Способ электромагнитного контроля физико-механических параметров движущегося ферромагнитного материала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов и может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния неоднородности свойств материала на результаты контроля. Движущийся ферромагнитный материал намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями, создают в зонах расположения магниточувствительных элементов 6 и 7 магнитные поля, компенсирующие поля от намагниченного участка, запоминают максимальные значения компенсирующих полей для каждой зоны пиковыми детекторами 19 и 20, после прохождения намагниченного участка мимо магниточувствительных элементов 6 и 7 создают в зонах расположения магниточувствительных элементов компенсирующими катушками изменяющиеся по величине дополнительные магнитные поля той же полярности , что и поля от намагниченного участка, одновременно создают поля, которые компенсируют дополнительные поля и при равенстве компенсирующих полей запомненным ранее значениям, фиксируют дополнительные магнитные поля, а о физико-механических параметрах материала судят по усредненному значению градиентов напряженности дополнительных магнитных полей. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 N 27/87

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633648/28 (22) 09.12.88 (46) 15.12.91. Бюл, N 46 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) В.Ф;Матюк и M.A.Мельгуй (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

No 1527567, кл. G 01 N 27/87, 1987. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩЕГОСЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов и может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в по, токе производства. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния неоднородности свойств материала на результаты контроля, Движущийся ферромагнитный материал намагниИзобретение относится к исследованиям физических и химических свойств металлов и сплавов, в частности может быть использовано для неразрушающего контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния неоднородности свойств материала на ре-. зультаты контроля, На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ.

„„ Я „„1698735 А1 чивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями, создают в зонах расположения магниточувствительных элементов 6 и 7 магнитные поля, компенсирующие поля от намагниченного участка, запоминают максимальные значения компенсирующих полей для каждой зоны пиковыми детекторами 19 и 20, .после прохождения намагниченного участка мимо мэгниточувствительных элементов 6 и 7 создают в зонах расположения магниточувствительных элементов компенсирующими катушками изменяющиеся по величине дополнительные магнитные поля той же полярности, что и поля от намагниченного участка, одновременно создают поля, которые компенсируют дополнительные поля и при равенстве компенсирующих полей запомненным ранее значениям. фиксируют дополнительные магнитные поля, а о физико-механических параметрах материала судят по усредненному значению градиентов напряженности дополнительных магнитных полей. 2 сп. ф лы, 1 ил.

Устройство состоит из двух соосных, встречно включенных соленоидов 1 и 2, расположенных с двух сторон ферромагнитного материала 3 и подсоединенных к генератору 4 импульсов тока, управляющий вход которого соединен с первым выходом тактового генератора 5, В качестве магниточувствительных элементов использованы феррозонды-градиентометры 6 и 7, подсоединенные к задающему генератору 8 через делитель 9 частоты и усилитель 10 мощности и расположенные также с двух сторон ферромагнитного материала 3 на некотором

1698735 расстоянии от соленоидов 1 и 2 в направлении движения.

Выход каждого иэ ферроэондов-грэдиентометров 6, 7 через соответствующие полосовые фильтры 11, 12, фазочувствительные детекторы 13, 14, интегрирующие усилители 15, 16 подсоединен к первому выходу соответствующих компенсирующих катушек 17, 18, второй выход которых подсоединен к входу соответствующего пикового детектора 19, 20, первому входу соответствующего блока 21, 22 сравнения и через резисторы 23, 24 соответственно подсоединен к земляному проводу, Управляющие входы фазочувствительных детекторов

13 и 14 подсоединены к выходу задающего генератора 8. Выходы пиковых детекторов

19 и 20 подсоединены к вторым входам соответствующих блоков 21 и 22 сравнения, выходы которых подсоединены к блокировочным входам соответствующих источников 25 и 26 линейно возрастающего тока и соответствующим входам логического элемента 27 "2И", который через блок 28 задержки подсоединен к управляющему входу блока 29 памяти, Установочные входы источников 25 и 26 линейно возрастающего тока через формирователь ЗО импульсов и установочные входы пиковых детекторов 19 и 20 подсоединены к второму выходу тактового генератора 5. а их выходы через соответствующие дополнительные катушки 31 и

