Устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ , содержащее намагничивающий блок, преобразователь, расположенный за намагничивающим блоком по I ВСЕСОШЗКД I «ЙБЛМОТКЙА i ходу движения, считывающий блок, к входу которого подключен преобразователь и сортирующий блок, отличающееся тем, что, с ,целью повьшения достоверности контроля , оно снабжено вторым преобразователем , который расположен по ходу движения контролируемых изделий между намагничивающим блоком и первым преобразователем, вторым считьшающим блоком, к входу которого подключен второй преобразователь, и последовательно соединенными вычитакяцим блоком, входы которого соединены с выходами считывакндих блоков , и блоком деления , вто (Л рой вход которого соединен с выходом первого считывающего бло ,ка, а выход - с сортирующим блоком.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (I ().

А (51) 4

t с „(3 !

13.,, "" ИйОТИА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHGMY СВИДЕТЕГЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3706703/25-28 (22) 28.02.84 (46) 15.08.85. Бюп. Р 30 (72) С.Г.Сандомирский (71) Институт прикладной физики

АН БССР (53) 620. 1? 9. 14 (088. 8) (56) Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник под ред..

Г.С.Самойловича. N. Машиностроение, 1976, с. 196.

Патент США N - 3586164, кл. 209-73, 1971 (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее намагничивающий блок, преобразователь, расположенный за намагничивающим блоком по ходу движения, считывающий блок, к входу которого подключен преобразователь и сортирующий блок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с ,целью повышения достоверности контроля, оно снабжено вторым преобразователем, который расположен по ходу движения контролируемых изделий между намагничивающим блоком и первым преобразователем, вторым считывающим блоком, к входу которого подключен второй преобразователь, и последовательно соединенными вычитающим блоком, входы которого соединены с выходами считывающих бло- Ю ков, и блоком деления, вто— рой вход которого соединен с выходом первого считывающего бло- С„ ,ка, а выход " с сортирующим блоком.

Фв

1173293

° вателем по ходу движения контролиИзобретение относится к неразрушающему контролю материалов и иэделий и может быть использовано для оценки твердости движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий. 5

Целью изобретения является повышение достоверности контроля;

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — зависимость магнитного пото.1О ка Ф„ в изделиях-от величины воздействующего на них магнитного поля Н после намагничивания изделий до насьпцения.

Устройство для электромагнитного контроля механических свойств дви" жущихся ферромагнитных иэделий содержит намагничивающий блок 1, расположенный sa ним по ходу движения контролируемого изделия 2 первый преобразователь 3, первый считывающий блок 4, ко входу которого подключен первый преобразователь 3, второй преобразователь 5, располо» женный по ходу движения контролируе- 2 мого изделия 2 между намагничивающим блоком 1.и первым преобразователем 3, второй считывающий блок 6, ко. входу которого подключен второй преобразователь 5, последовательно 30 соединенные вычитающий блок 7, входы которого соединены с щиодами считывающих блоков 4 и 6, блок 8 деления и сортирующий блок 9. Второй вход блока 8 деления соединен с выходом З5 первого блока 4 считывания. За первым преобразователем 3 по ходу движения контролируемых изделий 2 установлена размагничивающая катушка

10, подключенная к источнику 11 раз" 40 магничивающего тока.

Устройство работает следующим образом. !

В процессе движения по транспорте ру или вдоль налравляющего желоба 45

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено источником раэмагничивающего тока и размагничивающей катушкой, расположенной за первым преобразоруемых иэделий и соединенной с источником размагничивающего тока, а второй преобразователь расположен вблизи раэмагничивакяцей катушки. (не показаны) контролируемое изделие

2 проходит сквозь намагничивающий блок 1 и намагничивается в нем до насыщения. Второй преобразователь 5 располагают за намагничивающим блоком 1 по ходу движения контролируемых иэделий на таком расстоянии от него, чтобы в области расположения преобра" зователя 5 на контролируемое изделие 2,оказывало влияние слабое магнитное поле Н, совпадающее по направl лению с полем в намагничивающем блоке 1. После выхода из намагничиваю-, щего блока 1 контролируемое иэделие

2 в процессе своего дальнейшего движения проходит мимо второго преобразователя 5, в результате чего на выходе второго считывающего блока 6 появляется сигнал Ц, пропорциональ-. ный величине магнитного потока 9 в изделии при воздействии на него маг1 нитного поля Н . Напряжение U с выхода второго считывающего блока 6 поступает на второй вход вычитающего блока 7. Первый преобразователь 3 располагают по ходу движения контролируемого изделия 2 за вторым преобразователем 5 на таком расстоянии от намагничивающего блока 1, чтобы в области расположения преобразова теля 3 магнитное поле, оказывающее влияние на изделие 2, было практичес-, ки равно нулю. В процессе своего движения контролируемое изделие 2 проходит мимо преобразователя 3, сигнал которого обрабатывается аналогично сигналу преобразователя 5.

