Устройство для магнитошумовой структуроскопии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТЪШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ, содержащее генератор тока, соединенный с намагничивающей обмоткой, расположенной на магнитопроводе. в зазоре которого размещен эталонный образец , первую обмотку регистрации, соединённую с блоком обработки, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности , в него введена вторая обмотка регистрации, второй блок обработки и блок вычитания, блоки обработки выполнены в виде анализаторов спектра, магнитопровод выполнен-ф-образным, при этом нама гничивающая обмотка расположена на его среднем стержне, первая обмотка регистрации размещена в зазоре одного из боковых стержней, а эталонный образец расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в зазоре второго бокового стержня магнитопровода вместе с второй обмоткой регистраi ции, соединенной с входом второго анализатора спектра, а выходы (Л обоих анализаторов соединены с входами блока вычитания, выход которого соединен с индикатором.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) М5И 0 01 33/12

) ф" р ) (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ И

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ Щ@ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3444883/18-21 (22) 28.05.82 (46) 07.07,84. Бюл. )) 25 (72) В.Л,Венгринович, А,П.Цегтерев и В.В.Клюев (71) Институт прикладной йизики

AH Белорусской ССР (53) 621,317,4(088.8) (56) 1. Патент ГДР 9 71635, кл. 42 К 46/03.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 516978, кл. G 01 R 33/12, 1975, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУ-

МОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ. содержащее генератор тока. соединенный с намагничивающей обмоткой, расположенной на магнитопроводе. в зазоре которого размещен эталонный образец. первую обмотку регистрации, соединенную с блоком обработки, и индикатор. отличающееся тем, что. с целью повышения чувствительности, в него введена вторая обмотка регистрации, второй блок обработки и блок вычитания, блоки обработки выполнены в виде анализаторов спектра, магнитопровод выполненф-образным, при этом намагничивающая обмотка расположена на его среднем стержне, первая обмотка регистрации размещена в зазоре одного из боковых стержней, а эталонный образец расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в зазоре второго бокового стержня магнитопровода вместе с второй обмоткой регистрации, соединенной с входом второго анализатора спектра, а выходы обоих анализаторов соединены с входами блока вычитания, выход которого соединен с индикатором.

1101764

10 индикатором.

20 на Лиг.1 показано предлагаемое устройство вариант с накладной дополнительной обмоткой регистрации на Фиг.2 — то же. вариант с пооходной дополнительной обмоткой регистрации; на Фиг,3 — зависимость интенсивйости магнитного ttlvMB от величины .магнитного потока Hà участке маг-.

«З0 )нитопровода с испытуемым образцом, Устройство содержит генератор 1 тока. магнитопповод 2. намагничивающую обмотку 3, в зазоре магнитопровода размещен эталонный образец 4 с,обмоткой 5 регистрации, испытуемый.образец 6 с обмоткой 7 .регистрации, выходы анализаторов 8 и 9 спектра сое-. динены с входами блока 10 вычитания, выход которого соединен с индикатоРом 11.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно устанавливают в качестве образцов 4 и 6 образцы иэ материала s исходном состоянии например, до термообработки) и пе-ремещают образец 4 вплоть до полной компенсации сягнала на выходе блока 10.

Рассмотрим теперь реакцию устройства на замыкание магнитопровода 2 образцом 6, подвергнутым какому-либо воздействию, например термообработке. Учитывая экспериментально установленный факт совместного изменения магнитной проницаемости и интенсивности шумов Баркгаузена, допустим, что термообработка привела к увеличению магнитной проницаемости и интенсивности шумов в образце 6.

60 Тогда сигнал в обмотке 7 возрастет с одной стороны за счет перераспределения магнитного потока, создаваемого обмоткой 3 в стержнях магнитопровода 2, а с другой — эа счет

65 увеличения интенсивности шума БаркИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования физичес ких свойств материалов и изделий, их структуры и состава.

