Преобразователь магнитных полей

 

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5))4 С 01 N 27/83 / =

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3716 t 75/25-28 (22) 28.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. N - 34 (72) В.В. Клюев, Ю.М. Шкарлет, А .А. Абакумов и Р.Г. Вильданов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к- 859899, кл. С 01 .N 27/90,,1981.

Авторское свидетельство СССР

N- 859904, кл. С 01 N 27/90, 1981. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ, содержащий матричный магниточувствительный узел, закрепленный на гибкой эластичной основе, подключенный к нему амплитудный селектор, соединенный с его выходом. видеоконтрольный блок и блок развертки, выход которого соединен с управляющими входами магниточувствительного узла и видеоконтрольного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, матрица выполнена в виде ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, каждая элементарная магниточувствительная ячейка матрицы состоит из двух ферритовых сердечников с различными коэрцитивными силами Н ., и Нс, но одинаковыми геометрическими размерами содержит нечетное число строк и ечетное число элементов в строке, систему горизонтальных и вертикальных адресных проводов, прошивающих сердечники с коэрцитивной силой и c

Ъ начало которых образует соответственно Х - и У -входы магниточувствительного узла, а также системы горизонтальных и вертикальных адресных проводов, прошивающих сердечни„„Я0„„1179203 A ки с коэрцитивной. силой Hcg, начала которых образуют соответственно

Х2 и Vg -входы магниточувствительного узла, шину перемагничивания, прошивающую все сердечники встречно-горизонтальным и вертикальным адресными проводами, начало которой образует управляющий вход магниточувствительного узла, выходную обмотку, прошивающую матрицу в диагональном направлении так, что электродвижущие силы, возникающие при перемагничивании двух сердечников одной магниточувствительной ячейки, складываются, при этом концы всех проводов,. кроме выходной обмотки, соединены с общей точкой, а отношение Н, /Н не менее двух,. а преобразователь снабжен вторым блоком развертки, и выходов которого соединены с Х -входами магниточувствительного узла, а rn его выходов соединены с Jg -входами магниточувст- вительного узла, парафазным усилите- ю® лем, первый и второй входы которого ф соединены с первым и вторым выхода- { ф ми магниточувствительного узла, Ю детектором, выход которого соединен с входом амплитудного селектора, СФ а вход связан с выходом парафазного усилителя, синхрогенератором,.первый вьгод которого связан с входами первого и второго блоков развертки и с вторым входом видеоконтрольного блока,второй выход синхрогенератора соединен с управляющим входом магниточувствительного узла, 8 выходов первого блока развертки соединены с /- входами магниточувствительного узла,а K выходов первого блока разверток соединены с f -входами магниточувствительного узла.

1179203

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий во всех областях машиностроения. 5

Цель изобретения — повышение производительности.контроля за счет расширения рабочего диапазона матричного преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема 10 преобразователя магнитных полей, на фиг. 2 — конструктивное выполнение магниточувствительного узла.

Преобразователь магнитных полей содержит магниточувствительный узел 15

1, закрепленный на гибкой эластичной основе (не показана) и расположенный над объектом 2 контроля, выход преобразователя связан с последовательно соединенными парафазным 20 усилителем 3, детектором 4, амплитудным селектором 5 и видеоконтроль ным блоком 6, первый блок 7 развертки, второй блок 8 развертки и синхрогенератор 9, первый выход которого 25 связан с входами первого и второго блоков развертки, а также с вторым входом видеоконтрольного блока, второй его выход соединен с управляющим входом магниточувствительного З0 угла 1, выход первого блока 7 развертки соединен с -и У -входами магниточувствител ного узла 1, выход второго блока 8 развертки соединен с Х»- и Yz -входами магниточувстви35 тельного узла 1. Магниточувствительный узел 1 представляет собой матрицу 10 и содержит ферритовые сердечники 11, 12, 13 и 14 с ирямоуголь— ной петлей гистерезиса и различной коэрцитивной силой, причем ферритовые сердечники 11 и 12 принадлежат одной магниточувствительной ячейке с коэрцитивной силой Н„- и Hc»ñîoòветственно, а ферритовые сердечники

13 и 14 с коэрцитивной силой Нс и Не соответственно — другой магниточувствительной ячейке, горизонтальные адресные провода 15, вертикальные адресные провода 16, шину 17 перемагничивания и выходную обмотку 18.

Преобразователь работает следующим образом.

