Способ контроля напряженного состояния в металлоизделиях и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 27/83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР -" :®В @ (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712847/28 (22) 03,07.89 (46) 07.12,91. Бюл, ¹ 45 (71) Научно-исследовательский машиностроительный институт (72) Н. С. Кузнецов, С, В. Артемьев, П. П.

Фурсов, А. В. Вагин, Ю..Г. Артемьев, В. В, Филинов и B. Е. Шатерников (53) 620.179. 14(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1350592, кл. G 01 N 27/83, 1986. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ В МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЯХ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю напряженного состояния в деталях методом магнитных шумов. цель изобретения — повышение точности контроля за счет повышения чувствительности регистрируемого параметра к изменению напряжений в зонах изделия. Контролируемую деталь перемагничивают низкочастотным электромагнитным полем. Регистрируют

„„. Ы„„1696991 А1 возникающую при этом в высокочастотном спектре ЭДС магнитных шумов в течение определенного временного интервала. Начало временного интеовала совмещают с началом перемагничивания, а конец — с моментом достижения максимального значения ЭДС магнитных шумов, B блоке 7 деления определяется параметр отношения

ЭДС магнитных шумов за полупериод перемагничивания к величине этого временного интерва IB, Числитель и знаменатель этого отношения из;".еняготся при изменениях прилс>женках напряжений прот..вопо " ожиым образам и рег. :стрируются с помощью соответственно генератора 1 тока низкой частсты, усилител""; 2 мощности, индукционного преобразователя 3, усилителя 4, детектора 5, аналого-цифоового преобразователя

6 и генератора 17 тактовых импульсов, компаратора 11, RS-òðèããepà 12, схемы И 13 и счетчика 14 импульсоь."В блоке 7 деления осуществляется нормировка ЭЦС магнитного шума к временному интервалу его максимального значения. 2 с. ь " з.п. ф-лы, 3 ил, эЬ1эе!!о!!ие От .Оситс<1 к контрольно:.! .МСРИТОЛ ЬНОЙ Г:;ХН::.Ке и::-ОЖ81 ОЫТЬ ИС-! О л ь э о е ы н !э дл я Il 8 p = i э р у !э!а ю щ е Г О к О 1Р т р о л 1! -1:; р.:::

c. i!.: . :. р,":.?1LTpotl о! !аг;!эях<ений, с 1.;:, .(.-:: -.1иг, 1 с:.,",еpR!1T;Iоследо".,! О;,: . :. ° то, ь;,, " г,, !-1 эл! 2:< Q ц<ности

s ãI Ч 1, Ь1;, Г! Про з !, r8g p5!l . 3 усдЛИ ЕЛI

1, О "!",т р!, э ë -.ëoÃ О Цифровои преобрс!эо

:.;, -e!-:ü 5,;;fI,!:< f д18.1ен:..1-, кэ!имута тор 8, c f 8t<

1 э!:-:. ! О м и н а -ги я Г 1 а к с и м у м а (/t индикатор l О, и 1сляд эватель!!О сведи! Iен! i:»1е Г!ерв L É 1<оМ1-ао - 1! Р3-тп(, t, 1 1 Oytteji И 13 и сне !i:,",!!; ",. 4 в <; I ;-.,, е-t-i! 1ь! межд<(выхо-!Ом

1-!е."18-:Ора 1 и 1 (эетьим входом блока 7 дел8;- .Ия, ilO.".ë8",Oâÿò8 H,I-:O,".O8!lèH8tii-ILI8 блок 15 ::1

-.;«!!!О»:.::;:: 1:;ь1,: —: м -;;><(.: (.:.;О(1ом детектора . и, -",-f y Лом - .:::Г . 8r 8 ". ., и Ге:-1,iэатор 117 так- О.О!-!>:1 !у(1= сов, со;-".,,-!е: .ыи .",воими выхода.,1! <";. О Гв (:; T(I(: н. I< .," Eходами уг(реале,.(!1я

С Х ... М Ь1 4 1 3 . I . < а у l O.r 8 Í Ì ft И аНЛЛОГО (. (И ф Эво-,:: преобраэ=-"ателя б, выход комг!аратора „-! под(;(1!О -1-"; к вхэду аналоГО-цифрОвОГО

Г!!it .(;.:,О:-.чователя 6. эь ход к<эторого подкгло.-!81-! I< втэ!1с! у входу ко.»мутатора 8, второй выход ко::: мут.;тор:- 8:псдключен к второму вхс ц, ин, !и Kатора

С, :: H(l(:"".. способа контроля напряж( но(. "..Ос-.оянил заключается в том, что в

:<< - 8<: (. ;.. ; II, !!opó:1тивнрго вь!биpаюl параг !.1.." ..!icш:-..:-ц(::я,:: ==.--,=- - -, числитель и зна, .

