Электромагнитный способ комплексного контроля ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Из выходного сигнала вихретокового преобразователя выделяют низкочастотную соответствующую частоте перемагничивания составляющую и составляющую, соответствующую магнитным шумам Баркгаузена. Выделенные составляющие подаются на входы управляемых усилителей, на управляющие входы которых поступает сигнал, пропорциональный величине тока перемагничивания . Откорректированная составляющая шумов Баркгаузена с помощью фильтров разделяется на высокочастотную и низкочастотную составляющие. По величине высокочастотной составляющей шумов Баркгаузена и величине тока перемагничивания в блоке обработки информации определяют толщину электропроводящего покрытия, а по величине низкочастотной составляющей щумов Баркгаузена и низкочастотной составляющейвыходного сигнала преобразователя определяют свойства неэлектропроводящего покрытия. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. «е (Л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 В 7/06 G 01 N 27/90

1 Рз

«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПОСОБ КОМППЕКСНОГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

И УСТРОЙСТВО ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Из выходного сигнала вихретокового преобразователя вьщеляют низкочастотную соответствующую

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4182891/25-28 (22) 18.1?.86 (46) 15.11. 88. Бюл. В 42 .(71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.В.Виноградов, В.Н.Москвин и 10.О.Поляков (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 532802, кл. G 01 N 27/86, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 970086, кл., G 01 В 7/06, 1981.

„„Я0„„4 7 79 А1 частоте перемагничивания составляющую и сост авляющую, соответствующую магнитным шумам Баркгаузена. Выделенные составляющие подаются на входы управляемых усилителей, на управляющие входы которых поступает сигнал, пропорциональный величине тока перемагничивания. Откорректированная сос" тавляющая шумов Баркгаузена с помощью фильтров разделяется на высокочастотную и низкочастотную составляющие.

По величине высокочастотной составляющей шумов Баркгауэена и величине тока перемагничивания в блоке обработки информации определяют толщину электропроводящего покрытия, а по величине низкочастотной составляющей шумов Баркгаузена и низкочастотной составляющей выходного сигнала преобразователя определяют свойства неэлектропроводящего покрытия. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1437679

Изобретение относится к неразрушающим электромагнитным методам контроля и может быть использовано для контроля физико механических свойств ферромагнитных материалов и измерения толщины защитных покрытий на основе использования эффекта Баркгаузена.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля путем увеличения числа контролируемых параметров изделия.

На чертеже представлена структурная схема устройства для комплексного электромагнитного контроля ферро- 15 магнитных изделий.

Устройство содержит электромагнитный преобразователь 1, состоящий иэ обмотки 2 перемагничивания, последовательно соединенной с ней дополни- 2О тельной обмотки 3 и измерительной обмотки 4 и предназначенный для ус" тановки контролируемого изделия 5, последовательно соединенные генератор 6 тока перемагничивания и измеритель 7 тока перемагничивания, выход которого подключен к обмотке 2 перемагничивания, последовательно соединенные первый фильтр 8 верхних частот, вход которого подключен к изме- 30 рительной обмотке 4,. предварительный усилитель 9, управляемый усилитель

10 шумов Баркгаузена, второй вход которого подключен к второму выходу

1 измерителя 7 тока перемагничивания, второй фильтр 1! верхних .астот и управляемый усилитель 12 верхних частот шумов Баркгаузена, последовательно соединенные фильтр 13 нижних частот и усилитель 14 нижних частот 40

Б аркг ауз ена выход KoTopo E о подклю чен к второму входу уцравляеиого усилителя 12, управляемый усилитель 15 нижних частот, входы которого подключены к дополнительной обмотке 3 и вто- 5 рому выходу измерителя 7 тока перемагничивания, индикатор 16 и блок 17 обработки информации, четыре входа которого cîoòâетственно подключены к выходам управляемого усилителя 15 нижних частот, усилителя 14 нижних час тот, управляемого усилителя 12 верхних частот шумов Баркгаузена и второму выходу измерителя 7 тока перемагничивания, а ньгход блока 17 подключен к входу индикатора 16.

Устройство для комплексного электромагнитного контроля ферромагнитных изделий работает следуюшчм образом.

