезисы докладов 11 Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий, ч. П. Рига, 1975, с.142 — 148 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что контролируемое изделие в процессе его движения намагничи„.SU„, 1073690 A вают магнитным полем, преобразуют изменение магнитной индукции, вызванное движением изделия в области, расположенной за намагннчивающим полем, в электрический сигнал, интегрируют его и результат интегрирования используют прн определении механических свойств изделия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в электрический сигнал преобразуют изменение магнитной индукции в области, расположенной на расстоянии не менее четверти длины контролируемого изделия, регистрируют моменты времени до.стижения электрическим сигналом экстремумов противоположной полярности и нулевого значения в промежутке между экстремумами, а механические свойства изделия определяют по совокупности результатов зарегистрирован- . ных моментов и интеграла электрического сигнала.

1073690

Изобретение относится к нераэрушаемому

K0HTpoJIIo механических и физичесIHx cBoHcTG изделий иэ ферромагнптнь1х материалов и может быть использовано н машиностроительной промышленности дял структуроскопии

5 иэделий стержневой формы.

Известен способ электромагнитного контроля ферромагнитных иэделий, эаключанпцийся в том, что контролируемое и эталонное иэделие подвергают воздействии переменного 10 магнитного поля, регистрируют сто изменение, выделяют третью гармонику, несущую информацию о качестве изделия (1).

Недостатком известного способа является то, что магнитная проницаемость изделия не всегда однозначно определяет механические свойства изделия, Наиболее близким к предлагаемому является способ электромак нитного контроля механических свойств движущихся ферромагнит. ных изделий, заключающийся н том, что контролируемое иэделие н процессе его движения намагничивают магнитн11м полем, преобразуют изменение магнитной индукции, нызванное движением иэделия в области, располо-женной эа намагничнваюшим полем, в электрический сигнал, интегрируют его и результат интегрирования используют нри определении механических снойстн иэделия j2).

Недостаток известного способа состоит в

30 низкой достоверности контроля, связанной с тем, что на информационный параметр контроля наряду с магнитными свойствами материала контролируемых деталей, являющийся структурочувствительным параметром, оказывают влияние геометрические параметры деталей, Особешго их длина, Получить информацию о длина контролируемой детали при использовавши изнестно1.о способа контроля невозможно, а применение совместно с ннм известных способов:,.эмерения длины деталей

40 зачастую за;p;:ц1п1тсльно.„так как требует доПОлнительнОго использонлп4я системы Оптических датчиков., усложняет метсд„снижает надежность аппаратуры.

Д

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу элек.кромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитнъ|х иэделий, заключающемуся н том, что контролируемое иэдекп.е -.- процессе его движения намагничивакгк магнитным полем, преобразуют изменение ";агнитной 1пщукции, вызванное движением H c1II".H il Области, p3clIoiIokcHной за намагпи:атна:о: ч1ь-:. полем, н электричес- кий сигнал, интегрируют его и результат интегрирования ислольэ:ют при кгпределении механи-. ческкх свойств и=, .. лил.,;".; электрический сигнал преобразуют изменение магнит;;:..й индукции в области, расположенной на расстоянии не м.",—:ас четверти длины контролируемого изделия, регистрируют моменты времени достижения электрическим сигналом экстремумов противоположной полярности и нулевого значения в промежутке между экстремумами, а механичесн:ие свойства изделия определяют по совокупности результатов зарегистрированных моментов времени и интеграла электрического сигнала, Достоверность контроля повышается за счет того, что результаты измерения моментов времени достижения преобразованным сигналом экстремумов противоположной полярности при падении намагничешгого контролируемого изделия с высоты не менее 1/4 своей длины и результат измерения момента времени равенства преобразованного сигнала нулю в промежутке между экстремумами при контроле изделий стержневой формы совместно с результатом интегрирования однополярного импульса преобразованного сигнала позволяют судить о магнитных (т,е. и механических) свойствах изделий независимо от их длины.

На фиг. 1 изображено распределение остаточной индукции вдоль оси намагниченного ферромагнитного изделия стержневой формы и сигнал датчика (считывающей ка..ушки) при падении сквозь пего намагниченного ферромагнитного изделия стержневой формы; на фиг, 2 — структурная схема устройства, реализующего способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Иэделие простой геометрической формы (цилиндр, стержень и т.п., в процессе движения намагничивают вдоль образующей.

