Способ измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет проведения обучающего эксперимента на эталонных образцах. Перед контролем партии изделий отбирается образец, на котором осуществляется обучающая выборка. Во время перемагничивания регистрируются скачки магнитных шумов в образце, полученный сигнал либо усредняется путем выделения огибающей в квадратичном детекторе 6 и фильтре 7 низких частот, либо из него выделяются одиночные импульсы. Далее, проходя обработку либо по амплитуде, либо по длительности, числу и т.д., сигнал мультиплексируется мультиплексором 11, преобразуется в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 12 и запоминается в оперативном запоминающем блоке 12. После набора информации процессор 15 обрабатывает ее для получения количественных характеристик объекта контроля. 1 с.п.ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

g АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (,21) 3992580/25-28 (22) 11. 12.85 (46) 23.04.89. Бюл. Р 15 (71) Омский политехнический институт (72) N. Г. Семенов, П. В.Штоль и О.Н.Копелев (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1032405, кл, G 01 N 27/86, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 849061, кл. G 01 М 27/90, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ И

ПРИЛОЖЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения"остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях. Целью изобретения явЛяется повышение точности измерений за счет проведения обучающего

„„Я0„„1474537 А1 эксперимента на эталонных образцах.

Перед контролем партии изделий отбирается образец, на котором осуществляется обучающая выборка. Во время перемагничивания регистрируются скачки магнитных шумов в образце, полученный сигнал либо усредняется путем выделения огибающей в квадратичном детекторе 6 и фильтре 7 низких частот, либо из него выделяются одиночные импульсы. Далее, проходя обработку либо по амплитуде, либо по длительности, числу и т.д., сигнал мультиплексируется мультиплексором 11, преобразуется в цифровой код аналогоцифровым преобразователем 12 и запоминается в оперативном запоминающем блоке 13. После набора информации процессор 15 обрабатывает ее для получения количественных характеристик объекта контроля. 2 с.п. ф — лы, 1 ил.

1474537

30

Изобретение относится к неразру шающему контролю и может быть использовано для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет проведения обучающего эксперимента на эталонных образцах.

На чертеже представлена блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ °

Устройство содержит соединенные последовательно задающий генератор 1, делитель 2 с переменным коэффициентом деления, управляемый усилитель

3 мощности, первичный преобразователь

4, измерительный усилитель 5, квадратичный детектор .6, фильтр 7 низких частот, фиксатор 8 уровня, амплитудный селектор 9, амплитудный детектор

10, мультиплексор 11 аналого-цифровой преобразователь 12 и оперативный запоминающий блок 13.

Устройство содержит также счетчик

14, подключенный к оперативному за.поминающему блоку, процессор 15, вход-выход которого соединен с опера.тивным запоминающим блоком 13, а выходы процессора 15 подключены к измерительному. усилителю 5, амплитудному селектору 9, счетчику 14 и мультиплексору 1 1, и постоянный запоминающий блок 16 подключенный к процессору 15, выход которого соединен с управляемым усилителем 3 мощности и делителем 2 с переменным коэффициен-. том деления. !

Кроме того, в состав устройства входят электронный ключ 17, первый вход которого подключен к процессору, второй вход соединен с измерительным усилителем 5, а выход подключен к фиксатору 8 уровня, анализатор 18 спектра, включенный между выходом постояйнога запоминающего блока 16 и мультиплексором 11, второй вход анализатора 18 спектра соединен с фикса тором 8 уровня, измеритель 19 длительности импульса и измеритель 20 магнитного момента, включенные между амплитудным селектором 9 и мультиплексорам 11. Также устройство содержит блок 21 измерения индукции,включенный между выходами первичного преобразователя 4 и мультиплексором

11, третий выход первичного преобразователя 4 соединен с мультиплексором 11, а второй выход делителя 2 с переменным коэффициентам деления соединен с анализатором 18 спектра.

Способ осуществляют следующим образом.

С целью построения математической модели зависимости механических характеристик контролируемых объектов от измеряемых электрических параметров проводится обучающий эксперимент, проходящий в следующей последовательности. Образец, выбранный из контролируемой партии, устанавливается в разрывную машину, на его поверхности размещают первичный преобразователь и подвергают механическому нагружению.

