Способ контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий методом регистрации магнитных шумов и может быть использовано в промышленности при анализе качества ферромагнитных изделий. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет получения дополнительной информации при импульсном намагничивании контролируемого изделия. Первоначально осуществляется обучающий цикл, при котором в измерительный преобразователь 4 устанавливается эталонный образец со средними физико-механическими свойствами, а в измерительный преобразователь 3-последовательный ряд образцов с заданными свойствами. При этом регистрируются как параметры скачков Баркгаузена с помощью узла 12 измерения параметров магнитных шумов, так и параметры петель перемагничивания. По совокупности набранной статистики осуществляется контроль изделий путем сравнения их характеристик с полученными значениями. 1 ил., 2 с.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов н изделий методом регистрации магнитных шумов и может быть использовано в промышленности при анализе качества ферромагнитных изделий. целью изобретения является повышение точности контроля за счет получения дополнительной информации при импульсном намагничивании контролируемого изделия, Первоначально осуществляется

- обучающий цикл, при котором в измерительный преобразователь 4 устанавливается эталонный образец со средними физико-мехаж ческими свойствами, а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4309929/25-28 (22) 16.07.87 (46) ЭО ° 12.89, Бюл. Р 48 (71) Краснодарский политехнический институт (72) В,М,Возмитель, А.H,Плахотнюк, Г. Н, Олифиренко, Т.И. 1рошка и В.II.Êóðèëîâ (53} 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

bl - 978029, кл . О 01 N 27/90, 1980 ° (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАННЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУД1ЕСТВЛЕНИЯ

„.,Я0„„3 532863 А1

1532863 в измерительный преобразователь 3— последоватепьньгй ряд образцов с заданными свойствами. При этом регистрируются как параметры скачков Баркгаузена с помощью узла 12 измерения параметров магнйтных шумов, так и

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий методом. регистрации магнитных шумов и может быть использовано в промышленности при анализе качества ферромагнитных изделий.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет получения дополнительной информации при импульсном намагничивании контролируемого изделия.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующая данный способ. 25

Устройство содержит последовательно соединенные контроллер 1 тока намагничивания, блок 2 намагничивания, измерительные преобразователи 3 и 4, аналоговый коммутатор 5, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 6 и входной порт 7.

В состав устройства входят также. центральная системная шина 8, к которой подключены контроллер 1 тока на 35 магничивания и входной порт 7, и микро3ВМ 9, соединенная с центральной

1 системной шиной 8, Кроме того устройство содержит по1 следовательно соединенные блок 10 свя-4р эи, подключенный к центральной системной шине 8, и цифровой фильтр 11, узел 12 измерения параметров магнитных шумов, вход которого подключен к выходу аналогового коммутатора 5, и 45 блок 13 управления и синхронизации, входы которого подключены к центральной системной шине 8 и выходу цифрового фильтра 11, а выходы соединены с входами управления аналогового ком- 5 мутатора 5, АЦП 6, входного порта 7 и блока 10 связи.

Цифровой фильтр 11 содержит системную шину — 14, к которой подключен выход входного порта 7, являющуюся выходом цифрового фильтра 11, блок 15 основной памяти и два блока

16, 17 буферной памяти адресной час— ти сообщений, подключенные к системпараметры петель перемагниЧивания.

По совокупности набранной статистики осуществляется контроль изделий путем сравнения их характеристик с полученными значениями ° 1 ил., 2 с. п.ф-лы, ной шине 14, ведущий и ведомый микропроцессоры 18 и 19, выходы которых подключены соответственно к блокам 16 и 17 буферной памяти адреаной части сообщений, два блока 20 и 21 буферной памяти управляющих слов, два блока 22, 23 буферной памяти входной информации два блока 24, 25 буферной памяти выходной информации вклоченные соответственно между системной шиной 14 и ведущим или ведомьм микропроцессорами 18, 19 и шинный адаптер

26, включенный между системной шиной

l4 и ведущим. и ведомьи микропроцессорами 18 19

Узел 12 измерения параметров магнитных шумов содержит последовательно соединенные фильтр 27 верхних частот, вход которого является входом узла 2 измерения параметров магнитных шумов, блок 28 коммутации, изме-. ритель 29 количества скачков и блок

