Устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества .ферромагнитных изделий методом эффекта Баркгаузена. Цель изобретения - повьго1ение достоверности контроля. Это достигается компенсацией влияния электрической проводимости материала на параметры даумов Баркгаузена. Компенсация осуществляется посредством учета реакции вихревых токов. Для исключения влияния магнитной проницаемости материала работа вихретокового преобразователя 10 происходит в моменты насыщения контролируемого участка изделия . Признаком насыщения служит прекращение шумов БаркгАузена, Управление работой вихретокового преобразователя 10 осуг ествляется с помощью аналогового ключа 9 и канала регистрации насыщения, состоящего из блока 12 выделения огибающей шумов Баркгаузена , нуль-органа 13, блока 14 управления, запоминающего блока 15, порогового элемента 16 и вьшрямителя 17. 3 ил. о (/7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) (51)4 G 01 N 27/83

3CFCAl(1"-, q

il3.,",ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3997637/25-28 (22) 28.11,85 (46) 23,03.87. Бюл.У 11 (71) Муромский филиал Владимирского политехнического института (72) В.Е.Шатерников, P.È.Áëóðöÿí, В,В.Филинов и А.И,Соколик (53) 620,179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - )043549, кл. G Ol М 27/83, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1(- 1049844, кл. G Ol R 33/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества ферромагнитных изделий методом эффекта Баркгаузена.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Это достигается компенсацией влияния электрической проводимости материала на параметры шумов Баркгаузена. Компенсация осуществляется посредством учета реакции вихревых токов. Для исключения влияния магнитной проницаемости материала работа вихретокового преобразователя 10 происходит в моменты насыщения контролируемого участка изделия. Признаком насыщения служит прекращение шумов Баркгаузена. Управление работой вихретокового преобразователя 10 осуществляется с помощью аналогового ключа 9 и канала регистрации насыщения, состоящего из блока

12 выделения огибающей шумов Баркгаузена, нуль-органа 13 блока 14 управления, запоминающего блока 15, порогового элемента 16 и выпрямителя

17. 3 ил, 1298626

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля физикомеханических параметров поверхностных слоев изделий из ферромагнитных 5 материалов в области машиностроения.

11ель изобретения — повышение надежности контроля за счет учета влияния на результаты электрической проводимости материала.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 — построение блока управлеf5 ния.

Устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий содержит источник 1 тока низкой частоты, который подключен к обмотке возбуждения

П-образного электромагнита 2, установленного на контролируемом изделии 3, последовательно соединенные обмотку 4 измерения шумов Баркгаузена, усилитель 5, блок 6 перемножения и анализатор 7 спектра, последовательно соединенные источник 8 тока высокой частоты, аналоговый ключ 9, вихретоковый преобразователь 10 и блок 11 компенсации, а,также последовательно соединенные блок 12 выделения огибающей, нуль-орган 13, блок

14 управления, запоминающий блок 15, пороговый элемент 16 и двухполупериодный выпрямитель 17, соединяющие выход усилителя 5 с управляющим вхо35 дом аналогового ключа 9, Выход блока

1l компенсации подключен к второму входу блока 6 перемножения, а второй вход соединен с выходом источника 8 тока высокой частоты. Второй вход блока 14 управления электрически связан с выходом двухполупериодного выпрямителя 17, а вторые входы запоминающего блока 15 и порогового элемента 16 подключены к выходу источника 1 тока низкой частоты„

Блок 14 управления содержит два ждущих мультивибратора 18 и 19 и

RS-триггер 20, Вход S триггера 20 подключен к выходу первого ждущего мультивибратора 18, а вход R - к выходу второго ждущего мультивибратора 19. При этом вход первого ждущего мультивибратора 18 соединен с выходом нуль-органа 13, вход второго ждущего мультивибратора 19 подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя 17, а выход триггера 20 электрически связан с первым входом запоминающего блока 15, Устройство работает следующим образом, Ток источника 1 (сигнал е,,фиг,2) протекая по обмотке возбуждения электромагнита 2, создает магнитный поток, который замыкается по П-образному магнитопроводу и контролируемому иэделию 3. Величину магнитного поля выбирают достаточной для перемагничивания контролируемого участка по предельной петле гистерезиса. В обмотке 4 измерения индуцируется и усиливается усилителем 5 ЭДС шумов

Баркгаузена (сигнал е, фиг.2), На спектральную плотность ЭДС шумов

Баркгаузена оказывает влияние ðåàêция вихревых токов, величина которых определяется электромагнитными пара— метрами поверхностных слоев материала.

Учет влияния реакции вихревых токов в устройстве производится следующим образом. Источник 8 питает вихретоковый преобразователь 10, в котором индуцируется ЭДС, определяемая характером вихревых токов в поверхностных слоях материала и поступающая в блок ll компенсации.