В этом случае регистрируются относительные значения напряжений в образце, Для случая определения абсолютных значений используются методы релаксаций напряжения, а затем проводится обучающий эксперимент. Затем образец размагничивают, подвергают магнитной подготовке и перемагничи-. ванию во взаимно перпендикулярных направлениях, регистрируя скачки магнитных шумов, их длительность, текущее значение индукции. Полученная информация запоминается и подвергается математическай обработке для выявления среднестатистических закономерностей между величинами полученных сигналов и механическими свойствами образцов.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, работает следующим образом, Задающий генератор 1 с кварцевой стабилизацией частоты генерирует меандр с частотой 52 кГц, Эти импульсы поступают на делитель 2 с переменным коэффициентом деления, задаваемым постоянным запоминающим блоком

16 по команде процессора 15. Далее импульсы посту ают на управляемый усилитель 3 мощности и на анализатор

18 спектра для синхронизации его работы. После первичного преобразовате-. ля 4 информация поступает на измерительный усилитель 5 и мультиплексор

11. В зависимости от амплитуды импульсов процессор 15 устанавливает коэффициент усиления измерительного усилителя 5. Для регистрации отдельных импульсов служит электронный ключ 17, выделяющий импульсы и подающий их на фиксатор 8 уровня, а затем на амплитудный селектор 9, После се1474537 лекции сигнал проходит одну из схем, амплитудный детектор 10, измеритель

19 длительности импульсов, счетчик

14 или измеритель 20 магнитного момента и поступает через мультиплексор 11 в оперативный запоминающий блок 13.

В динамическом режиме работа устойства аналогична, за исключением прохождения сигнала через цепочку: квадратичный цетектор 6 — фильтр 7 низкой частоты, с целью выделения огибающей магнитного шума. После сбора информации осуществляется ее . обработка в процессоре 15 для вычисления количественных характеристик с использованием методов многопараметрового контроля.

Формула изобретения

1. Способ измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях, заключающийся в том, 25 что иэделие перемагничивают полем низкой частоты, регистрируют возни-. кающие при этом скачки Баркгаузена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, первоначаль-ЗО но проводят обучающий эксперимент на образце, в котором последовательно создают определенные напряжения различной величины, затем участки образца равные базе первичного преобразоФ . 35 вателя, последовательно перемагничи вают в двух взаимно перпендикулярных направлениях с использованием квазистатического и динамического режимов в каждом из направлений, измеряют среднюю амплитуду импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена, их общее число за определенное время, среднюю вольтсекундную площадь, количество импульсов определенной амплитуды, среднюю длительность ЭДС от скачков Баркгаузена, а также амплитуду мощности магнитного шума, отношение мощности магнитного шума к величине мощности магнитного шума, соответствующей

Я) участку нарастания или спада временной зависимости мощности магнитного шума, разность амплитуд мощностей магнитного шума, измеренных во взаимно перпендикулярных направлениях, амплитуду первой производной мощности магнитного шума, амплитуды гармоник мощности магнитного шума в базисе функций Уолша и параметры петли гистерезиса, по полученной информ;— ции метоцами регрессионного анализа строят математическую модель образца. затем аналогично измеряют параметры, входящие в математическую модель для изделия с неизвестными остаточными и приложенными напряжениями, после .его, используя данные, полученные на первом этапе, определяют остаточные или приложенные напряжения ro взаимно перпендикулярных на ."„: л ниях и строят картину плосконапряженного состояния изделия, 2., Устройство для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях, содержащее задающий генератор, соединенные пос-а ледовательно первичный преобразователь и измерительный усилитель и анализатор спектра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено соединенными последовательно процессором, постоянным запоьмнаюшим блоком, выход которого подключен к анализатору спектра, делителем с переменным коэффициентом деления, второй вход которого подключен к задающему генератору, а выход — к анализатору спектра, и управляемым усилителем мощности, второй вход которого подключен к постоянному запоминающему блоку, а выход — к первичному преобразователю, соединенными последовательно квадратичным детектором, подключенным к выходу измерительного усилителя, фильтром низких частот, фиксатором уровня, выход которого подключен к анализатору спектра, амплитудным селектором, второй вход которого соединен с входом управления измерительного усилителя и подключен к процессору, амплитудным детектором, мультиплексором, входы которого подключены к процессору, первичному преобразователю, анализатору спектра и фиксатору уровня, аналого-цифровым преобразователем включенным между выходом мультиплексора. и оперативным запоминающим блоком, связанным с процессором, счетчиком, включенным между выходом процессора и вторым входом оперативно-запоминают щего блока, электронным ключом, вход которого подключен к измерительному усилителю, выход — к фиксатору уровня, а управляющий вход — к процессору, блоком измерения индукции, вклюСоставитель, Ю. Глазков

Техред Л. Сердюкова

Корректор М.Демчик

Редактор Н. Тупица

Заказ 1886/41 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 1474537 6 ченным межДУ первичным пРеобРазовате- го момента, включенными между выходом лем и мультиплексором, и измеРитеЛЯ- амплитудного селектора и входами ми длительности импульса и магнитно- мультиплексора.