Способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что изделие в процессе движения намагничивают магнитным полем, преобразуют в электрический сигнал изменение магнитной индукции в области, расположенной за намагничивающим полем, и интегрируют сигиал, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, создают на пути движения намагниченного изделия область с постоянным размагничивающим полем, величину которого выбирают меньшей коэрцитивной силы материала изделия, второй раз преo6pa3jnoT в электрический сигнал изменение индукции в области размагничивания , интегрируют этот сигнал и по отношению первого проинтегрированного сигнала к разнице первого и второго проинтегрированных сигналов определяют результат контроля. 00 со О Од

СО!ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„Я0„„1118906 зсю G 01 N 27 80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фис. / (21) 3625164/25-28 (22) 19.07.83 (46) 15.10.84. Бюл. II- 38 (72) С.Г.Сандомирский, М.А.Мельгуй и Н.К.Трусов (7I) Институт прикладной физики

АН БССР (53) 620.179.14(088.8) (56) I. "Дефектоскопия", 1967, Ф 6, с. 75-79.

2. Тезисы докладов I! -й Всесоюзной межвузовской конференции Ilo электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий. Ч. П;

Рига, 1975, с. 142-!48 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что изделие в процессе движения намагничивают магнитным полем, преобразуют в электрический сигнал изменение магнитной индукции в области, расположенной за намагничивающим полем, и интегрируют сигнал, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, создают на пути движения намагниченного изделия область с постоянным размагничивающим полем, величину которого выбирают меньшей коэрцитивной силы материала иэделия, второй раз преобразуют в электрический сигнал изменение индукции в области размагничивания, интегрируют этот сигнал и по отношению первого проинтегрированного сигнала к разнице первого и второго проинтегрированных сигналов определяют результат контроля.

1 l l 8906

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для электромагнитного контроля физико-механических свойств движущихся металлоизделий.

Известен способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие в процессе его движения намагничивают постоянным магнитным полем, при отсутствии намагничивающего поля преобразуют изменение индукции в окружающем простран-15 стве, вызванное движением изделия, в электрический сигнал и.по его амплитуде судят о свойствах контролируемого изделия 11.

Недостатком данного способа является невысокая точность и достоверность контроля. Низкая точность спо- соба связана с влиянием скорости движения контролируемого изделия на результаты контроля. Достоверность кон25 троля невысока в связи с .тем, что на информационный параметр контроля наряду с магнитными свойствами изделий (коэрцитивной силой ) влияют и геометрические параметры изделий.

Наиболее близким по технической

30 сущности к изобретению является способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что иэделие в процессе движе- 35 ния намагничивают магнитным полем, преобразуют в электрический сигнал изменение магнитной индукции в области, расположенной эа намагничивающим полем, и интегрируют сигнал.Ре- 40 эультат контроля определяют по величине проинтегрированного однополярного импульса сигнала (23.

Недостатком известного способа является низкая достоверность контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий, связанная с, тем, что на информационный параметр контроля наряду с магнитными свойствами материала контролируемых изде-. 50 лий, являющимися стуктурно-чувствительными параметрами, оказывают влияние геометрические параметры изделий. Чувствительность максимального значения остаточного магнитного IIo 55 тока в изделии, которое являетсй информационным параметром контроля, к изменению геометрических размеров изделия оказывается выше, чем к изменению магнитных свойств (коэрцитивной силы ) материала изделия. Изменения в пределах допусков геометрических параметров изделий снижают достоверность контроля их механических свойств.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий, заключающемуся в том, что изделие в процессе движения намагничивают магнитным полем, преобразу" ют в электрический сигнал изменение магнитной индукции в области, расположенной за намагничивающим полем, и интегрируют сигнал, создают на пути движения намагниченного иэделия область с постоянным размагничивающим полем, величину которого выбирают меньшей коэрцитивной силы материала изделия, второй раз преобразуют в электрический сигнал изменение индукции в области размагничивания, интегрируют этот сигнал и по отношению первого проинтегрированного сигнала к разнице первого и второго проинтегрированных сигналов определяют результат контроля.

На фиг.1 изображена зависимость индукции В„ в изделиях от величины размагничивающего магнитного поля H после намагничивания изделий до насыщения (А, Б — для изделий разных геометрических размеров из материалов с одинаковой коэрцитивной силой

Н „; А,  — для изделий одинаковых геометрических размеров иэ материалов с различными коэрцитивными силами Нс„и Н ), на фиг.2 — структурная схема устройства„ реализующего предлагаемый способ электромагнитного контроля.

