Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя деталей

 

Изобретение касается контроля приповерхностного слоя и выявления дефектов вида, например, прижоговых пятен, возникающих при жесткой шлифовке поверхностей стальных (ферромагнитных) деталей, по регистрации изменения магнитного поля в них. Цель изобретения - повышение чувствительности и оперативности контроля поверхностного слоя деталей, подвергающихся шлифовке, для выявления прижоговых пятен. Градиентометр содержит датчик 1, генератор 2 тока, согласующий трансформатор 3, резонансный усилитель 4, фазовый детектор 5, генератор 6 опорной частоты и блок 7 сканирования. Введение в известное устройство интегратора 8, делителя 9 частоты, усилителя 10 тока, блока 11 памяти и монитора 12 и выполнение датчика 1 в виде пленки 13 из высокотемпературного сверхпроводника с электрическими контактами 14, расположенной на диэлектрической подложке 15 и помещенной в сосуд 16 Дюара, модулирующей обмотки 17 и обмотки связи с измерительными катушками позволяет за счет высокой чувствительности пленки из сверхпроводника к изменению магнитного поля, передаваемого от измерительных катушек через обмотку связи к пленке, достичь высокой чувствительности датчика и всего градиентометра в целом к слабым магнитным полям. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я >5 G 01 R 33/035

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4462350/21 (22) 15.07.88 (46) 15.07.91. Бюл. N. 26 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) Т.Я.Гораздовский, А.В.Гостев, Д.А.Гречинский, Е.А.Гусев, В.В.Ломоносов и

В.Г.Рыгалин (53) 621.317.44(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 917071, кл. G 01 N 27/82, 1977.

Патент CLLIA ¹ 4088954. кл. G 01 R

33/04, 1978, (54) ГРАДИЕНТОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение касается контроля приповерхностного слоя и выявления дефектов вида, например, прижоговых пятен, возникающих при жесткой шлифовке поверхностей стальных (ферромагнитных) деталей, по регистрации изменения магнитного поля в них. Цель изобретения — повышение чувИзобретение касается контроля приповерхностного слоя и выявления дефектов вида, например, прижоговых пятен, возникающих при жесткой шлифовке поверхностей стальных (ферромагнитных) деталей. по регистрации изменения магнитного поля в них.

Цель изобретения состоит в повышении чувствительности и оперативности контроля поверхностного слоя деталей, подвергающихся шлифовке, для s ы я вления прижоговых пятен.

» Ы„„16б3587 Al ствительности и оперативности контроля поверхностного слоя деталей, подвергающихся шлифовке, для выявления прижоговых пятен, Градиентометр содержит датчик

1, генератор 2 тока, согласующий трансформатор 3, резонансный усилитель 4, фазовый детектор 5, генератор 6 опорной частоты и блок 7 сканирования. Введение в известное устройство интегратора 8, делителя 9 частоты, усилителя 10 тока, блока 11 памяти и монитора 12 и выполнение датчика 1 в виде пленки 13 из высокотемпературного сверхпроводника с электрическими контактами

14, расположенной на диэлектрической подложке 15 и помещенной в сосуд 16 Дьюара, модулирующей обмотки 17 и обмотки связи с измерительными катушками позволяет эа счет высокой чувствительности пленки иэ сверхпроводника к изменению магнитного поля, передаваемого от измерительных катушек через обмотку связи к пленке, достичь высокой чувствительности датчика и всего градиентометра в целом к слабым магнитным полям. 1 ил.

На чертеже приведена структурная схема градиентометра.

Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя деталей содержит датчик 1, подключенный к высокостабильному генератору 2 тока и к первичной обмотке согласующего трансформатора 3. вторичная обмотка которого через резонансный усилитель 4 подключена к первому входу фазового детектора 5, второй вход которого соединен с выходам генератора 6 опорной частоты, блок 7 сканирования, ин1663587 тегратор 8, делитель 9 частоты, усилитель 10 тока, блок 11 памяти и монитор 12.

Датчик 1 выполнен в виде пленки 13 из высокотемпературного сверхпроводника, подсоединенной к электрическим контактам 14, расположенной на диэлектрической подложке 15 и помещенной в сосуд 16 Дьюара с жидким азотом, модулирующей обмотки 17, выполненной в виде витка, располо>кенного по периметру диэлектрической подложки 15, обмотки связи 18, располо>кенной над пленкой 13 и подключенной к двум дифференциально соединенным измерительным катушкам 19.

Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя стальных деталей, например, для выявления прижоговых пятен, работает следующим образом, Исследуемая деталь первоначально намагничивается в поле постоянного магнита (на чертеже не показан).

