Устройство для электромагнитного неразрушающего контроля

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РеспуБлик (я)5 G 01 N 27/80

2 (21) 4841628/28 (22) 25,06.90 (46) 30.09,92. Бюл. N. 36 (71) Свердловский научно-исследовательский технологический институт (72) Л.Н.Литвинов, С.В,Сытник, В.А,Парков и И.P.ÀëôåðoBà (56) Прибор для неразрушающего контроля материалов и изделий, Справочник под ред.

В.В.Клюева, М.: Машиностроение, 1986, с.

64 — 81, Мельгуй M,А. Магнитный контроль механических свойств сталей. Минск.: Наука и техника, 1980, стр. 46-70, Михеев М.Н., Горхунов Э,С., АнтоновА В; и др. Прибор для неразрушающего магнитного контроля твердости отпущенных изделий из конструкционных и простых углеродистых сталей. Дефектоскопия, 1980, М

2, с. 31-34. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ферромагнитных материалов и изделий, предназначено для контроля механических свойств изделий после отпуска, и может быть использовано на машиноИзобретение относится к области неразрушающих испытаний ферромагнитных материалов и изделий, предназначено для контроля механических свойств иэделий после отпуска, например, их твердости, и может быть использовано на машиностроительных, металлургических и других предприятиях.

Известны устройства нераэрушающего контроля, содержащие блок перемагничиБЫ 1765762 А1 строительных, металлургических и других предприятиях, Цель изобретения — повышение достоверности контроля качества конструкционных сталей за счет исключения изменений величины остаточной индукции, При контроле блок 11 управления последовательно запускает блок 1 намагничивания и размагничивания постоянным полем и блок 3 намагничивания и размагничивания переменным полем, которые воздействуют на контролируемую деталь, помещенную в коаксиальные соленоиды 2 и 4, Феррозонд

5 регистрирует поля рассеяния детали, пропорциональные значениям остаточных индукций В1 и В2 после частичного размагничивания блоками 1 и 3 соответственно. Блок 6 регистрации полей рассеяния преобразует измеренные значения в постоянные напряжения А и Ag,которые через блоки 7 и 8 выборки и хранения поступают на первый и второй входы сумматора 9, на третьем входе которого установлено постоянное напряжение Ар. Выходное напряжение сумматора 9, пропорциональное параметру контроля К = А, + A)B) + А2В регистрируется индикатором 10. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. вания, электромагнитный преобразователь, блок обработки измерительного сигнала и определения магнитных характеристик.

Контроль с помощью известных устройств заключается в измерении магнитной характеристики и определении контролируемого свойства при наличии однозначной связи между магнитной характеристикой и контролируемым свойством, 1765762

50

Недостатком известных устройств является низкая достоверность контроля механических свойств конструкционных сталей после высокотемпературного отпуска (450650 С), обусловленная отсутствием однозначной связи между магнитными характеристиками и контролируемым свойством большинства конструкционных сталей после высокого отпуска.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство электромагнитного неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные блок намагничивания и размагничивания постоянным полем и соленоид, последовательно соединенные феррозонд и блок регистрации полей рассеяния и индикатор.

Контроль с помощью известного устройства заключается в измерении остаточной индукции детали после частичного размагничивания, по величине которой судят о свойствах материала. Недостатком известного устройства является низкая достоверность, обусловленная тем, что для некоторых деталей величина остаточной индукции после частичного размагничивания немонотонно или незначительно меняется при высоком отпуске.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля качества конструкционных сталей.

Это достигается тем, что электромагнитное устройство неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные блок намагничивания и размагничивания постоянным полем и соленоид, последовательно соединенные феррозонд и блок регистрации полей рассеяния, блок управления, выходом соединенный с управляющим входом блока намагничивания и размагничивания постоянным полем, и индикатор снабжено последовательно соединенными блоками размагничивания переменным полем и вторым соленоидом, двумя блоками выборки и хранения и сумматором, выход блока. регистрации полей рассеяния соединен с первыми входами блоков выборки и хранения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого предназначен для установки постоянного напряжения, а его вход соединен с входом индикатора, второй выход блока управления подключен к управляющему входу блока размагничивания переменным полем, а третий и четвертый выходы соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго блоков выборки и хранения.

Блок намагничивания и размагничивания постоянным полем выполнен в виде усилителя мощности с обратной связью по току.

На фиг.1 приведена функциональная блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы основных сигналов работы устройства; на фиг.3 — изменение магнитного состояния контролируемой детали при изменении намагничивающего и размагничивающего полей.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 намагничивания и размагничивания постоянным полем и первый соленоид 2, блок 3 размагничивания переменным полем и второй соленоид 4, а также последовательно соединенные феррозонд 5 и блок 6 регистрации полей рассеяния, блоки 7 и 8 выборки и хранения, сумматор 9, индикатор 10 и блок 11 управления.

Выход блока 6 подключен к первым входам блоков 7 и 8, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 9, на третьем входе которого установлено постоянное напряжение, а выход подключен к индикатору 10.

Первый выход блока 11 управления соединен с первым входом блока 1, второй выход блока 11 подключен к второму входу блока

1 и к входу блока 3, третий и четвертый выходы блока 11 подключены к вторым входам, соответственно блоков 7 и 8.