32, резисторы 33 и 34 подсоединены к земляному проводу. Выводы дополнительных катушек 31 и 32, соединенные с резисторами ЗЗ и 34, соединены с соответствующими входами блока 35 усреднения, выход которого через блок 29 памяти подсоединен к

Индикатору 36. Компенсирующие катушки

17 и 18 и дополнительные катушки 31 и 32 расположены соосно с соответствующими феррозондами-градиентометрами 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 5 с заданной частотой запускает генератор 4 импульсов тока, формирующий периодически следующие импульсы тока, которые, проходя через соленоиды t и 2, локально с двух сторон намагничивают движущийся ферромагнитный материал 3. Одновременно тактовый генератор 5 устанавливает пиковые детекторы

19 и 20 в исходное состояние, а формирователь 30 импульсов формирует сигнал, устанавливающий источники 25 и 26 линейно изменяющегося тока в исходное состояние и удерживает их в этом состоянии в течение времени, необходимого, чтобы намагниченный участок 37 прошел путь от соленоидов

1 и 2 до ферроэондов-градиентометров 6 и

7 и вышел из эоны их чувствительности, Возбуждение ферроэондов-градиентометров 6 и 7 осуществляется от задающего генератора 8 после деления частоты генерируемых им сигналов пополам делителем 9 частоты и усиления их усилителем 10.

Фазочувствительные детекторы 13 и 14 управляются импульсами удвоенной частоты по сравнению с частотой возбуждения феррозондов. Намагниченный участок 37 ферромагнитного материала, проходя мимо феррозондов-градиентометров 6 и 7, наводит в них сигналы, вторые гармоники которых пропорциональны величине градиентов нормальных составляющих напряженности поля намагниченного участка 37 с двух сторон ферромагнитного материала 3. Вторые гармоники сигналов с феррозондов-градиентометров 6 и 7 выделяются полосовыми фильтрами 11 и 12, детектируются фазочувствительными детекторами 13 и 14 и через интегрирующие усилители 15 и 16 подаются на компенсирующие катушки 17 и 18 соответственно, образуя цепь отрицательной обратной связи, вследствие которой через компенсирующие катушки 17 и 18 устанавливается ток, создающий магнитное поле, компенсирующее поле от намагниченного участка 37 в каждый, момент времени, при этом на феррозонды-градиентометры 6 и 7 будет воздействовать суммарное поле от намагниченного участка 37 и компенсирующих катушек 17 и 18 соответственно. Это суммарное поле будет практически равно нулю, Максимальные значения токов через компенсирующие катушки 17 и 18, соответствующие максимальным значениям градиентов создаваемых ими полей, запоминаются пиковыми детекторами 19 и

20, После того, как намагничивающий участок 37 пройдет мимо феррозондов-градиентометров 6 и 7 и выйдет за зону их чувствительности (зто время определяется длительностью импульса формирователя 30 импульсов) источники 25 и 26 линейно возрастающего тока разблокируются и через дополнительные катушки 31 и 32 начнут протекать линейно возрастающие токи, создающие магнитные поля той же полярности, что и поля от намагниченного участка

37. При этом компенсирующие катушки "7 и

18 создают в зоне расположения феррозондов-градиентометров 6 и 7 поля, равные по величине и противоположные по знаку магнитным поля отдополнительных катушек 31 и 32. В момент равенства сигналов, поступающих на входы пиковых детекторов 19 и

20, запомненным ранее значениям, срабатывают блоки 21 и 22 сравнения и блокиру1698735

10

30

40

55 ют источники 25 и 26 линейно возрастающего тока (то есть фиксируют значения токов, протекающих через дополнительные катушки 31 и 32). При этом градиенты нормальных составляющих магнитных полей, создаваемых дополнительными катушками 31 и 32, будут равны градиентам нормальных составляющих с двух сторон намагниченного участка 37.

