Способ электромагнитного контроля ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления

 

1. Способ электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что изделие намагничивают , например, с помощью индуктивного преобразователя сложным сигналом , содержащим две высокочастотные компоненты сО, и cOg , причем СО.+ еОг„ (J - W,« , и анализируют выходной сигнал преобразователя накомбинационных частотах, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, зону контроля подмагничивают дополнительно сложным сигналом, содержащим две низкочастотные компоненты частоты 60, и , которые выбирают из усG3 . + 0), (ловий ,), , гдет, п 1, 2, 3. ..,W4-Wi to -CO, , а величина низкочастотного сигнала . подмагничивания не менее чем в 10 раз больше высокочастотного сигнала намагничивания. 2. Устройство для электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, содержащее обмотку возбуждения и измерительную обмотку, устанавливаемые на изделие, последовательно, соединенные генератор модулирующей частоты , .смеситель и усилитель, выход которого подключен к обмотке возбуждения, последовательно соединенные второй усилитель, вход которого подключен к измерительной обмотке , полосовой фильтр.и амплитудно-фазовый регистратор, последова тельно соединенные умножитель и фазо (Л вращатель, вкл19ченные между выходом с: генератора модулирующей частоты и вторым входом регистратора, а также генератор высокой частоты, подклю .ченньй к второму входу смесителя, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности ;О С контроля, оно снабжено обмоткой подмагничивания , последовательно со диненными вторым генератором. .модулирующей частоты, вторым смесителем и третьим усилителем, выход которого подключен к обмотке подмагничивания , а также генератором низкой частоты, выход которого подключен к второму входу второго смесителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) g С 01 М 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3758055/25-28 (22) 22.06.84 (46) 23.11.85, Бюл.-Ф 43 (72) С.ВаЖуков и Ю.Н.Палехов (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 588492, кл. G 01 N 27/90, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 905765, кл. G 01 N, 27/90, 1980. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ . ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что изделие намагничивают,например, с помощью индуктивного преобразователя сложным сигналом, содержащим две высокочастотные компоненты cd и (й), причем

Я1 + ()

G) -оз A — и анализируют ньиолной

Я ) сигнал преобразователя на комбинационных частотах, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, зону контроля подмагничивают дополнительно сложным сигналом, содержащим две низкочастотные компоненты частоты д. и (d4у которые выбирают из ус(а), Ф (й), ! HOBHH Я 4« — (gj ф П (,) +))() где уу), и =1, 2, З...,Q4-(р),«(,) -()

1 г а величина низкочастотного сигнала, подмагничивания не менее чем в 10 раз больше высокочастотного сигнала намагничивания.

2. Устройство для электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, содержащее обмотку возбуждения и измерительную обмотку, устанавливаемые на изделие, последовательно соединенные генератор модулирующей частоты, .смеситель и усилитель, выход которого подключен к обмотке возбуждения, последовательно соединенные второй усилитель, вход которого подключен к измерительной обмотке, полосовой фильтр .и амплитудно-фазовый регистратор, носледовательно соединенные умножитель и фазо. вращатель, включенные между выходом генератора модулирующей частоты и вторым входом регйстратора, а также генератор высокой частоты, подклю.ченный к второму входу смесителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено обмоткой подмагничивания, последовательно соединенными вторым генератором, .модулирующей частоты, вторым смесителем и третьим усилителем, выход которого подключен к обмотке подмагничивания, а также. генератором низкой частоты, выход которого подключен к второму входу второго смесителя.

1193571

Изобретение относится к области испытаний материалов и определениния их качества беэ разрушения и может быть использовано для оценки качества металлических конструкций, отдельных элементов строительных объектов, а также других иэделий машиностроения.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

На фиг.1 показаны частные циклы перемагничивания и положения микроциклов на них, поясняющие способ контроля; на фиг.2 — структурная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит обмотку 1 возбуждения и измерительную обмотку 2, устанавливаемые на изделие 3, последовательно соединенные генератор

4 модулирующей частоты, смеситель

5 и усилитель 6, выход которого подключен к .обмотке 1 возбуждения, последовательно соединенные второй усилитель 7, вход которого подключен к измерительной обмотке 2, полосовой фильтр 8 и амплитудно-фазовый регистратор 9, последовательно соединенные умножитель 10 и фаэовращатель 11, включенные между выходом ге нератора 4 и вторым входом регистратора 9, генератор 12 высокой частоты, подключенный к второму входу смесителя 5, а также обмотку 13 подмагничивания, последовательно соединенные второй генератор 14 модулирующей частоты, второй смеситель 15 и третий усилитель 16, выход которого подключен к обмотке 13 подмагничивания, и генератор 17 низкой частоты, выход которого подключен к второму входу второго смесителя 15.

Способ реализуется следующим образом. ,Слабое высокочастотное поле возбуждения, содержащее две компоненты М> и Cd<, перемагничивает верхний слой ферромагнетика, в. который оно проникает по начальному микроциклу 18. При этом из общего выходного сигнала измерительной обмотки выделяется комбинационная частота

Ч вЂ” И, . Одновременно зону контроля подмагничивают сложным полем, спектр которого содержит две низкочастотные компоненты, что приводит к изменейию магнитного материала последовательно по всем частным и

45 предельному циклам намагничивания.