Блок 1 намагничивания и размагничивания постоянным полем предназначен для создания постоянного тока возбуждения и выполнен по схеме усилителя мощности с обратной связью по току. Блок 3 размагничивания предназначен для создания изменяющегося по времени тока возбуждения и выполнен по схеме генератора синусоидального тока с измеряемой амплитудой.

Соленоиды 2 и 4 предназначены для намагничивания и размагничивания контролируемой детали и выполнены коаксиально.

Феррозонд 5 предназначен для регистрации поля рассеяния детали, пропорционального остаточной индукции после частичного размагничивания и выполнен по схеме градиентометра. Блок 6 регистрации полей рассеяния предназначен для преобразования измеренного поля рассеяния в постоянное напряжение, пропорциональное величине поля, и выполнен по известной схеме, включающей блок возбуждения феррозонда и фазовый детектор, Блок 7 и 8 выборки и хранения применяются по своему прямому назначению и выполнены на микросхемах КР1100СК2.

Сумматор 9 применяется по своему прямому назначению и выполнен по известной

1765762

15

50

55 схеме. Индикатором 10 служит вольтметр универсальный В7-16. Блок 11 управления предназначен для синхронизации работы устройства, выполнен по схеме распределения импульсов, содержит генератор импульсов, делитель частоты и дешифратор.

Устройство работает следующим образом, С первого выхода блока 11 управления, управляющий сигнал Vcr> (фиг.2а) поступает на вход блока 1, который вырабатывает в интервале Т вЂ” Тг намагничивающий ток 4 и в интервале T3 — Т4 размагничивающий ток

1 (фиг.2б). При этом поле в соленоиде 2 меняется как показано на фиг,Зв, а магнитная индукция детали меняется из состояния с произвольной индукцией Â через состояние B.-. остаточной индукцией и частичное размагничивание с индукцией В в состояние с остаточной индукции В после частичного размагничивания полем Н> (фиг.За), Феррозонд 5 регистрирует поле рассеяния детали, пропорциональное индукции

В>, которое преобразуется блоком 6 в постоянное напряжение Ve<, поступающее на первый вход блока 7 выборки и хранения, и в момент Т5 прихода на его второй вход управляющего сигнала V«a (фиг.2в) с третьего выхода блока 11, на выходе блока 7 устанавливается постоянное напряжение

Vai (фиг,2г).

Блок вырабатывает в интервале времени Tg — T7 намагничивающий ток !е и в интервале времени Ta — Tg размагничивающий ток 12 (фиг.2б). В интервале времени T8 — Tg на вход блока 3 поступает управляющий сигнал u«z (фиг.2д) со второго выхода блока

11, и блок 2 вырабатывает в интервале Ts—

Tg синусоидальный ток 1з с изменяющейся амплитудой (фиг.2е). При этом поле в соленоидах 2 и 4 меняется как показано на фиг.3r, а магнитная индукция детали меняется из состояния с индукцией В1 через состояние с остаточной индукцией Вг и частичное размагничивание до индукции

Byg и по частным петлям гистерезиса в состояние с остаточной индукцией В после частичного размагничивания (фиг.Зб). Феррозонд 5 регистрирует поле рассеяния детали, пропорциональное индукции Bz, которое преобразуется блоком 6 в постоянное напряжение Var, которое поступает на первый вход блока 8 выборки и хранейия, и в момент Т<о прихода на его второй вход управляющего сигнал V«4(фиг,2ж) с четвертого выхода блока 11 на выходе блока 8 устанавливается постоянное напряжение

VB2 (фиг.2з). Напряжения VB1 и VB2 с выходов блоков 7 и 8 поступает, соответственно, на первый и второй входы сумматора 9, на третьем входе которого установлено постоянное напряжение Vp,è сумматор 9 реализует формирование выходного сигнала Ч, (фиг.2и) согласно соотношению

V, =u.+ A1 V>1+ A ueg

Изобретение позволяет получить положительный эффект, заключающийся в повышении достоверности контроля механических свойств изделий из конструкционных сталей после высокотемпературного отпуска за счет получения параметра контроля, однозначно связанного с изменением свойств сталей при отпуске, С помощью устройства количественно оценивают контролируемое свойство, например, твердость.

Формула изобретения

1, Устройство для электромагнитного неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные блок намагничивания и размагничивания постоянным полем и соленоид, последовательно соединенные феррозонд и блок регистрации полей рассеяния, блок управления, выходом соединенный с управляющим входом блока намагничивания и размагничивания постоянным полем, и индикатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности контроля качества конструкционных сталей, оно снабжено последовательно соединенными блоками размагничивания переменным полем и вторым соленоидом, двумя блоками выборки и хранения и сумматором. выход блока регистрации полей рассеяния соединен с первыми входами блоков выборки и хранения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого предназначен для установки постоянного напряжения, а его выход соединен с входом индикатора, второй выход блока управления подключен к управляющему входу блока размагничивания переменным полем, а третий и четвертый выходы соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков выборки и хранения, 2. Устройство по п,1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что блок намагничивания и размагничивания постояйным полем выполнен в виде усилителя мощности с обратной связью по току.

1765762

1765762

Составитель Jl.Ëèòsèíoâ

Техред М.Моргентал KoppeêToÐ Т,Палий

Редактор

Заказ 3382 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