;. i:,:! -П; —.Л!. ЧТ<Э!ООГО йз;- !Э: l.! IOTÃ! . ПРИ ИЗМЕНЕНИИ и;!1,:.1<оке!-:, ы:-: - апр<1:: =.".-:ий противог!олож;A+, н:.,:. : «Б;.:аэо.<. .;., " -- мэк.",имальное эна. -.-:-;:;8 З., .:;:,-,-:-":!ть!Ого !!!ума эа и элуперисд

1-.=0:.."=г:.- . -"."

П О:.

Ма < ia ... 5л(1 -, И вЂ”, „.М .- ГЛю(., j8 Ч(ъ!У t"!Oft ggt t(- ВЕЛИ чи,"!э !.;"-:(;-.t-!(-I- ",кi ..апря:,<(ний в мате1эиал;: - 1,, — момент,.га!..и." альног(! значения

"1! " "i: H;It V .!! !t .1;" Г\"; г! ПЕГ!(-;МагНИЧИВс!НИИ

Г-,.п л с м Г:8 „!Т) !! ьно(й Фпг)м в!, пропое1((ис! нал!эн, ;:,, " ".,,;"- ."-. Ости пол!,, !Соотй(ътству!ОО<е" f с,.:,I;r!;;«ЛЛ»,;-;; 1,

1(20

41, ", 45

5 скорость протекания процесса перемагничивания. Г1ри сканировании изделия индукционным преобразователем регистрируется максимальное значение », которое соответствует зоне изделия с наибольшей величиной напряжений и склонной к тре.цинообразованию.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 через усилитель 2 мощности создает в перемагничивающей обмотке (не показана) индукционного преобразователя 3 TOK треугольной формы, перемагничивающих (зпюра 18, фиг. 2) зону контроля иэделия (не показано), Возникающие при перамагничивании иэделия сигналы магнитного шума регистрируются измерительной катушкой(не показана) преобразователя 3, усиливаются усилителем 4, и в виде напряжения

0р 19, огибающая 0з 20 которого выделяется детектором5, сигнал поступаетнааналогсгцифровой преобразователь б, обеспечивающий формирование кода пропорционально максимальному значению ЗДС магнитного шума за полупериод перемагничивания.

Временной интервал формирует следующим образом: в момент Тр перехода нулеàoг0 значения поля перемагничивания Н (зпюра 1.8) срабатывает компаратор 11 и пеОBpHiiM фронтом своеГО сигнала 05 22 Опрокидываег йЯ-триггер 12 и схему И 13, на другой вход которой поступают импульсы

07 24 с генератора 17, запускаю(цие работу счетчика 14 и синхронизирующее работу блоков 6 и 7, конец временного интервала синхронизируют с момента Т1, достижения

ЗДС магнитных шумов максимального значения 0з 20. В блоке 15 напряжение 0э с детектора дифференцируется 0я 21 и в момент перехода напряжением 04 нулевого значения опрокидывает компаратор 18 и триггер 12, формируя задний фронт напряжения Un 23. В счетчике 14 и блока 7 записывается код числа импульсов генератора

17, пропорциональный длительности Gp8 манного интерваг!а LXТ= 1 м-То (зпюра 15). В момент максимума ЗДС магнитного шума (время Т(,!) 0з 20 код напряжения 0э (UM) считывается в блоке 7 деления, в котором осуществляется деление величины максимума ЗДС магнитных шумов 0!t(" за полуцикл перемагничивания на величину временного интервала fQ. Результат деления в виде параметра Отношений поступает на коммутатор 8 и далее на индика, ор 10, При сканировании преобразователем 3 поверхности изделия ггарз;-!етр отношений у меняется, так как меняется эеличина наг!ряжений в различных он=" :õ изделия. Г1о

1Я9б99) МаКСИМаЛЬНОМу ЗНаЧ8НИЮ ПардМЕГрэ jjjsj x определяloò зону изделия с наибольшlими напряжениями и, следовательно, склонну о к трещинообразованию. В этом случае коммутатор 0 подключает индикатор 10 через блок 9 заполнения максимума и на индик.--,оре регистрируется максимальное значение —;13р3метра отношений после cv3èilp083íÿq преобразователем всех зон контролируемого изделия, В устройстве также предусмотрен режим регистрации величины ЗДС магнитных шумов за полуцикл перемагничивания Б и ее максимальной величины U„ " ", полезной при контроле изделий с высоким уровнем неоднородности напряжений в зоне, КОГда ЧуВСтеитЕЛЬНОСтИ ПараМЕтрОВ 11н;(1 и