Устройство, реализующее способ, содержит источник 1 намагничивающего тока и намагничивающую катушку 2, соединенные между собой первую считывающую катушку 3, установленную за намагничивающей катушкой 2 но ходу движения контролируемого изделия, первый детектор 4, первый интегратор 5, источник 6 размагничивающего . тока, соединенный с размагннчивающей катушкой 7, установленной за первой считывающей катушкой 3 по ходу движения изделия, вторую считывающую

3 1118906 катушку 8, установленную соосно с раэмагничивающей катушкой 7 в ее центральной плоскости, второй детектор 9, второй интегратор 10, вычисли- тельный блок 11 и блок 12 раэбраковки. Позицией 13 обозначено контролируемое изделие, а позицией 14 - направляющий желоб. Первая считывающая катушка 3, первый детектор 4 и первый интегратор 5 соединены последовательно и подключены к первому входу вычислительного блока 11. Вторая считывающая катушка 8, второй детектор 9 и второй интегратор 10 соединены последовательно и подключены к второму входу вычислительного блока 11, выход которого соединен с блоком 12 раэбраковки.

Сущность способа заключается в следующем..

Для изделий с большим раэмагничивающим фактором, изготовленных из магнитомягких материалов, индукция в иэделии практически линейно зависит от величины внешнего размагничивающего поля при его изменении от 0 до поля, равного козрцитивной силе материала изделия (фиг.lL Необходимым и достаточным условием для этого является выполнение соотношения

NSr — м 1, где N — раэмагничивающий

30 нс фактор изделия; Br — остаточная индукция материала иэделия, Гс; Н его коэрцитивная сила, Э.

Анализ влияния Различных факторов на характер зависимости

В„=В„(Н) показал, что интегральная нелинейность этой функции при 0 >, Н > Н не превышает 0,77 для †„ =10 и 0>2Х 40 для — =20. Для изделий из низкоМЬ

Нс углеродистых и малолегированных сталей характерны следующие диапазоны изменения магнитных свойств в зависи-45 мости, например, от режимов термообработки: В L =5000-10000 Гс, Нс =

10-50 Э. Тогда, например, для цилиндрических изделий из таких сталей с

I отношением длины 1. к диаметру3 5

3 50

МЬь соотношение — изменяется примернс но от 30 до 12, что йе приводит к появлению сколько-нибудь существенной нелинейности зависимости В„, В„(Н ) при 0 ), Н Ъ -Н . Эксперимен- 55 тальные исследования на изделиях,различного типа также показывают, что интегральная нелинейность этой зависимости для достаточно коротких иэ" делий не превышает погрешности эксперимента. Линейный характер этой зависимости позволяет по совокупности результатов измерений остаточного магнитного потока в изделии и магнитного потока в иэделии при воздействии на него размагничивающего поля

Н судить о его магнитных свойствах (коэрцитивной силе 1 независимо от геометрических размеров. Действительно, результаты измерения остаточной индукции в изделии и индукции в изделии при воздействии на него

f размагничивающего поля Н лежат на одной прямой в координатах В, Н (фиг.11. Поэтому отношение результата интегрирования первого из преобраЪ зованных сигналов к разности результатов интегрирования первого и второго преобразованных сигналов при постоянном значении размагничивающего поля Н определяется только коэрцитивной силой контролируемого изделия, т.е. характеризует его механические свойства независимо от геометрических размеров.

Устройство, осуществляющее способ, работает следуйщим образом.

Через намагничивающую катушку 2 пропускают постоянный ток от источника 1, создавая на пути движения иэделия 13 магнитное поле, в котором оно намагничивается. Далее изделие проходит в процессе своего дальнейmего движения первую считывающую катушку 3, индуцируя в ней двухполярный импульс ЭДС. первый детектор 4 пропускает на первый интегратор 5 однополярный импульс этой ЭДС, результат интегрирования которого поступает на первый вход вычислительного блока 11. Источник 6 раэмагничивающего тока и размагничивающая катушка 7 создают на пути дальнейшего движения намагниченного иэделия

13 область с небольшим по величине размагничивающим полем. Изменение индукции в этой области, вызванное движением через нее контролируемого изделия, индуцирует на выходе второй считывающей катушки 8 двухполярный импульс ЭДС, одна иэ полуволн которого пропускается вторым детектором

9 на второй интегратор 10 и интегрируется на нем. Результат интегрирования этого импульса поступает на второй вход вычислительного блока ll, сигнал на выходе которого определяI l 18906 и . 2

Составитель В.Филинов

Техред Ж. Кас телевич

Редактор И.Петрова

Корректор И.Эрдейи

Заказ 7444/31 . Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ется отношением сигнала на его первом входе к разности сигналов на

его первом и втором входах. Сигнал с выхода вычислительного блока 11, пропорциональный коэрцитивной силе материала контролируемого иэделия и не зависящий от его геометрических размеров, поступает на блок 12 разбраковки, и по этому сигналу блок

12 разбраковывает иэделия на группы годности по механическим свойствам.

Таким обраэом, достоверность контроля повышается эа счет того, что совокупность результатов интегрирования первого и второго преобразованных сигналов, а именно отношение результата первого интегрирования к разнице результатов первого и второго интегрирований, не зависит от геометрическнх параметров изделий, а ,10 определяется только магнитными параметрами материала иэделий.