После этого изделие выходит иэ зоны дейстния намагничинающего поля и движется дальше (например, свободно падает) в намагниченном состоянии. При этом распределение остаточной индукции вдоль оси иэделия имеет вид, показанный на фиг. 1 а. Изменение индукции в области, расположенной за областью с намагничиваюним полем по ходу движения изделия, вызванное движением иэделия, преобразуется н электрический сигнал (например, с помощью катушки, сквозь которук1 движется намагниченное иэделие), показанный на фиг. 1б. Однополярнь..й импульс напряжения сигнала считывающей катушки интегрируют и по нему судят о максимальном значении остаточного магнитного потока в изделии. Моменты времени

Т1 и Тэ достижения преобраэоьанным сигналом экстремальных значений„а также момент времени Тэ равенстна лреобразснанно1073690 4

ro сигнала нулю измеряют и по совокупности результатов измерения моментов времени и измеренной величине остаточного магнитного потока в изделии судят о механических свойствах материала иэделия, При этом учитывают влияние длины изделия на величину остаточного магнитного потока в иэделии, что позволяет получить результаты контроля механических свойств иэделий независимо от их длины. Зто оказывается возможным потому, что момент времени Т1 достижения преобразованным сигналом первого экстремума соответствует моменту прохождения через сечение считывающей катушки переднего торца иэделия (в случае, если изделие находится в состоянии свободного падения, для этого необходимо, чтобы перед входом в считывающую катушку иэделие падало с высоты не менее 1/4 своей длины L). Кроме того, момент времени Тз достижения преобразованным сигналом второго экстремума соответствует прохождению через сечение считывающей катушки заднего торца детали, а

: момент времени Т равенства преобразованного сигнала нулю в промежутке между экстремумами соответствует прохождению через сечение считывающей катушки центрального сечения изделия. Поэтому по измеренным трем моментам времени можно судить о длине изделия. Так, например, в случае свободно падающего иэделия, если по результатам измерения моментов времени определить интервал времени t> = Тз — Т между э1сстремумами и интервал времени t2 = Тг — Т, между первым экстремумом и нулем, то результирующее выражение для длины изделия будет иметь вид

f0

ЗО где g — ускорение свободного падения.

Если наряду с интервалом t> измерить разность g t интервалов вlремени, соответствующих прохождению сквозь сечение считывающей катуипси первой и второй половины из. делия, то выражение для длины изделия примет вид

Результат интегрирования однополярного импульса ЗДС считывающей катушки несет информацию о максимальном значении оста- 55 точного магнитного потока в изделии, определяемого магнитными (т.е. и механическими) свойствами изделия и его длиной. Совокупподключен к блоку 5 разбраковки,. а управляющее входы счетчиков 9 и 10 и блока

11 вы акления подключены к блоку 7 управления. работает следующим обраУстройство зом.

Через намагннчиваюцгий соленоид 1 пропускаютт постоянный ток, который создает на пути движения (например, свободного падения) изделий 12 магнитное поле, в котором изделия 12 намагничиваются, но не зависают, а пролетают область с магнитным полем и прохолят в процессе своего дальнейшего движения считывающую катушку, индуцируя в ней ЗДС, вид которой показан на фиг. 16.

Детектор 3 пропускает на интегратор 4 положительную полуволну этого сигнала. После момента времени Т2 напряжение на интеграторе определяется только величиной остаточного магнитного потока в изделии 12.

Блок 6 компараторов, включающий в себя пиковые компараторы на импульсы различной полярности и индикатор нуля, в моменты времени Т, Т, и Тз выдает на блок 7 управления импульсы, по которым он формирует управляющие сигналы для управления счетчиками 9 и 10 импульсов и блоком

i l вычисления. В счетчиках записываются числа, пропорциональные измеряемым временным интервалам, например t> и тр или ность результатов измерения указанных моментов времени и результата интегрирования однополярного импульса ЗДС считывающей катушки позволяет судить о механических свойствах изделий независимо от их длины,.

Например, может быть осуществлена независимая разбраковка иэделий сначала по их длине, а затем по их механическим свойствам (одновременный контроль изделий нескольких типоразмеров) . Возможно также осуществлять разбраковку изделий только о их механическим свойствам независимо от их длины. Для этого нужно учесть квадратичную зависимость величины остаточного магнитного потока в изделии стержневой формы от длины иэделия.

Устройство, реализующее способ электромагнитного контроля, содержит намагничиваюший соленоид 1, соединенные последовательно считывающую катушку 2, детектор 3, интегратор 4 и блок 5 разбраковки. К считывающей катушке 2 подключены соединенные последовательно блок 6 компараторов и блок 7 управления. Устройство содержит также генератор 8, счетчики 9и 10 импульсов, подключенные к генератору 8 и блок 11 вычисления, подключенный к счетчикам 9 и 10. Выход блока 11 вычисления

Составитель Ю. Глазков

Техред A.Бабинец Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 322/44 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 и g t. Блок !1 вычисления производит обработку информации счетчиков 9 и 10 по залвнному алгоритму. После этого по команде блока 7 управления сигналы с интегратора 4 и блока 11 вычисления поступают на блок 5 разбраковки, который

)07369C: 6 сортирует изделия 12 ло нх механическим свойствам.

Изобретение повышает достоверность контроля механических свойств изделий за счет устранения влияния вариаций длины контролируемых изделий на результаты контроля.