Если при шлифовке (например, при >кесткой) возникли прижоги в приповерхностном слое, то на границах при>коговых пятен возникает градиент магнитного поля из-за нарушения однородности структуры металла.

Измерительные катушки 19 датчика 1 сканируют по координатам X u Y детали с помощью блока 7 сканирования, представляющего собой электромеханическую систему типа координатографа.

Электрический сигнал, наводимый в измерительных катушках 19 при перемещении в магнитном поле рассеяния детали, подается на обмотку 18 связи датчика 1, закрепленную в непосредственной близости от пленки 13 из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), имеющего критическую температуру Tc > 85 К, Обмотка связи 18 и пленка 13 из ВТСП помещаются в сосуд 16 Дьюара с жидким азотом для поддер>кания рабочей температуры около

77-80 К. Пленка из ВТСП запитывается постоянным током от генератора 2 высокостабильного тока, а переменный сигнал с пленки 13 через согласующий трансформатор 3 подается на резонансный усилитель 4 и после фазового детектирования в детекторе 5 поступает на интегратор,8, с выхода которого сигнал через усилитель 10 тока поступает на модулирующую обмотку 17, выполненную в виде витка провода, размещенного по периметру диэлектрической подло>кки 15, на которую нанесена пленка 13.

На модулирующую обмотку 17 также поступает сигнал от генератора 6 опорной частоты через делитель 9 частоты на два, т.е. с частой, равной f/2. Уодулирующая обмотка 17 включена в цепь обратной связи магнитометра.

Ток, проходящий через пленку из ВТСП, из-за модуляции ее переменным магнитным

5 . полем имеет осциллирующий характер.

Настройка цепи обратной связи осуществляется по минимальному значению амп10

55 литуды осциллирующего сигнала — отклика с пленки 13 из ВТСП. B этом случае при запитывании модулирующей обмотки 17 переменным током с частотой f/2 от генератора 6 через делитель 9 частоты, на контактах

14 пленки 13 появляется переменное напря>кение с частотой f, которое через согласующий трансформатор 3 и резонансный усилитель 4, настроенный на частоту f, поступает на первый вход фазового детектора

5, на второй вход которого поступает опорный сигнал с частотой f от генератора 6.

При точной настройке на минимум сигнала — отклика пленки 13, скважность детектируюемого сигнала равна двум, а при расстройке отличается от двух, что приводит к изменению величины сигнала на выходе интегратора 8 и к компенсации расстройки.

Сигнал измеряемого магнитного поля вблизи поверхности контролируемой детали пропорционален току. отбираемому модулирующей обмотки 17 от интегратора 8.

Этот сигнал через усилитель 10 тока подается на блок 11 памяти, в котором происходит накопление информации синхронно со сканированием измерительных катушек 19 датчика 1 вдоль поверхности детали.

Сканирование и синхронизацию выполняет блок 7 для двумерного механического сканирования. Блок 11 памяти обеспечивает одновременно с набором информации ее вывод на монитор 12. в результате чего обеспечивается большая оперативность измерений, Пятна прижогов характеризуются аномалиями намагниченности по краю пятна, визуализируются в виде контурного изображения, Таким образом, за счет высокой чувствительности пленки из сверхпроводника к изменению магнитного поля, передаваемого от измерительных катушек через обмотку связи к пленке, достигается высокая чувствительность датчика и всего магнитометра в целом к слабым магнитным полям.

Экономическая эффективность от использования предложенного устройства обусловлена отмеченными его техническими преимуществами, Формула изобретения

Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя деталей, содержащий датчик, подключенный к генератору тока и к первичной обмотке согласующего

1663587

18

Составитель Л. Устинова

Тех ред M. Ìoðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор В. Фельдман

Заказ 2265 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 трансформатора. вторичная обмотка которого через резонансный усилитель подключена к первому входу фазового детектора. второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, и блок скани- 5 рования, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и оперативности контроля, в него введены делитель частоты и последовательно соединенные с фазовым детектором интег- 10 ратор, усилитель тока, блок памяти и монитор, а датчик выполнен в виде пленки из высокотемпературного сверхпроводника,. подсоединенной к электрическим контактам и расположенной на диэлектрической 15 подложке, помещенной в сосуд Дьюара с жидким азотом, модулирующей обмотки, выполненной в виде витка, расположенного по периметру диэлектрической подложки, обмотки связи, расположенной над пленкой из высокотемпературного сверхпроводника и подключенной к двум дифференциально соединенным измерительным катушкам, оасположенным вне сосуда Дьюара, при этом электрические контакты пленки из высокотемпературногоо сверхпроводника подключены к генератору тока, выводы модулирующей обмотки соединены с первым выходом усилителя тока и через делитель частоты с выходом генератора опорной частоты, а второй вход блока памяти подключен к блоку сканирования.