;После прохождения изделия 2 мимо преобразователя 3 на выходе первого считывающего блока 4 появляется сйгнал U пропорциональный величине Фг остаточного магнитного пото" ка в изделии. Это напряжение U< поступает с выхода первого считывающего блока 4 на первый вход вычитаю1173293 4 щего блока 7 и второй вход блока

8 деления. Сигнал Uq вычитающего блока 7 равен разности сигналбв на его втором и первом входах (U у = 06 — U ), т.е. пропорционален разности 7, — У магнитного потока в изделии, при воздействии на него поля Н после намагничивания .изделия до насыщения, и остаточного магнитного потока в изделии. Этот 1О сигнал поступает на первый вход блока 8 деления, сигнал на выходе которого Ug равен отношению сигнала на его второи входе к сигналу на

П П,,15 его первом входе U

U6 Пф

Рл т.е, пропорционален отношению а

Напряжение U подается на сортирующий блок 9 и является критерием годности контролируемого изделия.

Величина напряжения U сравнивается сортирующим блоком 9 с наперед заданными значениями верхнего и нижнего порогов разбраковки. По результатам этого сравнения и происходит сортировка изделий.

Устройство также целесообразно использовать в том случае, если намагничивание изделия 2 в блоке 1 осуществляют импульсным магнитным полем или включением изделия в замкнутую магнитную цепь. При этом измерение напряжения U пропорционального значению остаточного маг- 35 нитного потока У-„ в изделии, происходит в этом случае как и в первом варианте выполнения устройства. Источником 11 размагничивающего тока устанавливают такой ток в размагни- 40 .чивающей катушке 10, чтобы при прохождении изделия 2 мимо считывающего преобразователя 5 {расположенного в этом случае вблизи размагничивающей катушки 10) на изделие 2 45 действовало слабое размагничивающее ,поле — Н . Тогда после прохождения ,иэделия 2 мимо преобразователя 5, на выходе второго считывающего ублока 6 появляется сигнал Ug про- $0 порциональный величине ф»магнитного потока в изделии при воздействии на него размагничивающего поля — Н !

Этот сигнал поступает.на второй вход вычитающего блока 7, на первом вхо- у де которого будет сигнал U с выхода первого считывающего блока 4. Сиг нал Ug на выходе вычитающего блока /

7 равен разности сигналов на его первом и втором входах Бу = U4 — Uq .

Сигнал с выхода блока 8 де ения U ц

kg — поступает иа сортируюU, =Р, -U щий блок 9 и служит критерием годностИ изделия 2.

Для изделий с большим размагничивающим фактором, изготовленных из магнитомягких материалов, индукция и магнитный поток практически линейно зависят от величины внешнего размагничивающего поля при его изменении от 0 до поля, равного коэрцитивной силе Н материала изделия (фиг. 2).

Необходимым и достаточным условием для этого является выполнение соотг г ношения . >11, rye N — размагничиПс вающий фактор изделия;  — остаточная индукции материала изделия в Гауссах, Н < — его крэрцитивная сила в

Эрстедах. Линейность зависимости поз" воляет по совокупности результатов измерениИ остаточного магнитного потока в изделии Р и магнитного потока в изделии„ при воздействии на него слабого магнитного поля Н (или — Н ), 1 / судить о магнитных свойствах (коэрци тивной силе) материала иэделия независимо от его геометрических размеров. Действительно, значения величин остаточного магнитного потока

9 и магнитного потока W(9 ) при воздействии на изделие 2 поля Н (-Н ) лежат на одной прямой в координатах (Н, Ф„ ). Поэтому отношение результата измерения У к разности Ф (или — Р ) при постоянном значеI нии магнитного поля Н определяется только коэрцитивной силой материала контролируемого изделия, т .е. характеризует его механические свойства независимо от геометрических размеров. Это отношение и определяет информационный параметр контроля U по которому производится сортировка изделий. При контроле изделий одинаковых геометрических размеров, но с различными значениями коэрцитивной силы (зависим=сти 12 и 14 на фиг. 2), величина информационного параметра контроля различна.

При контроле изделий с одинаковой коэрцитивной силой, но различных геометрических размеров (зависимости

12 и 13 на фиг. 2), размагничивающий фактор одного из которых больше, 1173293 величина информационного параметра одинакова, несмотря на то, что величина остаточной индукции у них различная.

Заказ 5043/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель В. Крапивин

Редактор С.Тимохина Техред А.Ач Корректор Г.Решетник