Устройство для неразрушающего контроля анизотропии напряжений в ферромагнитных материалах

 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники , использующим эффект Баркгаузена. Цель изобретения - повышение точности контроля анизотропии напряжений в изделиях, имеющих магнитную текстуру, наведенную различными видами поверхностных технологических упрочняющих обработок - достигается. за счет компенсации мешающих фактеров, в частности магнитной анизотропии . Информация на индикаторе 15 представляется в виде зависимости ЭДС цгумов Баркгаузена от угла поворота электромагнита 1 вокруг вертикальной оси 2. Система с отрицательной обратной связью по амплитуде магнитной индукции в изделии, включающая катушку 6 измерения индукции, интегратор 7, блок 8 памяти и блок 9 управления, поддерживает постоянство этого параметра перемагничивания в процессе поворота преобразователя путем управления током источника 4. 2 ил. «г (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (ю 4 С 01 N 27/83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ л" ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕ ГЕЛЪСТВУ (21) 3960689/25-28 (22) 05. 10. 86 (46) 28.02. 87. Бюл. 1(- S (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) В.Л. Венгринович и В.Л. Цукерман (53) 620. 179. 14 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР М 1037168, кл. G 01 N 27/83, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 868545, кл. G 01 N 27/83, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУША10ЩЕГО

КОНТРОЛЯ АНИЗОТРОПИИ НАПРЯН(ЕНИЙ

В ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники, использующим эффект Баркгаузена. Цель изобретения — повышение точности контроля анизотропии напряжений в изделиях, имеющих магнитную текстуру, наведенную различными видами поверхностных технологических упрочняющих обработок — достигается. эа счет компенсации мешающих факторов, в частности магнитной анизотропии. Информация на индикаторе 15 представляется в виде зависимости

ЭДС шумов Баркгаузена от угла поворота электромагнита 1 вокруг вертикальной оси 2. Система с отрицательной обратной связью по амплитуде магнитной индукции в изделии, включающая катушку 6 измерения индукции, интегратор 7, блок 8 памяти и блок

9 управления, поддерживает постоянство этого параметра перемагничивания в процессе поворота преобразователя путем управления током источника 4. 2 ил.

1293621

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля анизотропии механических напряжений в текстурованных ферромагнитных материалах, преимущественно в их поверхностных слоях.

Цель изобретения — повышение точности контроля анизотропии напряже1 ний за счет поддержания одинакового режима для всех направлений перемагничивания ферромагнитных изделий.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2— временные диаграммы сигналов, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит П-образный электромагнит 1, установленный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 2, на которой расположен датчик 3 угла поворота (например, сельсин-датчик) последовательно соединенные источник 4 переменного тока и обмотку 5 неремагничивания электромагнита 1, последовательно соединенные катушку 6 измерения индукции, намотанную на магнитопровод электромагнита 1, интегратор 7, . блок 8 памяти, блок 9 управления, подключенный ко второму входу источника 4 переменного тока, компаратор

10, включенный между измерительной катушкой 6, вторым входом интегратора 7 и вторым входом блока 8 памяти, источник 11 опорного напряжения, подключенный ко второму входу блока 9 управления, последовательно соединенные катушку 12 измерения шумов Баркгаузена, усилитель 13, полосовой фильтр 14 и индикатор 15, второй вход которого подключен к датчику 3 угла поворота.

Устройство работает следующим образом, Регулируемый источник 4 переменного тока питает перемагничивающую обмотку 5 электромагнита треугольным током (фиг. 2q). При этом выходной сигнал измерительной катушки 6 (фиг. 26) пропорционален скорости изменения индукции в магнитопроводе электромагнита 1. Этот сигнал поступает на вход компаратора 10, выходной сигнал которого представлен на ,фиг. 2 S. Нулевой выходной сигнал компаратора 10 разблокирует интегратор 7 и последний интегрирует выход.ной сигнал измерительной катушки 6.

Единичный выходной сигнал компаратора 10 блокирует интегратор 7 и устанавливает его в исходное нулевое состояние. Таким образом, интегратор 7 производит интегрирование выходного сигнала катушки 6 в интервале времени, за которой индукция в магнитопроводе электромагнита 1 изменяется от +В до -Вщ, причем производная d8jdk в этот же промежуток времени имеет одну полярность. Очевидно, что амплитуда выходного сиг15

ЗО

55 нала интегратора 7 пропорциональна величине 2Вщ, т.е. максимальной индукции в магнитопроводе электромагнита 1.

По положительному фронту компаратора 10 амплитуда выходного сигнала интегратора 7 запоминается блоком 8 памяти„ выходной сигнал которого представлен на фиг. 2г. Этот выходной сигнал поступает на один вход блока 9 управления, на второй вход которого подано опорное напряжение с источника 11. Усиленный сигнал рассогласования между опорным напряжением и выходным сигналом блока 8 памяти поступает на управляющий вход регулируемого источника 4 переменного тока. Если максимальное значение индукции в магнитопроводе электромагнита 1 по какой-либо причине отличается от величины, определяемой напряжением, снимаемым с источника 11 опорного напряжения, то сигнал рассогласования воздейст- вует на регулируемый источник 4 переменного тока таким образом, чтобы скомпенсировать это отличие. Так как коэффициент передачи блока 9 управления велик, то выходной сигнал блока 8 памяти устанавливается практически равным величине опорного напряжения, снимаемого с источника

11. При этом величина индукции в магнитопроводе электромагнита 1 мало зависит от магнитных характеристик самого магнитопровода.

Таким образом, при повороте электромагнита 1 с катушками 5 и 6 во- .1 круг оси 2 амплитуда индукции в материале не меняется. Изменяются только параметры шума Баркгаузена, обусловленные изменением напряжений вдоль разных направлений в ферромагнетике. В катушке 12 возникает ЗДС от скачков Баркгаузена, которая усиливается усилителем !3. С помощью

3 1293621 полосового фильтра 14 выделяется од-, на из спектральных составляющих шума, которая подается на первый вход двухкоординатного индикатора 15, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный углу повок рота магнитопровода 1 с датчика 3 угла. Следовательно, индикатор 15 зарегистрирует зависимость; характеризующую кривую анизотропии напря- 10 ч жений в контролируемой области изделия.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего . контроля анизотропии напряжений в ,ферромагнитных материалах, содержащее П-образный электромагнит, устаСоставитель В. Филинов

Техред В.Кадар

Корректор Г.Решетник

Редактор А.Ревин

Заказ 379/48

Подписное

Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, в устройстве уменьшается погрешность контроля анизотропии механических напряжений за

- счет компенсации погрешности, обусловленной анизотропией магнитной проницаемости, имеющей место в текстурованных ферромагнитных материалах. новленный с «оэможностью вращения вокруг продольной оси, источник переменного тока, подключенный к обмотке перемагничивания электромагнита, последовательно соединенные катушу измерения шумов Баркгаузена, усилитель, полссовой фильтр и индикатор, и датчик угла поворота, установленный на оси вращения и подклюенный к индикатору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с .целью повышения точности контроля анизотропии напряжений при плосконапряженном .состоянии, оно снабжено последовательно соединенными интегратором, блоком памяти и блоком управления, подключенным к второму входу источ ника переменного тока, катушкой измерения индукции, намотанной на маг20 нитопровод электромагнита и подключенной к интегратору, компаратором, включенным между катушкой измерения индукции и вторым входом интегратора, и источником опорного напряжения, подключенным к второму входу блока управления, а второй выход компаратора подключен к второму входу блока памяти.