30 буферной памяти, подключенный к центральной системной шине 8, последовательно соединенные блок 31 согласования, вход которого подключен к выходу блока 28 коммутации, смеситель

32, кварцевый филь-.ð 33, детектор 34 средних значений, AUII 35 и блок 36 буферной памяти, подключенный к центральной системной шине 8, и последовательно соединенные измеритель 37 периода наличия магнитных шумов, подключенный к выходам блока 13 управления и синхронизации и фильтра 27 верхних частот, блок 38 управления кратностью, выход которого подключен к второму входу блока 28 коммутации, генератор 39 пилообразного напряже" ния, второй вход которого подключен к выходу измерителя 37 периода наличия магнитных шумов, и управляемый генератор 40, выход которого соединен с вторьм входом смесителя 32.

При реализации данного способа контролируемое изделие (на чертеже не показано) перемат ничивают гармонически изменяющимся магнитньм полем

1532863 ков Баркгаузена выполняет измеритель

29 количества скачков, передающий полученное значение через блок 30 буферной памяти на центральную системную шину 8.

Измерение спектрального состава магнитных шумов осуществляется следующим образом. а- Информационный сигнал через блок

31 согласования поступает на смеситель 32, на второй вход которого поступает опорная частота от управляемого генератора 40, значение которой изменяется с помощью генератора 39 пилообразного напряжения. Кварцевый фильтр 33 выделяет спектральные составляющие, которые после детектирования в детекторе 34 средних значе20 ний преобразуются в цифровой код АЦП

35 и через блок 36 буферной памяти поступают на центральную системную шину 8. о- Для ускорения операции обучения

25 используются цифровой фильтр 1 I p KQ торый через блок 10 связи получает информацию от микроЭВМ,9. Обращение блоков цифрового фильтра 11 к системной и шине 14 осуществляется с помощью шин30 ного адаптера 26, который определяет . приоритет доступа к ресурсам. Обмен информацией между цифровым фильтром и микроЭВМ 9 осуществляется через блоки 16, 17 буферной памяти адресной части сообщения, блоки 20, 21 буферной памяти управляющих слов и блоки 22-25 буферной памяти входной и выходной информации.

I в предельном направлении, выделяют спектральные составляющие полученной огибающей путем измерения для каждого значения возбуждакщего тока нор мированных по его амплитуде мгновенных значений огибающей, измеряют зна чения намагничивающего тока, соответ ствующие точкам "излома" кривой намагничивания объекта контроля для сл ! бых и сильных полей зондирования, а затем намагничивают изделие в импуль сном режиме согласно полученным значениям магнитных полей для точек "из лома", регистрируют вклады, вносимые в информационный сигнал составляющих магнитное поле — действие и одновременно регистрируют параметры магнитных шумов, возникающих в этом режиме. Согласно полученной при этом информации делается вывод о соответствующих механических свойствах контролируемого изделия.

Устройство, реализующее данный сп соб, работает следующим образом, Первоначально проводится цикл обу чения на выборке образцов контролиру емых иэделий. При этом сменные образ цы помещают поочередно в измерительны преобразователь 3, а в измерительный преобразователь 4 помещают эталонное изделие со средними значениями физико механических свойств. При этом величина намагничивающего тока задается контроллером 1 тока намагничивания и формируется блоком 2 намагничивания.

Полученная информация поступает че рез аналоговый коммутатор 5 и АЦП 6 на входной порт 7 и через центральную системную шину 8 — в микроЭВМ 9.

Переключением всех блоков управляет блок 13 управления и синхронизации.

В микроЭВМ 9 осуществляется обработ» ка полученной информации, нормировка по текущим значениям намагничивающего тока и вычисление спектральных сос" тавляющих.

При регистрации магнитных шумов фильтр 27 выделяет их из полного спектра. При этом измеритель 37 наличия магнитных шумов в режиме обучения регистрирует временной интервал наличия шумов и соответствующие им значения намагничивающего поля. Одновременно информация поступает на блок

38 управления кратностью, который коммутирует блок 28 коммутации, pasделяя исходную информацию на два нап-, равления. Измерение количества скачОбработка полученной информации, записанной в оперативной части блока 15 основной памяти, осуществляется ведущим и ведОмым микропроцессорами 18 и 19 но алгоритмам, записанным в постоянной части блока 15 оперативной памяти.