Перед измерениями электромагнитный преобразователь 1 устанавливают на поверхность контролируемого изделия

5. С генератора 6 тока перемагничивания через измеритель 7 тока перемагничивания на обмотку 2 преобразователя

1 подают переменный ток низкой частоты (8-40 Гц). Вносимое сопротивление электромагнитного преобразователя 1 убывает при удаленич его от ферромагнитной основы изделия 5 по экспоненциальной зависимости. В результате возрастает ток перемагничивания Т„ пер Ur Z 8 где U напряжение, подаваемое на электромагнитный преобразователь и имеющее постоянную величину;

Z „- вносимое сопротивление электромагнитного преобразователя 1.

Удаление электромагнитного преобразователя 1 от ферромагнитной основы изделия 5 обусловлено суммарной толщиной покрытий 18 и 19 и погрешностью установки электромагнитного преобразователя 1 на иэделие. Зная значение тока перемагничивания, получаемое при установке преобразователя 1 на изделие без покрытий 18 и 19, и величину сигнала на выходе измерителя 7 тока перемагничивания, судят о суммарной толщине покрытия с точностью до погрешности установки электромагнитного преобразователя 1. Переменное электромагнитное поле, создаваемое электромагнитным преобразователем 1, возбуждает в ферромагнитной основе изделия 5 электромагнитные волны различной природы, которые наводят в дополнительной обмотке 3 и измерительной обмотке 4 электромагнитного преобразователя 1 вторичную ЭДС. Из вторичной ЭДС, снимаемой с дополнительной обмотки 3, выделяют низкочастотную часть, которая несет информацию о физико-механических свойствах ферромагнитной основы иэделия 5. Ее усиливают управляемым усилителем 15 нижних частот и подают на первый вход 20 блока 17 обработки сигналов.

Из вторичной ЭДС, наводимой в измерительной обмотке 4, выделяются при помощи фильтра 8 верхних частот, усиливаются предварительным усилителем 9 и управляемым усилителем 1.0

1437679 шумов Баркгауэена электрические сиг,налы шумов Баркгаузена.

Для компенсации уменьшения вторичной ЭДС вызванного удалением электро1

5 магнитного преобразователя 1 от ферромагнитной основы изделия 5, на управляющие входы управляемого усилителя 15 нижних частот и управляемого усилителя 10 шумов Баркгаузена посту- 1О пает сигнал с сигнального выхода измерителя 7 тока. Это позволяет исключить влияние разброса суммарной толщины покрытий 18 и 19 и погрешности установки преобразователя 1 на резуль-1r таты контроля электропроводящего покрытия 19, физико-механических свойств и структуры ферромагнитной основы изделия 5., Из сигнала шумов Баркгаузена вы- 2р деляется с помощью фильтра 13 нижних частот низкочастотная часть спектра, которая несет информацию о структуре ферромагнитной основы изделия 5.

Эту часть сигналов преобразователя 1 2б усиливают усилителем 14 нижних частот шумов Баркгаузена и подают в блок 17 обработки сигналов на вход

21.

По затуханию высокочастотной части Зб спектра сигналов шумов Баркгаузена от вихретокового взаимодействия их с материалом электропроводящего покрытия 19 судят о его толщине. Эту часть сигналов преобразователя 1 выделяют фильтром 11 верхних частот, усиливают усилителем 12 верхних частот шумов Баркгаузена и подают на вход 22 блока 17 обработки сигналов °

Дпя компенсации влияния структуры 4О ферромагнитной основы изделия 5 на результат измерения толщины электропроводящего покрытия 19 управляющий вход усилителя 12 верхних частот шумов Баркгаузена соединен с выходом 4б усилителя 14 нижних частот шумов

Баркгаузена. Это позволяет автоматически учитывать колебание структурных характеристик основы изделия 5 при контроле толщины покрытия 19. бо

Блок 17 обработки сигналов по определенным заранее зависимостям и величинам входных сигналов вычисляет значения суммарной толщины покрытий

18 и 19, толщину электропроводящего ,покрытия 19, толщину неэлектропроводящего покрытия 18, значения величин, характеризующих физико-механические свойства и структуру ферромагнитной основы иэделия, а также комплексные показатели качества изделия. Затем он сравнивает зафиксированные в процессе контроля комплексные показатели качества изделия с заранее заданными уровнями качества и выдает результаты сравнения и вычислений в индикатор 16. Показатель качества покрытия имеет вид

S S(cрd) К с К >(d c) где с — сигнал, поступающий на вход

22 и характеризующий толщину электропроводящего покрытия;

d - сигнал, поступающий на вход

23 и характеризующий суммарную толщину покрытия.

