Способ электромагнитного контроля физико-механических параметров движущегося ферромагнитного материала

 

Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов и может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства. Изобретение позволяет повысить точность и расширить динамический диапазон измерений. Для этого, при втором и последующих измерениях максимальные значения градиентов напряженности поля от намагниченных участков измеряют в присутствии компенсирующих магнитных полей, зафиксированных для предыдущего намагниченного участка, запоминают измеренные значения, в промежутке времени между прохождением намагниченных участков создают с двух сторон движущегося ферромагнитного материала дополнительные магнитные поля, сравнивают градиенты напряженностей от суммы компенсирующего и дополнительного полей с хранящимися в памяти значениями и при их равенстве фиксируют значения дополнительных магнитных полей, а о физико-механических свойствах материала судят по усредненному значению (среднему арифметическому или среднему геометрическому) градиентов напряженности дополнительных магнитных полей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 152756 А1 (5)) 4 G 01 N 27/87

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4342)42/25-28 (22) 14.12.87 (46) 07.12.89. Бюл . И> 45 (71) Институт прикладной физики АН

БССР (72) В.Ф.Матюк (53) 620.179.14(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 974242, кл . G 01 N 27/87, 1 980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1) 09625, кл . С 01 N 27/87, 1 982 . (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИ(ПАРАМЕТРОВ

ДВИЖУЩЕГОСЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов и может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в потоке произ— водства. Изобретение позволяет повысить точность и расширить динамичеИзобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов и, в частности, может быть использовано для нераэрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства .

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений за счет устранения нелинейности и неоднозначности характеристик магниточувствительных элементов. ский диапазон измерений. Для этого при втором и последующих измерениях максимальные з (ачения градиентов напряженности. поля от намагниченных участков измеряют в присутствии компенсирующих магнитных полей, зафиксированных для предыдущего намагниченного участка, запоминают. измеренные значения, в промежутке: времени между прохождением намагниченных участков создают с двух сторон движущегося ферромагнитного материала дополнительные магнитные поля, сравнивают градиенты напряженностей от суммы компенсирующего и дополнительного полей с хранящимися в памяти значениями и при их равенстве фиксируют значения дополнительных магнитных полей, а о физико-механических свойствах материала судят по усредненному значению (среднему арифметическому ипи среднему геометрическому) градиентов напряженности дополнительных магнитных полей, 2 ил, На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 характеристика феррозондового измерителя градиента напряженности магнитного поля.

Устройство состоит из двух соосных встречно включенных соленоидов

1 и 2, расположенных с двух сторон ферромагнитного материала 3 и подключенных к генератору 4 импульсов тока, двух магниточувствительных эле—

1527567

40 ментов 5 и 6, подсоединенных через измерительные блоки 7 и 8 к входам пиковых детекторов 9 и 10 и компараторов 11 и 12, вторые входы которых ,подсоединены к выходам пиконых детекторов 9 и 10 соответственно. Выходы компараторон 11 и 12 подсоединены к управляющим входам источников

13,14 и 15,16 тока соответственно.

Выходы источников 13 и 14 тока подсоединены к компенсирующей катушке

17 через коммутатор 18, а источники

15 и 16 тока подсоединены к компенсирующей катушке 19 через коммутатор 20. Второй выход генератора 4 импульсон тока подсоединен к установочным входам пиковых детекторов

9 и 10 и через триггер 21 к вторым управляющим входам источников 13-16 тока. Выходы коммутаторов соединены с входами блока 22 усреднения, подключенного к индикатору 23, а их управляющие входы — с выходами триггера 21. 25

Способ реализуется следующим образом.

Включают генератор 4 импульсов тока, формирующий периодически следующие импульсы тока, которые, прохо- 30 дя через намагничивающие соленоиды

1 и 2, локально намагничивают движущийся ферромагнитный материал 3.

Намагниченный участок 24 ферромагнитного материала 3, проходя мимо

35 магниточувствительнь:х элементов 5 и 6, наводит в них сигналы, пропорциональные величине градиентов на- . пряженности намагниченных участков

24 с двух сторон ферромагнитного материала 3. Эти сигналы измеряют с помощью блоков 7 и 8 измерения. Максимальные значения сигналов фиксируют пиковые детекторы 9 и 10. По окончании первого намагничивающего импульса4пиковые детекторы 9 и 10 и источники

13 и 15 тока устанавливают в исходное состояние. После прохождения первого намагниченного участка 24 мимо магниточувстнительных элементов, 5 и 6 пиковые детекторы 9 н 10 фиксируют максимальные значения их градиентов, а компараторы 11 и 12 запускают источники 13 и 15 тока соответственно.

Источники 14 и 16 тока заблокированы

55 сигналом триггера 21. Компенсирующие катушки 17 н 19, подключенные через коммутаторы 18 и 20 к источникам 13 и 15 тока соответственно, создают компенсирующие поля, наводящие соответствующиее сигналы в магниточувстнительных элементах 5 и 6. Измеренные сигналы в каждом канале сравнивают с запомненными ранее значениями. При равенстве этих величин срабатывает компаратор !l или 12, блокирующий соответстнукщий источник

13 или 15 тока (или оба одновременно). При этом фиксируют значение токов источников 13 и 15 тока, а следонательно, и создаваемые ими компенсирующие поля.

