Устройство для измерения коэрцитивной силы движущихся ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и направлено на непрерывный неразрушающий контроль электротехнической стали в процессе ее изготовления. Цель изобретения - повышение точности измерения коэрцитивной силы - достигается тем, что исключается необходимость механического перемещения измерительных катушек, а введение подмагничивающей катушки позволяет получить сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока при контроле массивных ферромагнитных материалов. Устройство содержит перемагничивающую систему 1, блок 2 измерительных катушек, охватывающих ферромагнитный материал 3, подмагничивающую катушку 4, генератор 5 тактовых импульсов, коммутаторы 6,15, счетчики 7,13, триггеры 8,12, усилитель 9, детектор 10, пороговый блок 11, ключ 14 и источник 16 переменного тока. На выходах каждой катушки блока 2 формируется сигнал, пропорциональной скорости изменения магнитного потока при имеющемся в данном месте значении напряженности постоянного магнитного поля. Максимальное значение сигнала соответствует напряженности магнитного поля, равной коэрцитивной силе исследуемого материала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (!1) (я) 4 (01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБ ЧТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4408596/24-21 (22) 01.02.88 (46) 30.11.89. Бюл. Р 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (72) В.К.Новиков, Н.И.Суворов, В.В.Моисеенко и С.А.Кокорин (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 630602, кл. G 01 R 33/12, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЗРЦИТИВНОЙ СИЛЫ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и направлено на непрерывный неразрушающий контроль электротехнической стали в процессе ее изготовления. Цель изобретения повышение точности измерения коэрцитивной силы — достигается тем, что исключается необходимость механичес9

2 кого перемещения измерительных катушек, а введение подмагничивающей катушки позволяет получить сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока при контроле массивных ферромагнитных материалов. Устройство содержит перемагничивающую систему 1, блок 2 измерительных катушек, охватывающих ферромагнитный материал 3, подмагничивающую катушку 4, генератор

5 тактовых импульсов, коммутаторы 6, 15, счетчики 7, 13, триггеры 8, 12, усилитель 9, детектор 10, пороговый блок 11, ключ 14 и источник 16 переменного тока. На выходах каждой ка" тушки блока 2 формируется сигнал, пропорциональный скорости изменения маrнитного потока при имеющемся в данном месте значении напряженности постоянного магнитного поля . Максимальное значение сигнала соответст вует напряженности магнитного поля, равной коэрцитивной силе исследуемого материала. 2 ил.

1525643 Изобретение относится к измерит льной технике и может быть использ вано для непрерывного неразрушающег контроля электротехнической стали

5 в;процессе ее изготовления на предприятиях электротехнической и металлургической промышленности.

Цель изобретения — повышение точн сти измерения коэрцитивной силы.

Поставленная цель достигается тем, ч о исключается необходимость механич ского перемещения измерительных к тушек, а введение подмагничивающей к тушки позволяет получить сигнал, и опорциональный скорости изменения м гнитного потока, при контроле масс вных ферромагнитных материалов.

На фиг.1 изображена структурная с ема предлагаемого устройства; на ф г.2 — временные диаграммы, поясняющ е работу устройства.

Устройство содержит перемагничиваюю систему 1, выполненную одним из известных способов (например, в виде атушек), блок 2 измерительных катуек, охватывающих ферромагнитный матеиал 3, подмагничивающую катушку 4, генератор 5 тактовых импульсов, первый оммутатор 6, первый счетчик 7, перый триггер 8, усилитель 9, детектор

О, пороговый блок 11, второй тригг" åð 12, второй счетчик 13, ключ 14, которой коммутатор 15 и источник 16 переменного тока.

Перемагничивающая система 1 расположена соосно с блоком 2 измерительых катушек и движущимся ферромагнитым материалом 3. Блок 2 измерительных атушек выполнен в виде набора отдель-40

Ных секций, охватывающих ферромагнитный материал 3 и размещенных с постоянным шагом в области изменяющейся с

Постоянным градиентом напряженности магнитного поля перемагничивающей сис-45 темы 1 (фиг.2а) . Подмагничивающая катушка 4, выводы которой соединены с выходами источника 16 переменного тока, охватывает блок 2 измерительных катушек на всем era протяжении. Выхо- 50 ды каждой секции блока 2 измерительных катушек соединены с соответствующими входами первого коммутатора 6, адресный вход которого соединен с информационным выходом первого счетчика 7, вход которого подключен к выходу генератора 5 тактовых импульсов, входу первого триггера 8 и первому, входу второго коммутатора 15, второй вход которого соединен с выходом первого триггера 8. Выход первого коммутатора 6 через последовательно соединенные усилитель 9, детектор 10 и пороговый блок 11 соединен с управляющим входом второго коммутатора 15 и входом второго триггера 12, вход сброса которого подключен к входу сброса второго счетчика 13 и выходу переполнения первого счетчика 7, выход второго коммутатора 15 соединен со входом ключа 14, управляющий вход которого подключен к выходу второго триггера 12, выход ключа 14 соединен со входом второго счетчика 13.

Устройство работает следующим образом.