Сигналы, пропорциональные величинам зафиксированных величин тока через дополнительныее катушки 31 и 32, усредня ются блоком

35 усреднения (среднее арифметическое или среднее геометрическое).

Сигналы с блоков 21 и 22 сравнения через логический элемент "2И" через блок задержки 28 со временем задержки, необ- ходимым для усреднения сигналов блоком

35 усреднения, поступают на управляющий вход блока 29 памяти и переписывают информацию из блока 35 усреднения, которая регистрируется индикатором 36. С приходом следующего импульса с тактового генератора 5 процесс повторяется.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет повысить точность контроля ферромагнитных материалов с сильно неоднородными свойствами вдоль рулона.

Формула изобретения

1. Способ электромагнитного контроля физико-механических параметров движущегося ферромагнитного материала, заключающийся в том, что материал локально намагничивают с двух сторон импульсными магнитными полями, формируют компенсирующие магнитные поля в каждой из рабочих зон с двух сторон - материала, запоминают их максимальные значения, создают изменяющиеся по величине дополнительные магнитные поля, полярность которых совпадает с полярностью основного намагничивающего поля соответствующего участка материала, фиксируют величины градиентов напряженности дополнительных полей и о физико-механических параметрах судят по их усредненным значениям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния неоднородности свойств материала на результаты контроля, в каждый последующий промежуток времени между прохождением намагниченных участков ферромагнитного материала мимо рабочих создают изменяющиеся по величине дополнительные компенсирующие магнитные поля, и величину дополнительных магнитных полей. фиксируют в момент равенства, величин дополнительных компенсирующих магнитных полей с заполненными ранее величинами компенсирующих магнитных полей.

2, устройство для электромагнитного контроля физико-ь.еханических параметров движущегося ферромагнитного материала, содержащее генера. ор импульсов тока, два встречно включенных соленоида, расположенных с двух сторон контролируемого материала и соединенных с генератором импульсов тока, два магниточувствител ьных элемента, две системы для создания компенсирующих магнитных полей, два пиковых детектора, два блока сравнения, входы которых соединены соответственно со входом и выходом соответствующего пикового детектора, два источника линейно возрастающего тока, первые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков сравнения, блок усреднения и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния неоднородности свойств материала на результаты контроля, оно снабжено тактовым генератором, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов тока, а второй — с установочными входами пиковых детекторов и с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с вторыми входами источников линейно возрастающего тока, двумя цепочками. включающими последовательно соединенные резистор и дополнительную катушку каждая, соединенными с выходом соответствующих источников линейно возрастающего тока, точки соединения дополнительных катушек и резисторов соединены с соответствующими входами блока усреднения, последовательно соединенными блоком задержки и блоком памяти, второй вход которого соединен с выходом блока соеднения, а выход — с входом индикатора, логическим элементом

2И, входы которого соответственно соединены с выходами блоков сравнения, а выход — с входом блока задержки, и последовательно соединенными задающим генератором, делителем частоты и усилителем мощности, системы для создания компенсирующих магнитных полей представляют собой цепочки из последовательно соединенных феррозонда— градиентометра, полосового фильтра фазочувствительного детектора, интегрирующего усилителя, компенсирующей катушки и резистора, выход усилителя мощности соединен с входами феррозонда-градиентометра, уп равляющие входы фазочувствительных детекторов соединены с выходом задающего генератора, а вход каждого из пиковых детекторов подсоединен к точке соединения соответствующих компенсирующей катушки и резистора, второй конец каждого резистора соединен с землей.

Составитель Л,Крюкова

Редактор Н.Сильнягина Техред M.Moðãåíòàë Корректор 0,Кравцова

Заказ 4389 Тираж 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