После окончания следующего намагничивающего импульса пиковые детекторы 9 и 10 устанавливают н исходное состояние, источники 13 и 15 тока блокируют сигналом с триггера, 21, а источники 14 и !6 тока раэблокировынают. После прохождения второго намагниченного участка 24 мимо магниточувстнительных элементов 5 и 6 пиковые детекторы 9 и 10 фиксируют разницу н градиентах от намагниченного участка 24 и фиксированных компенсирующих полей, создаваемых компенсирующими катушками 17 и 19. При этом компараторы 11 и 12 разблокиронывакт источники 14 и 16 тока, которвее формируют токи через компенсирующие катушки 17 и 19, создак пие дополнительные поля в полярности, совпадающей с полярностью поля намагниченного участка. При этом на магниточунстнительные элементы 5 и 6 действуют одновременно фиксированные компенсирующие магнитные поля от источников 13 и 15 тока и дополнительные магнитные поля от источников

l4 и 16 тока. При равенстве градиентон этих суммарных магнитных полей, создаваемых компенсирукщими катушками !7 и !9 соответственно эначенчям градиентов, зафиксированных пиковыми детекторами 9 и 10, компараторы ll и 12 блокируют источники 14 и 16 тока.

После окончания следующего намагничинак щего импульса источники 13 и

15 тока устанавливают н исходное состояние, а источники 14 и 16 тока посредством коммутаторов !8 и 20 меняют полярность подключения к компенсирук|щим катушкам 17 и 19. Блоком

22 усреднения измеряют среднее значение от градиентов полей созданаеФ мых компенсирующими катушками 17 и

l 9. питаемыми при этом источниками

1527567

Формула ные поля

25

30 материала, 40

50

14 и 16 тока, с двух сторон контролируемого материала 3, которое регистрируют индикатором 23. При прохождении следующего намагниченного участка 24 мимо магниточувствительных элементов 5 и 6 источники 14 и 16 тока создают компенсирующие поля, а источники 13 и 15 тока — дополнительДля того, чтобы магниточувствительные элементы в момент измерения находились в поле с небольшим градиентом, необходимо, чтобы (после второг о намагничивакщего импульса) попе от намагниченного участка и компенсирующее поле имели разную полярность (магниточувствительные элементы иэ— меряют максимальную разность этих полей). Дополнительное поле с компенсирующим полем по той же причине должно иметь противоположную полярность, По усредненному значению градиентов

g.,ополнительных магнитных полей, сфор— мированных с двух сторон ферромагнитного материала, которое при этом соответствует градиенту напряженности поля от намагниченного участка, судят о изино-механических свойствах

Таким образом, дополнительное магнитное поле совпадает по величине и знаку с полем от намагниченного участ35 ка. Чтобы в следующем цикле обеспечить минимальную разность между компенсационным полем и полем намагниченного участка, а также между компенсационным полем и дополнительным полем (если мь1 хотим, чтобы магнито— чувствительные элементы работали в нач,-..льлой области), необходимо в следукщем цикле измерения поменять полярность дополнительного магнитного поля (сделать его компенсационным), а компенсационное (предварительно сбросив его до нуля) сделать дополнительным, и так их чередовать от цикла к циклу, начиная с второго измерения. и з о б р е т е и и я

Гпособ электромагнитного контроля физико-механических параметров движущегося ферромагнитного материала, заключающийся в том, что движущийся ферромагнитный материал намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями, измеряют и запоминают максимальные значения градиентов напряженности поля с двух сторон намагниченного участка, формируют возрастающие компенсирующие магнитные поля с двух сторон ферромагнитного материала, измеряют и сравнивают их градиенты с максимальными значениями градиентов напряженности поля намагниченного участка, при равенстве которых фиксируют величины компенсирующих магнитных полей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с цеJIhIo повьппеиия точности и расщирения диапазона измерений, при втором и последующих измерениях максимальные значения градиентов напряженности поля намагниченных участков измеряют при наличии компенсирующих магнитHbIx полей, зафиксированных для предыдущего намагниченного участка, и запоминают измеренные значения, создают с двух сторон движущегося ферромагнитного материала дополнительные магнитные поля, полярность которых противоположна полярнос1и компенсирующих магнитных полей, измеряют градиенты напряженностей от суммы компенсирующего и дополнительного магнитных полей, сравнивают их с запомненными значениями и при их равенстве фиксируют значения градиентов дополнительных магнитных полей, от измерения к измерению меняют полярности компенсирующих и дополнительных магнитных полей, при этом компенсирующее поле становится дополнительным и наоборот, а о физикомеханических параметрах материала судят по усредненному значению градиентов напряженности дополнительных магнитных полей.

1527567

gluz.1

Cb 4 z,m8 м 3

I lj

o+5 Я абоп ы (реррозонда г 6 чнт-,Л/

Градиент напряженнасп и ка нитнаааполя

VL/е 2

Составитель И. Рекунова

Редактор О. Ррковецкая Техред g.äèäûê

Корректор Н.Король

Заказ 7505/49 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 0

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Га арина, 101