MiBX

U IU достаточно для выявления склонных к трещинообразованию зон. В этом случае коммутатор 8 подключают выход аналогоцифрового преобразователя бнепосредственно киндикатооуиличерез блок 9 запоминания максимума, Гаким образом, в предлагаемом техническом решении повышается точность BI,!явления зон изделия с высоким уровнем напряжений и склонных к трещинообразован и 10 за счет регистрации более чувств((тел 1-.ного к напрял:аниям параметра отнов.,= 1;-;и I VI Pmax

Формула 1:зобретения

1. (Г10соб кОнтроля напря)1(енного со

СТОЯНИЯ В МЕтаЛЛОИЗДЕЛИЛХ, ЗЗКЛЮчаЮ(ЦИйср в, ом. IT0 и".ремагничивают lх лскальны -; зоны (оком индукционного преобразова,;=. ля, выделяют скачки Баркгаузена, Opåoáp3зу(от их в ЗДС магнитных шумов в течение врРMеi i НОГО интервала и ОПОедРляl(:т пдоа метр отношения максимума ЭДС магнитных шумов к временному интервалу, по котором судят о .:;зультате контроля, о т л и ч а 1ошийся тем. что. с целью повышения

ТОНI ОС ГИ КО1,1POЛЯ, HаЧ311(s В(: М811i10! ii, ;Hтервала совмещают i 113чалом перемагничивания, 3 конец -- .: 0 81-ITOI дос(ижения

5 максим ма ЭДС:-. агнит 10!o 01у;,s3, 2. Способ п.: .. !, о т л и ч 3 ю шийся

T8."i, ЧТО СКаНИр>ЛОТ I! И! j isÊÖÈÎÍ,:. Ый П рвоб js

ЗОВ3ТЕЛЬ И рЕГИС i р1ЛрчЮТ МакСИмаЛыЛОЕ ЗН3.ение параметра (и ношения, 10 3. устройство,г1„8 vOI

I3 и детектор, по".ëå,доваrenьно соединенные компаратор, R -тр:." гl ер, схем) и "18 (чик, второй компаратср, 1одкл1очен1;ий;, К-входу R TpMcf 8p3, Ге нсратор 1 акто вь1х им (1уль

c0R, подклю: енный I(вт, ром, ".xoj.;„j схемы

20 И. и индикатор, о т л-и ч а ю щ е е с я тем. чтс.: целью повышения точности KOI- (роля, Оно с,* абжено блоком дифференцирования, включенным мгжд; выходом де1ектора и входом вгорого ко(.паратора, "I последова25 тельно соединенными аналого-цифровым преобразователем, блоком деления, коммутатором и блоком запоминания максимума.

«KflsO×8. :,ÑÜ МИ МЕМЕДУ ВТОРЫМ ВЫХОДОМ ДЕтвк Гооа И ВХОД. ."л " 1 ii IК31Сра, П:.-:.ОВЬ Й КОМ"

1 "I Г13:)атop подклк " i} "- выход "-.-нера Ора тока низкой 13c: о Гьi, выход . ГО,.ГО 0 1:омпа031ора — к вт;..„0,.1, «ход,;::::. - Гог:::-цифре",ого

0080 р3 )Г;ат8j,, Р!, OQ,. 0T(;p01,) с(8ä! iне1;

С В ГООЫМ BXOÖO?-i !;Oj (Islутатора, ВТОрОй и Грв э ТИЙ ВЬ ХОД ГЕНЕ03ТОО» ТЗКТО! ЫХ I ÌijsjËÜCOÁ

ПОДКЛЮ-;ЕНЫ CÎOT - Е . " i, .4(i 1 . РЕТЬЕМ ВХО ду аналого-ци(,;ров .",: Bp(.. Сразовгте; л (. второму входу блс.:.а деления,который

Tр,-тьим вхо,-or4 псдклгс ен; 81холу (четчи40 ка имп (льсол, в,врой в. с;..; 1(,.ммутатора .1одхлючен к гторо.:; ыходу И1:;;i".Каора, 1 ,l — > — 4

I . . .. ,У 1

: ! I

Х вЂ” -л л!

I 4 i.

160

/

/! 1 л Ь" ы 1 ih НПБ. "" Ь" М 3

ll Х и

Т - Ту

W ) g 7Ю