Сигнал, вырабатываемый блоком 11, отражает степень влияния вихревь.х токов и определяется как П„ = Б, /U где 11о и U — ЗДС, индуцируемая в вихретоковом преобразователе соответственно при отсутствии и наличии контролируемого изделия, Коэффициент передачи блока 6 перемножения, выполненного в виде усилителя с переменным коэффициентом усиления, пропорционален l. . Поэтому анализатор 7 к спектра регистрирует спектральную плотность, определяемую лищь собственным спектром шумов Баркгаузена.

Синхронно изменяя частоту тока источ ника 8 и частоту анализа анализатора 7, регистрируют спектральное распределение ЭДС шумов Баркгаузена, по параметрам которого определяют результат контроля.

Для учета составляющей реакпии вихревых токов, обусловленной влиянием только электрической проводимости материала, работа вихретокового преобразователя происходит при насыщении контролируемого участка.

С этой целью устройство содержит канал регистрации насыщения,, работа

1298626 которого заключается в следующем.

Блок 12 выделения огибающей, реали-, зованный, например, как квадратичный детектор, выделяет огибающую мгновенной можности ЭДС шумов Баркгаузена (сигнал е, фиг.2), которая преобразуется нуль-органом 13 в прямоугольный импульс (сигнал е4, фиг.2). По— скольку прекращение шумов Баркгаузена свидетельствует о наступлении íà- 10 сыщения,задние фронта сигнала е поступающего в блок 14 управления,определяют моменты времени t,,t, ° ° .. (фиг ° 2) а при которых напряженность магнитного поля достигает напряженности тех- 15 нического насьш ения.

Блок 14 управления в моменты времени t, t и т,д. приводит в действие

2 запоминающий блок !5 реализованный, например, как последовательно соеди- 20 ненные ключ и конденсатор. Напряжение на выходе запоминающего блока

15 изменяется по закону, показанному на фиг.2 для сигнала е . При этом моS менты времени t,t и т.д. (фиг.2) формируются следуюп;им образом. В момент достижения технического насьпщения запоминающий блок 15 запоминает текущее значение выходного сигнала источника 1 (ключ запоминающего бло- З0 ка размыкается), Пороговый элемент

16 формирует прямоугольный сигнал е (фиг.2) на интергалах несовпаде6 ния сигналов е „ и е . Выходной сигнал е выпрямителя 17 фиг.2) сво- 35 ими задними фронтами (моменты времени t,t и т.д.) через блок 14 управ3 ления вновь переводит запоминающий . блок 15 в режим фиксации текущего значения сигнала е, (ключ запоминающего блока замыкается).

Работа блока 14 управления состоит в переводе запоминающего блока в режим памяти при наличии сигнала е и в режим фиксации текущего зна45

1 чения при отсутствии сигнала е т

Выходные сигналы нуль-органа 13 и двухполупериодного выпрямителя 17 (сигналы е и е, фиг,2) своими зад-. т 50 ними фронтами запускают соответственно первый и второй ждущие мультивибраторы. Короткие выходные импульсы ждущих мультивибраторов служат для последовательности перевода триггера

В инверсные cocToRIiHH, Таким Образом выходной сигнал триггера меняется .в соответствии с сигналом е

Учет реакции вихревых токов на каждом периоде перемагничивания обеспечивает непрерывное слежение за изменением электрической проводимости материала и соответствующую коррекцию параметров ЭДС шумов Баркгаузена.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы за счет упрощения конструкции преобразователя и достоверность контроля эа счет учета влияния на ЭДС шумов

Баркгаузена электрической проводимости материала °

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий, содержащее источник тока низкой частоты, П-образный электромагнит, обмотка возбуждения которого подключена к выходу источника тока низкой частоты, последовательно соединенные обмотку измерения шумов Баркгаузена, усилитель, блок перемножения и анализатор спектра, источник тока высокой частоты, последовательно соединенные вихретоковый преобразователь и блок компенсации, выход которого подключен к второму входу блока перемножения, а второй вход соединен с выходом источника тока высокой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет учета изменения электрической проводимости материала изделия, оно снабжено аналоговым ключом, включенным между источником тока высокой частоты и вихретоковым преобразователем, и последовательно соединенными блоком выделения огибающей, нуль-органом, блоком управления, запоминающим блоком, пороговым элементом и двухполупериодным BblIIpR— мителем, включенными между выходом усилителя и управляющим входом аналогового ключа, второй вход блока управления подключен к выходу полупериодного выпрямителя, а вторые входы порогового элемента и запоминающего блока соединены с выходом источника тока низкой частоты.

1298626

Составитель А. Бодров.Редактор H.Блаиар Техред И.Ходанич Корректор М.Шароши

Заказ 88I/45

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

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