Устройство для контроля ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля поверхностных слоев ферромагнитных изделий. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет компенсации влияния воздушного зазора между контролируемым изделием и индукционным преобразователем. Ток от источника 1 переменного тока, протекая по намагничивающей обмотке индукционного преобразователя 2, создает переменный магнитный поток, замыкающийся через контролируемый участок изделия. Вследствие перемагничивания последнего в измерительной обмотке 10 индукционного преобразователя 2 индуцируется ЭДС скачков Баркгаузена, которая усиливается усилителем 3, детектируется детектором 5 и поступает на индикатор 7, по показаниям которого делают выводы о качестве контролируемого изделия. Выходные сигналы с измерительных обмоток 10 и 11 поступают на двухканальный усилитель 4, далее на двухканальный детектор 6, выходные сигналы которого поступают в блок 8 формирования управляющего сигнала, формирующего управляемый сигнал, изменяющий коэффициент усиления усилителя 3. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1612 (51)5 G 01 N 27/83

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ MOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4492049/25-28 (22) 10. 10.88 (46) 07. 12. 90. Бюл. № 45 (71) Ижевский механический институт (72) В. К. Барсуков, А. А. утин, О. P. Белобородов и В. Н. Черных (53) 620.179.14(088.8) (56) Структуроскоп магнитный NC-20Б.

Паспорт и техническое описание. Ижевск:

Ижевский механический институт, 1986 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля поверхностных слоев ферромагнитных изделий. Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет компенсации влияния воздушного зазора между контролируемым изделием и индукционным преобразователем. Ток от источника f переменГ

2 ного тока, протекая по намагничивающей обмотке индукционного преобразователя 2, создает переменный магнитный поток, замыкающийся через контролируемый участок изделия. Вследствие певемагничивания последнего в измерительной обмотке индукционного преобразователя 2 индуцируется ЭДС скачков Баркгаузена, которая усиливается усилителем 3, детектируется детектором 5 и поступает на индикатор 7, по показаниям которого делают выводы g качестве контролируемого изделия. Выходные сигналы с измерительных обмоток поступают на двухканальный усилитель 4, далее на двухканальный детектор 6, выходные сигналы которого поступают в блок 8 формирования управляющего сигнала, формирующего óïравляемый сигнал, изменяющий коэффициент усиления усилителя 3. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1612250

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества и может быть использовано в приборах для контроля свойств поверхнг тных слоев ферромагнитных материалов и изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет компенсации влияния воздушного зазора межпу, контролируемым изделием и индукцион ным преобразователем.

На фиг. 1 показана блок-схема уст, ройства; на фиг. 2 — графики, поясня ющие принцип его действия; на фиг. 3—

f5 конструкция индукционного преобразовав теля.

Устройство для контроля ферромаг нитных иэделий содержит источник 1 переменного тока, индукционный преобразователь 2, усилитель 3, двухканапьный усилитель 4, детектор 5, двухканальный детектор 6, индикатор 7 и блок 8 формирования управляющего сигнала. На фиг. 1 обозначены также W <, 25

Ы, W — намагничивающая, измерительная и дополнительная измерительная обмотки индукционного преобразователя 2 соответственно. Источник 1 переменного тока, индукционный преобразователь 30

2, усилитель 3, детектор 5, индикатор 7 соединены последовательно, Первый вход двухканального усилителя 4 соединен с измерительной ббмоткой V индукционного преобразователя 2, к вто- 35 рому входу подключена дополнительная измерительная обмотка W а входы, двухканального детектора 6 соединены с выходами двухканального усилителя 4.

Входы блока 8 формирования управляю- 40 щего сигнала соединены с выходами двухканального детектора 6, а выход блока 8 соединен с управляющим входом усилителя 3.

Индукционный преобразователь

45 (фиг - 3) содержит намагничивающую

9, измерительную 10 и дополнительную

11 измерительную обмотки (соответственно 1 !» 1 г и 1 з » фи провод 12 и ферритовый сердечник 13, 50 помещенный внутрь обмотки 11, кроме ,того, показан контролируемый участок

1 4 изделия.

Устройство работает следующим образом. )5

Ток от источника 1 (фиг. 1), протекая по обмотке 11! индукционного преобразователя 2, создает переменный магнитный поток, замыкающиися через контролируемый участок изделия. Вслед= ствие перемагничива.ия последнего в измерительной обмотке W индукционного преобразователя 2 индуцируется ЭДС скачков Баркгаузена, которая усиливается усилителем 3, детектируется детектором 5 и далее поступает на индикатор 7. По показаниям индикатора делают выводы о качестве контролируемого изделия. При наличии зазора между индукционным преобразователем и контролируемым изделием величина ЭДС с обмотки V, уменьшается за счет умень» шения потокосцепления витков обмотки

W с полями рассеяния скачков Баркгаузена.

Компенсация влияния зазора между индукционным преобразователем и изделием состоит в следующем. Индукционный преобразователь 2 (фиг. 1) снабжен дополнительной измерительной обмоткой W . Выходные сигналы с обмоток

W, и W, поступают на двухканальный усилитель 4, далее на входы двухканального детектора 6, выходные сигналы которого поступают в блок 8 формирования управляющего сигнала. Выходной сигнал блока 8 поступает на управляющий вход усилителя 3, изменяя соответствующим образом коэффициент усиления последнего.