При этом в. каждый момент времени, а следовательно, в каждом магнитном состоянии дополнительно производится перемагничивание среды высокочастотным полем по микроциклам

19 и 20 перемагничивания и т.д. Поскольку кривизна кривой гистерезиса в каждом магнитном состоянии образца, которое обеспечивается с помощью сложного мощного низкочастотного поля, различна, то и амплитуда комбинаций гармоник отражает различные крутизны в окрестностях частнык микроциклов перемагничивания.

Форма кривой низкочастотного подмагничивания такова, что положения частных микроциклов перемагничиlt 11 вания обегают последовательно все частные и предельную петли гистеризиса. При этом закон изменения ампли туд и фаз комбинационных частот пна + и Cd отражает характер изменения крутизны частных и предельной петель гистерезиса которые в свою очередь зависят от механических напряжений и свойств контролируемого изделия. Преобразователь, содержащий обмотки 1 и 2, устанавливают на контролируемое изделие 3. Высокочастотные колебания с частотой вырабатываемые генератором 12,высокой частоты, поступают на,один из входов смесителя 5, на другой вход которого поступает напряжение низкой (модулирующей) частоты Я„ с выхода генератора 4 модулирующей частоты..На выходе смесителя 5 появляется сложный сигнал, спектр которого содержит две составляющие с частотами Я =6)о-! о " Cdz + 2 aPHueM Vo» О а следовательно, Я„» Q и 63<» A о 2 о

Затем сложный сигнал с выхода смесителя 5 поступает на усилитель 6, где усиливается по мощности. С выхода усилителя 6 сигнал поступает на обмотку 1 возбуждения преобразователя, Аналогично работает второй низкочастотный канал подмагничивания

Низкочастотные(модулирующие) колебания с частотой Я, вырабатываемые генератором 14 модулирующей частоты, поступают на один из входов смесителя 15, на другой вход которого поступает напряжение более высокой частоты я с выхода генератора 17.На з 1 выходе 15 появляется сложный сигнал

У спектр которого содержит,две составляющие с частотами ю = O — Я и " 4 оо оо причем яо.р Ъ я оо а следовательно, у >р и и,4 > д ор 4 оо

Сложный сигнал с выхода смесителя

15 поступает на усилитель 1б, где усиливается по мощности. С выхода усилителя 16 он поступает на обмотку 13 подмагничивания преобразователя. Величина низкочастотного тока подмагничивания не менее чем в 10 раз больше тока высокочастотного перемагничивания.

При этом слабое высокочастотное поле возбуждения, сформированное компонентами И, и Gj, перемагни,чивает верхний слой ферромагнетика, в который оно проникает по начальному микроциклу 18 перемагничивания. Дополнительное сильное низкочастотное поле, формируемое двумя низкочастотными компонентами Я и

И, приводит к уменьшению магнитного состояния материала последовательно по всем частным и предельному циклам намагничивания. В резуль тате этого в каждый момент времени, а следовательно, в каждом магнитном состоянии дополнительно производится перемагничивание среды слабым высокочастотным полем (Мг,г по микроциклам 19 и 20 перемагничивания и т.д. Спектр выходного сигнала измерительной обмотки обогащается низкочастотными компонентами на частоте Е = И вЂ” Ь),, амплитуда которых пропорциональна кривизне петли гистереэиса в зоне микроцикла перемагничивания. Более точный учет характера кривизны петли ука зывает на наличие спектра комби-"

193571 национных частот ш <„, + п(,1, где ш, n = 0, 1, 2...., а учет начальных фаз компонент (,1

,г позволяет также учесть влияние хар ак теристик кривой намагничивания на соотношение фа з комбинационных частот выходного сигнала измерительной обмотки .

Таким образом, на выходе измери1 и тельной обмотки 2 преобраэ оват еля появляется сложный сигнал, спектр которого содержит со с тавляющие на частотах И<, Ы .г, бд и У 4 и на комбинационных частотах 2N g u о

2NS2, где N = 1, 2, 3.... С выхода -измерительной, обмотки 2 сложный сигнал поступает через усилитель 7 к входу полосового фильтра

8, который настроен на заданную частоту, например, 2 Р .В других примерах реализации способа может быть использован гребенчатый фильтр ( настроенный на частоты 2Н р . ПосО ле полосового фильтра 8 сигнал,со25 держащий только одну составляющую

2 Яо, поступает на один из входов амплитудно-фазового регистратора 9, на второй вход которого подается напряжение опорной частоты (в рассмат риваемом примере f-- 2 Я . );Это опорное напряжение поступает с выхода генератора 4 низкой частоты Q через а

- умножитель 10 и фазовращатель 11.

С помощью умножителя 10 выполняется

35 удвоение частоты Q выходного напряжения генератора 4.

В других примерах реализации в умножителе 10 должно осуществляться умножение частоты 1 в 2N раз (2Ядчастота настройки полосового фильтра 8). С помощью @азовращателя 11

:производится начальная установка фазы опорного напряжения.

1193571 фиг.

1193571

; Clyde Фф (дю и,у фиг. 2

Составитель. В.Крапивин

Редактор А.Шандор Техред A,À÷ Корректор С.Шекмар

Закаэ 7310/47 Тирам 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4