Принцип действия магниточувстви- 55 тельного узла основан на явлении электромагнитной индукции. По сигналу от синхрогенератора 9 блоки 7 и 8 разверток подают полутоковые импульсы frn /»и У yn g совпадающие во времени,. на соответствующие входы магниточувствительного узла. Например, блок 7 развертки подает импульсы амплитудой " /» на горизочтальный провод Хци вертикальный адресный - провод Я, одновременно блок 8 развертки подает полутоковые импульсы на горизонтальный провод Yzq и на вертикальный провод » . При этом под действием совпадающих во времени полутоковых импульсов сердечники 11 и 12, составляющие одну элементарную магниточувствительную ячейку, перемагничиваются из одного насыщенного состояния + Br в прот;:— воположное — Вг. При этом в одновитковой выходной обмотке 18 наводится

ЭДС электромагнитной индукции.

Допустим, что на магниточувствительный узел не действует магнитное поле объекта 2 контроля (фиг. 2), тогда блоки 7 и 8 разверток поочередно перемагничивают магниточувствительные ячейки строка за строкой.

Видеосигнал, возникающий при этом в выходной обмотке 18, усиливается парафазным усилителем 3, детектиру— ется детектором 4 и через амплитудный селектор 5 подается в видеоконтрольный блок 6. При синхронной развертке луча видеоконтрольного блока, обеспечиваемой синхрогенератором 9, на экране видеоконтрольного блока б наблюдают равномерную картину, так как при перемагничивании магниточувствительных ячеек образуются одинаковые по амплитуде электрические сигн".лы. Диагональная выходная обмотка 18 выполнена таким образом (фиг. 2), что ЭДС от сердечников одной магниточувствительной ячейки складываются и дают сигнал выхода E., т.е. E = .,» Ф- P-z где Г» — ЭДС, возникающая при перемагничивании сердечника с коэрцитив.- ной силой Я ; Р»- ЭДС, возникающая при перемагничивании сердечника с коэрцитивной силой Нс». При отсутствии внешнего магнитного поля от объекта 2 контроля ЭДС 81 и » имеют максимальную амплитуду и в общем случае могут быть не равны друг другу.

Пусть объект 2 контроля, создающий неоднородное магнитное поле, помещается вблизи магниточувствительного узла 1. Тогда под действием тангенциальной составляющей поля дефекта Кд сердечники, оказавшиеся в зоне поля рассеяния дефекта, изменяют амплитуды ЭДС.

Таким образом, под действием поля дефекта сигнал выхода от магниточувствительных ячеек изменяется (уменьшается) и на экране видеоконтрольного блока 6 наблюдается световое пятно, соответствующее полю рассеяния дефекта. Яркость свечения сигнала видеоконтрольного блока 6 реагируется (устанавливается) амплитудным селектором 5.

Преобразователь магнитных полей является универсальным, так как магниточувствительная ячейка состоит из двух сердечников с различными коэрцитивными силами Нс и Hc . Намагничивающее поле в этом случае можно увеличивать до больших значений. Так, при намагничивающих полях, равных или больших К, сер- дечники с коэрцитивной силой Нср насыщаются и ЭДС перемагничивания

8р равняется нулю. При дальнейшем увеличении намагничивающего поля поле дефекта будут воспринимать сердечники с коэрцитивной силой Яс, реагируя на поле дефекта уменьшением амплитуды ЭДС Г . В намагничивающих полях, сравниваемых с коэрцитивной силой Не амплитуда ЭДС 4 сердечников с коэрцитивной силой

Не остается постоянной и равной ее максимальному значению, т.е. в слабых намагничивающих полях рабо79203

4 тают сердечники с низкой коэрцитивной силой Нсq, а в сильных сердечники с высокой коэрцитивной силой Нс, при этом сердечники с низкой коэрцитивной силой насыщены сильным намагничивающим полем и их ЭДС 4 равны нулю.

После передачи одного кадра (полукадра) по сигналу от синхро10 генератора 9 все сердечники матрицы одновременно перемагничиваются в исходное состояние намагниченности.

Для этого в шину перемагничивания (управляющий вход) подается мощный

f 5 токовый импульс .«Ую,достаточный для перемагничивания всех сердечни-. ков, в том числе и высококоэрцитивных.

Видеосигнал, снимаемый с выходной щ обмотки, представляет собой импульсы разной полярности. Для усиления служит парафазный усилитель 3. Детектор

4 служит для выпрямления сигнала.

Синхрогенератор 9 вырабатывает

25 строчные и кадровые синхроимпульсы телевизионного стандарта.

Число магниточувствительных элементов в строке должно быть нечетным и число строк в матрице должно быть нечетным для того, чтобы помехи от полувыбраннык сердечников взаимно компенсировались в выходной обмотке 18.

Отношение Нс /Hcg должно быть не менее двух для эффективного расширения рабочего диапазона, повышения чувствительности и избирательности магниточувствительного узла.

08, 1179203

12

Уд

Рие. Я

Составитель А.Бодров

Редактор M.Ïåòðîâà Техред М.Яночик Корректор В.Бутяга

Заказ 5665/44 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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