Показатель качества ферромагнитной основы изделия имеет вид: 5

P P(1 ) =Кс — К f где 1 — сигнал, поступающий на вход

20 и характеризукиций физикомеханические свойства ферромагнитной основы изделия; — сигнал, поступающий на вход

21 и характеризующий структуру ферромагнитной основы изделия.

Весовые коэффициенты К „, К, К, К и К получены путем аппроксимации эмпирических корреляционных зависимостей линейным полиномом. Разбраковка изделий производится путем осуществления логической операции сравнения заданных критериев качества с полученными в Яроцессе измерения:

П. (S (u

3 4 где П, П, П >, П вЂ” числовые значения, соответствующие предельно-допустимым критериям качества контролируемых изделий.

Формула из обретения

1. Электромагнитный способ комплексного контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что изделия помещают в переменное электромагнитное поле преобразователя, 1437679 выделяют низкочастотную составляющую сигнала преобразователя на частоте перемагничивания и выделяют из сигнала преобразователя составляющую

Характеризующую магнитные шумы Баркгаузена, отличающийся тем, что, c целью повышения достовер ности контроля, измеряют величину тока перемагничивания преобразователя, пропорционально изменяют по результатам измерения тока перемагни.чивания выделенные составляющие сиг нала реакции преобразователя, скор ректированную составляющую реакции ,преобразователя, характеризующую магнитные шумы Баркгауэена, разделяют на низкочастотную и высокочастотную составляющие, по значениям высокочастотной составляющей шумов Барк- 2g гауэена и величине тока перемагничивания определяют толщину электропроводящего покрытия изделия, а по значениям низкочастотной составляющей шумов Баркгауэена и низкочастотной 25 составляющей сигнала преобразователя определяют качество ферромагнитного основания изделия;

2. Устройство для электромагнит. ного комплексного контроля ферромаг- ЗО нитных изделий, содержащее электромагнитный преобразователя, состоящий из П-образного сердечника, намотанной иа него обмотки перемагничиваmH и измерит льной Обмотки. pacHmo- 35 женной между полюсами сердечника, последовательно соединенные генератор тока перемагничивания и измеритель тока перемагничивания, подключенный к обмотке перемагничивания, 40 последовательно соединенные первый фильтр верхних частот, вход которого подключен к измерительной обмотке преобразователя, и предварительный усилитель, последовательно соединенные второй фильтр верхних частот и первый управляемый усилитель верхних частот шумов Баркгаузеиа, последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель низких частот шумов Баркгаузена, выход которого подключен к второму входу управляемого усилителя верхних частот шумов Баркгаузена „ и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения достоверности контроля„ устройство снабжено дополнительной обмоткой, расположенной на сердечнике и включенной последовательно с обмоткой перемагничивания, вторым управляемым усилителем верхних частот шумов Баркгаузена, первый вход которого соединен с выходом предварительного усилителя, второй вход соединен с вторым выходом измерителя тока перемагничивания, а выход — с входами фильтра нижних частот и второго фильтра верхних частот третьим управляемым низкочастотным усилителем, первйй вход которого под ключен к выходу дополнительной обмотки преобразователя, а второй входк второму выходу измерителя тока перемагничивания, и блоком обработки информации, четыре входа которого соответственно подключены к выходу третьего управляемого ниэкочастотноI o усипителя, выходу усилителя ниэ» ких частот шумов Баркгаузена, выходу первого управляемого усилителя верхних частот шумов Баркгауэена и выходу измерителя тока пережагничивания, а выход блока обработки информации подключен к входу индикатора.

1437679

Составитель В. Крапивин

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Тираж 680 Подписи о е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5881/40

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