Сигналы, снимаемые с обмоток Иг и имеют практически одинаковые характеристики, однако величины этих сигналов различным образом зависят от зазора. На фиг. 2 показаны зависи.мости напряжения сигналов с указанных обмоток от зазора !S (U †. для обмотки

Иг, U — для обмотки Wг). Из фиг. 2 видно, что крутизна зависимостей различна. Это достигается за счет соответствующего выбора конструктивных параметров обмоток W u W . Наиболее критичным параметром является площадь поперечного сечения обмоток.

Обмотки 10 и 11 расположены коаксиально, и ферритовый сердечник 13 . дополнительно увеличивает крутизну зависимости сигнала с обмотки 11 от зазора. Непринципиально, какую из обмоток 10 и 11 использовать в качестве дополнительной. Однако целесообразно использовать обмотку 11, так как при этом диапазон изменения величины сигнала от зазора для основной измерительной обмотки 10 меньше, поэтому и коэффициент усиления усили16122зО теля 3 (Аиг. 1) нужно менять в меньшем диапазоне.

Отношение площадей поперечного сечения обмоток 10 и 11 (фиг. 3) целесо5 образно выбирать в пределах 4-10. При меньшем отношении заметно ухудшается точность компенсации влияния зазора, поскольку крутизна зависимостей U и

U, (фиг. 2) почти одинакова. При боль-10 шем отношении либо усложняется конструкция индукционного преобразователя, либо возрастают габариты его за счет увеличения размеров обмотки 10, Управляющий сигнал, изменяющий коэффициент усиления усилителя 3, Аормируется следующим образом (фиг. 1).

Из характера изменения напряжений сигналов Ц и U от зазора следует, что одновременно с зазором меняется как 20 разность, так и отношение этих напряжений.

Пусть в качестве управляющего сигнала используется разность ДП = U

-U (Аиг. 2), при этом зазору, соот- 25 ветствует величина I U = U,, — U a

I (I P зазору g, - PU = U, — U, . Поскольку для величин зазоров II = -0-0,2 мм зависимости напряжений V< и U от зазора g можно считать линейными, опреде- 30 ляют управляющее напряжение с выхода блока 8 (фиг. 1): и „= U,(I5 ) — U, Я) = (ь,— —. г) (h k II) ) (1)

)где Ь, Ь, k< и k, — некоторые постоянные.

В данном случае блок 8 целесос:браз-но выполнить в виде дифференциального усилителя. Достоинство такой реализа- 40 ции блока 8 — прямо пропорциональная зависимость между величиной зазора и управляющим напряжением, как это следует из формулы (1). Недостаток - под. верженность управляющего напряжения

Uy p(3) воздействию магнитных свойств контролируемого изделия, так как при изменении напряжений П и U обусловленных свойствами контролируемого изделия сигнал 13 ) р () не Остается 50

ПОСТОЯННЫМ, В случае использования в качестве управляющего сигнала отношения напряжений U1 и U аналогично выражению (1) для малых зазоров можн ) получить управляющее напряжение в в) де

Для реализации указанного способа формирования управляющего сигнала необходимо блок 8 (фиг. 1) выполнить в виде аналогового делителя. Достоинство подобной реализации блока 8 - малая чувствительность управляющего на пряжения к изменению свойств контролируемого изделия. Объясняется это тем, что сигналы U1 и U меняются почти в равной пропорции, как это следует из выражения (2). Недостатокнелинейная зависимо ть управляющего сигнала U (f) от зазора.

Выбор той или иной реализации блока .8 зависит от конкретного назначения устройства и от свойств контролируемого изделия. Например, точный ана . логовый делитель значительно сложнее и дороже дифАеренциального усилителя, однако, он позволяет в ряде случаев более точно компенсировать влияние зазора.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется компенсация влияния зазора между индукционным преобразователем и контролируемым изделием, что позволяет повысить достоверность контроля материалов и изделий, имеющих неплоскую или загрязненную.поверхность. Кроме того, становится возможным контроль при наличии на поверхности изделия лакокрасочного покрытия, Формула изобретения

1. Устройство для контроля Аерромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник переменного тока, индукционный преобразователь с намагничивающей и измерительной обмотками, усилитель, детектор и индикатор, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью Повышения достоверности контроля, Оно снабжено последовательно соединенными двухканальным усилителем, двухканальным детектором и блоком формирования управляющего сигнала, выходом соединенным с вторым входом усилителя, а индукционный преобразователь выполнен с дополнительной измерительной обмоткой, коаксиально установленной с основной измерительной обмоткой, i çìåðèòåëüíûå с)бмоткн соответственно соединены с входами двухканального усилителя.

2. Устройство по и. 1. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок Аормнрования управляющего сигнала выпол1612250 нен в виде дифференциального усилите-, ли ° о, Составитель Л. Крюкова

Редактор И. Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор M. Пожо

Заказ 3828 Тираж 512 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3 ° Устройство по пв 2 у о т л и 5 ч а ю щ е е с я тем, что блок Аормирования управляющего сигнала выполнен в виде аналогового делителя.

4.. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что отношение площадей поперечного сечения измерительных обмоток лежит в пределах 4-10,