Протяженный ферромагнитный материал 3, двигаясь в магнитном поле (фиг.2а) перемагничивающей системы 1, перемагничивается по предельной петле гистерезиса (фиг.2б) . В области перемагничивающего с постоянным градиентом Н/ЫХ вЂ соп магнитного поля размешен блок 2 измерительных катушек, выполненный в виде набора отдельных секций, охватывающий ферромагнитный материал 3, размещенный по оси его движения так, что перекрывает область значения напряженности намагничивающего поля, включающую возможные значения коэрцитивной силы ферромагнитного материала 3. Одновременно ферромагнитный материал подмагничивается переменным магнитным полем, создаваемым подмагничивающей катушкой 4. Переменная составляющая магнитного потока наводит в отдельных секциях блока 2 измерительных катушек ЗДС (фиг.2в), величина которой зависит от значения напряженности постоянного внешнего магнитного поля и свойств ферромагнитного материала 3 в данной точке, С помощью генератора тактовых импульсов (ГТИ) 5 первого счетчика

7, преобразующего последовательность импульсов ГТИ 5 в параллельный код и первого коммутатора 6 производится циклический опрос каждой секции, сигнал с которой поступает на усилитель

9 и детектор 10. Сигнал огибающей (фиг.2г), получаемый с выхода детектора 10, соответствует скорости изменения магнитного потока при перемагничивании ферромагнитного объекта контроля по восходящей ветви предельного цикла. Экспериментально установлено, что максимальная скорость изме5 15256 нения магнитного потока при этом соответствует значению внешнего магнитного поля, равного по величине коэрцитивной силе объекта контроля. Коор-. дината Х, где величина внешнего поля

5 равна величине коэрцитивной силы материала, определяется методом двойного компарирования информационного сигнала с опорным и делением временного интервала между двумя совпадениями этих сигналов пополам.

С помощью порогового блока 11 формируется прямоугольный импульс, которым управляется второй коммутатор

15, причем порог срабатывания устанавливается таким, чтобы фронты импульса соответствовали моментам наиболее быстрого изменения сигнала огибающей. До срабатывания порогового 20 блока 11 импульсы на второй счетчик

13 через ключ 14 и второй коммутатор

l5 поступают непосредственно с генера тора 5 тактовых импульсов, а после срабатывания — через первый триггер 8 25 с уменьшенной вдвое частотой следования.

После окончания действия импульса второй коммутатор 15 переводится в исходное положение и одновременно сра-30 батывает второй триггер 12, который через ключ 14 блокирует. дальнейшее поступление счетных импульсов на второй счетчик 13 .

Учитывая постоянный градиент внеш- З него поля, постоянный шаг расположения отдельных секций блока 2 измерительных катушек, близкую к симметричной форму сигнала огибающей с выхода детектора lp, число импульсов, поступа- 40 ющих на второй счетчик 13 (фиг.2д) за один цикл опроса, пропорционально постоянной составляющей напряженности внешнего магнитного поля в той точке, где максимальная ЭДС отдельной секции 4 блока 2 измерительных катушек, т.е. соответствует величине коэрцитивной силы ферромагнитного материала 3.

По окончании цикла опроса блока 2 измерительных катушек на выходе перво-Sp го счетчика 7 появляется сигнал переполнения, который сбрасывает предыдущие состояния второго счетчика 13 и устанавливает второй триггер 12,кото-. рый открывает ключ 14, и процесс измерения повторяется.

43

Использование предлагаемого устрой-. ства позволяет быстро и с высокой точностью измерить коэрцитивную силу движущегося ферромагнитного материала и представить результат измерения в цифровой форме.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения коэрцитивной силы движущихся ферромагнитных материалов, содержащее перемагничивающую:систему с соосно размещенным внутри нее блоком измерительных катушек, усилитель, выход которого соединен с входом детектора, о т л и ч аю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено подмагничивающей катушкой, генератором тактовых импульсов, двумя коммутаторами, двумя счетчиками, двумя триггерами, пороговым блоком, источником переменного тока и ключом, блок измерительных катушек выполнен в виде и идентичных секций, расположенных на одинаковом расстоянии одна относительно другой, подмагничивающая катушка, выводы которой соединены с выходами источника переменного тока, размещена коаксиально с блоком измерительных катушек, при этом выходы каждой секции блока измерительных катушек соединены с соответствующими входами первого коммутатора, адресный вход которого соединен с информационным выходом первого счетчика, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входом первого триггера и первым входом второго коммутатора, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, выход первого коммутатора соединен с входом усилителя, выход детектора через пороговый блок подключен к управляющему входу второго коммутатора и входу второго триггера, вход сброса которого соединен с входом сброса второго счетчика и выходом переполнения первого счетчика, выход второго коммутатора подключен к входу ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера, выход ключа подключен к входу второго счетчика. (1525643 — = СОП5

Ых

Зетен

Unopot

Составитель С.Фоменко

fÐåäàêòoð А. Ревин Техред A. Êðàâ÷óê Корректор С.Черни

: аказ 7221/42 Тираж 714 Подписное (НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Йроизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101