После окончания процесса обучения зарегистрированные сигналы запоминаются и устройство переводится в режим контроля, осуществляемый аналогично процессу обучения, Формула изобретения

1. Способ контроля физико-механичес.ких параметров ферромагнитных изде.—

55 лий, заключающийся в том, что на контролируемое изделие воздействуют гармоническим электромагнитным полем в

1532863

45

55 продсйьном направлении и регистрируют--спектральные составляющие функций Уолша сигнала отклика, по совокупности которых судят о физико-механических параметрах контролируемого

5 изделия, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, регистрируют процесс намагни, чивания, изменение форм и петель маг- 10 нитного гистереэиса на различных ло,, кальных интервалах при изменении ам" плитуд магнитного поля от нуля до

150 кА/м, интенсивности скачков Баркгаузвна на Различных интервалах ана- 15, лнза и значения напряженности магнит; .ных нолей, соответствующие точкам ! !1 излома" основной кривой намагничивания контролируемого изделия в области

1 слабых и сильных полей, вводят режим 20 импульсного намагничивания, при кото, Ром амплитудные значения магнитных, полей устанавливают соответственно !

\ численно равными измеренным значе-, ниям напряженности магнитнйх полей 25 ! для точек "излома" и регистрируют экспоненциальные составляющие сигнала отклика, отражающие эффекты маг-. нитного последействия в объекте кон троля, по которым определяют фазовый . ;состав материала контролируемого иэделия, а по совокупности указанных информативных составляющих судят о прочностных свойствах упрочиенного слоя и сердцевины контролируемого изделия. 35

2. Устройство контроля физико-механических параметров ферромагнит, ных иэделий, содержащее последовательно соединенные контроллер тока намагничивания, блок намагничивания, измерительный преобразователь, аналоговый коммутатор и аналогоцифровой преобразователь, микроЗДМ с центральной системной шиной, к которой под, ключен вход контроллера тока намагничивания, и блок управления и синхро.низации выходы которого соединены с управляющими входами аналогового коммутатора и аналого-цифровог преобразователя, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено вторым измерительным преобразователем, включенным между выходом блока намагничивания и входом аналогового коммутатора, входным портом, входы которого подключены к аналого-цифровому преобразователю и блоку управления и синхронизации, а выход подключен к центральной системной шине, последовательно соединенными блоком связи, подключенным к центральной системной шине и блоку управления и синхронизации, и цифровым фильтром, состоящим иэ системной шины, подключенной к выходному порту, блоку связи и блоку управления и синхронизации, блока основной памяти и двух блоков буферной памяти адресной части сообще" ния, подключенных к системной шине, ведущего и ведомого микропроцессоров, выходы которых подключены соответственно к блокам буферной памяти адресной части сообщений, двух блоков буферной памяти управляющих слов, двух блоков буферной памяти входной информации, двух блоков буферной памяти выходной информации, включенных соответственно между системной шиной и ведущим или ведомым микропроцессорами и шинного адаптера, вклю-. ченного между системной и!иной и ведущим и ведомым микропроцессорами, и узлом измерения параметров магнитных шумов, состоящим иэ последовательно соединенных фильтра верхних частот, вход которого соединен с выходом аналогового коммутатора, блока коммутации измерителя количества скачков и блока буферной памяти, подключенного к центральной системной шине, последовательно соединенных блока согласования, подключенного к выходу блока коммутации, сме- сителя, кварцевого фильтра, детектора средних значений, второго аналого-цифрового преобразователя и второго блока буферной памяти, подключенного к центральной системной шине, и последовательно соединенных измерителя периода наличия магнитных шумов, подключенного к выходам блока управления и синхронизации и фильтра верхних частот, блока управления кратностью, выход которого подключен к второму входу блока коммутации, генератора пилообразного напряжения, второй вход которого подключен к выходу измерителя периода наличия магнитных шумов, и управляемого генератора, выход которого соединен с вторым входом смесителя °