Известно устройство для магнитных испытаний ферромагнитных матеоиалов, сопеожашее намагничивающую обмотку и последовательно соединенные обмотку регистрации, блок обработки и индикатор (1) .

Однако в тех случаях,.когда относите3 ъные изменения параметров шума Баркгауэена в материалах с различными структурами невелики, чув. ствительность этого устройства недостаточна для достижения надежного контроля.

Известно устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее намагничивающую обмотку, расположенную на магнитопроводе, в зазорах которого размещены испытуемый и эталонный образцы, обмотку регистрации, расположенную между стержнями магнитопровода, так что ее ось параллельна поверхности, образцов, и подключенную через блок обработки к индикатору t2) .

Однако при указанном параллельном расположении измерительной катуш ки и поверхностей образцов, сигнал, обусловленный скачками Баркгаузена, значительно ниже сигнала, возникающего в катушке, когда ее ось перпен дикулярна поверхности. Это снижает отношение сигнал/помеха, а в ряде случаев, например при контроле "слабошумящих" материалов (сталь Р6М5, 40XHNA) и др., устройство оказывается непригодным из-за недостаточной чувствительности.

Кроме того, из-за несовпадения моментов возникновения скачков Барк. гаузена в эталонном и испытуемом образцах известное устройство по существу не является дифференциальным, сигнал в нем сложным образом за висит от магнитных свойств образцов, что затрудняет выбор информативного параметра контроля. Это дополнительно снижает чувствительность устройст ва.

Также устройство имеет слабую помехозащищенность из-за малости шумовых сигналов (на уровне нескольких микровольт), суммируемых в измерительной катушке, I ель изобретения — повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для магнитошумовой структуроскопии, содержащем,генератор тока, соединенный с намагничивающей обмоткой, расположенной на магнитопроводе, в зазоре которого размещен эталонный образец, первую обмотку регистрации, соединенную с блоком обработки и индикатор, введены вторая обмотка регистраций, второй блок обработки и блок вычитания, блоки обработки выполнены в виде анализаторов спектра, магнитопровод выполнен Ф-образным, при этом намагничивающая обмотка расположена на его среднем стержне, первая обмотка регистрации размещена в эазо ре одного из,боковых стержней, а эталонный образец расположен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в зазоре второго бокового стержня магнитопровода вместе с второй обмоткой регистрации. соединенной с входом второго анализатора спектра. а выходы обоих анализаторов соединены с входами блока вычитания, выход которого соединен с

11017б4 гаузена в образце 6, Сигналы в обмотках 5 и 7 выделяются анализатора ми 8 и 9 спектра, постоянная времени которых значительно больше времени одного скачка, Анализаторы 8 и 9 спектра предварительно настраиваются на фиксированную частоту, Разность указанных сигналов формируется блоком 10 и поступает на индикатор 11 °

Таким образом, в предлагаембм устройстве, в отличие от известных, изменение,рыходного сигнала связано не только с интенсивностью шума

Баркгаузена в испытуемом образце 6. но и с изменением его магнитной проницаемости, т.е. при том же воздействии на образец выходной сигнал в предлагаемом устройстве изменяется в большей мере. Кроме того. в предлагаемом устройстве происходит г взаимная компенсация помехонесущих составляющих выходного сигнала. обусловленных сильной пространственной и временной корреляцией процессов перемагничивания образцов 4 и б, что также способствует увеличению чувствительности.

Регулировка величины зазора магнитной цепи посредством перемещения эталонного образца 4 позволяет обеспечить максимальную чувствительность изрперительной схемы (блок 10 и индикатор 11).и всего устройства в целом, поскольку позволяет провадить измерения на крутом линейном

15,участке характеристики (фиг.З).

Все это позволит повысить отношение сигнал/шум не менее чем на порядок, а чувствительность более чем

70 в 2 раза.

1101764

Составитель С.Иумилимская

Техред Т. Иаточка

Корректор A. Власенко

Подписное

Редактор Р,Цицика филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 4759/30 Тираж 711

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

12 14

Р «10 Ж