Способ акустического контроля свойств ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для акустического контроля свойств ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повышение точности и производительности контроля за счет исключения операции ручной настройки частоты генератора на частоту образца. В испытуемом образце из контролируемого материала с помощью возбуждающей и приемной катушек, а также усилителей и цепи положительной обратной связи возбуждают упругие колебания на собственной резонансной частоте образца, по которой определяют скорость распространения ультразвуковых волн в образце и его длину. Автоколебательный процесс возбуждения периодически прерывают и по спаду свободно затухающих колебаний автоматически измеряют акустическую добротность материала, которая характеризует качество материала образца. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

ПХЕ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)5 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОИ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ .ГКНТ СССР

1 (21) 4424301/25-28 (22) 11.05.88 (46) 15.12,90. Бюл. )1 - 46 (71) Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством УНЦ

АН СССР (72) Н.А.Глухов и Ф.Ф.Фаткуллин (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 425100, кл. G 01 N 29/04, 14» 04. 71. (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для акустического контроля свойств ферромагнитных материалов. Цель изобретения — повьпнение

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может использо-. ваться для акустического контроля свойств ферромагнитных материалов, Цель изобретения — повьппение точности и производительности контроля за счет исключения операции ручной настройки частоты генератора на частоту образца.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для акустического контроля ферромагнитных материалов; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства; фиг.3-4 поясняют работу устройства. устройство для акустического контроля ферромагнитных материалов со2 точности и производительности конч роля эа счет исключения операции ручной настройки частоты генератора на частоту образца. В испытуемом образце из контролируемого материала с помощью возбуждающей и приемкой катушек, а также усилителей и цепи положительной обратной связи возбуж;; дают упругие колебания на собственной резонансной частоте образца, по которой определяют скорость распространения ультразвуковых волн в образце и его длину. Автоколебательный процесс возбуждения периодически прерывают и по спаду свободно затухающих колебаний автоматически измеряют акустическую добротность материала, которая характеризует качество материала образца. 2 с.п, ф-лы, 4 ил. держит электронный ключ 1, соединенный с его выходом усилитель 2 и подключенную к нему катушку 3 возбуждения, предназначенную для размещения на образце 4 иэ контролируемого ферромагнитного материала, приемную катушку 5, также предназначенную для размещения на образце 4, подключенный к приемной катушке 5 усилитель-формирователь 6 выход которого подключен к входу электронного ключа 1.

Устройство содержит также формирователь 7 низкочастотной огибающей, подключенный к выходу усилителя-формирователя 6, и двухуровневую схе1613945

50 му 8 сравнения, подключенную нходом к выходу формирователя 7, а выходомк управляющему входу электронного ключа 1, второй выход которого подключен к счетчику 9 импульсов. Вто5 рой выход усилителя-формирователя 6 соединен, с входом электронного ключа 1 и входом частотомера 10, Способ акустического контроля свойств ферромагнитных материалов осуществляется следующим образом.

Катушку 3 возбуждения и приемную катушку 5 размещают на образце 4 из контролируемого материала. Образец размещают в постоянном магнитном поле с напряженностью Н (источник поля не показан).

В момент включения питания в результате переходных процессов в выходных цепях усилителя 2 возникает ненормируемый импульс тока, который, проходя через катушку 3 возбуждения и взаимодействуя с постоянным магнитным полем Н, вызывает начальное 25 магнитострикционное возбуждение образца в широком спектре частот.

Однако, в силу резонансных свойств магнитострикционных вибраторов преобладающими как энергетически наи30 более выгодные являются колебания с длиной волны, соответствующей удвоенной длине образца. В результате магнитбупругorо эффекта в приемной катушке 5, охватывающей колеблющийся образец, наводятся электрические сигналы с частотой полуволнового резонанса образца, которые через усилитель-формиро" ватель 6 и далее через открытый ,электронный ключ 1 поступают на вход усилителя 2. Таким образом организуется положительная обратная связь, поддерживающая автоколебательный процесс нарастания тока возбуждения в катушке 3 до момента размыкания электронного ключа 1 выходным сигналом схемы 8 сравнения, на вход которой поступает сигнал с выхода усилителя-формирователя 6 (фиг.2а), продетектированный и отфильтрованный формирователем 7 низкочастотной огибающей (фиг.2б).

При достижении этим сигналом заданной .амплитуды схема сравнения вырабатывает сигнал логического уровня для переключения электронного ключа

1 (фнг.2в). Электронный ключ 1 размыкает цепь обратной связи, перерывая тем самым автоколебательный процесс, и подключает к выходу усилителя-формирователя счетчик 9 импульсов, который регистрирует усиленные и сформированные сигналы приемной катушки 5, вызванные только, свободно затухающими ультразвуковыми колебаниями образца 4 (фиг.2а,д, участок

ХТ). Определяют спад свободно затухающих колебаний и по нему акустическую добротность, величина которой характеризует качество материала образца. Когда амплитуда свободно затухающих колебаний спадает до зна-, чения в 1 раз меньшего своего максимального уровня, схема 8 сравнения, анализирующая уровень низкочастотной огибающей, вновь формирует логический сигнал для переключения электронного ключа (фиг.2а,б,в).

Счет затухающих колебаний прекращается, частотомер 10 фиксирует резонансную частоту образца, по которой определяют скорость распространения ультразвуковых волн в образце и его длину.

Формула изобретения

1.Способ акустического контроля свойств ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что в образце из контролируемого материала взаимодействием постоянного и переменного магнитных полей возбуждают акустические колебания, измеряют резонансные характеристики и используют их для определения контролируемых свойств материала, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, ультразвуковые колебания возбуждают в автоколебательном режиме на собственной резонансной частоте образца, по которой определяют скорость распространения ультразвуковых волн в образце, автоколебательный режим возбужпения периодически прерывают и за это время по спаду свободных затухающих колебаний измеряют акустическую добротность и по ее величине определяют качество материала образца.

2.Устройство для акустического контроля свойств ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные электронный ключ, усн.5 1б i 3945 6 литель и катушку возбуждения, после- усилителя и входом двухуровневой довательно соединенные приемную ка- схемы сравнения, второй усилитель тушку и второй усилитель, двухуров.— выполнен в виде усилителя-формированевую схему сравнения и счетчик им- теля, выход двухуровневой схемы пульсов, о т л и ч а ю щ е е с я 5 сравнения .соединен с управляющим тем,. что, с целью повышения точнос- входом электронного ключа, второй ти и производительности контроля, выход которого подключен к счетчику оно снабжено частотомером и форми- импульсов, а второй выход второго рователем низко частотной огибающей, 1О усилителя соединен с входом электронвключенным между выходом второго ного ключа и частотомером.

1613945

Ф

106 Aux

Составитель И. Кесоян

Редактор Т.Парфенова Техред М.Дидыкi Корректор Т.Малец

Заказ 3890 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

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