Устройство для контроля твердости ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества ферромагнитных изделий. Цель - повышение точности контроля за счет подавления частоты возбуждения , обусловленной влиянием внесения в преобразователь изделия. При введении изделия в вихретоковый преобразователь 2 ЭДС, обусловленная нелинейными магнитными свойствами изделия, индуцируется в измерительной обмотке II. Сигнал, снимаемый с катушки III - компенсационной, находится вне преобразователя 2, не зависит от изменения индукции в изделии и отражает только изменение поля возбуждения. Этот сигнал поступает через управляемый делитель 3 на дифференциальный усилитель 4, на второй вход которого поступает сигнал с измерительной обмотки. Цепь обратной связи усилителя 4, составленная ключевым амплитудным детектором 5, пропорционально-интегрирующим усилителем 6 и делителем 3, обеспечивает подавление частоты возбуждения, которая является синфазной помехой по отношению к усилителю . 1 ил. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 N 27/80

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОГ1 И САН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910620/28 :22) 12.02,91 „ 46} 07.12,92, Бюл. N. 45 71) Научно-исследовательский физико-техни.вский институт при Нижегородском государственном университете им.

Н.И.Лобачевского .72) АЛ.Краев, А.В.Жариков и B.Ã.Êàëèíèí (56) Авторское свидетельство СССР N., 905760, кл. G 01 N 27/80, 1980.

Авторское свидетельство СССР М

373609, кл. G 01 N 27/80, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТВЕРДОСТИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю качества ферромагнитных изделий. Цель — повышение точности контроля за счет подавления частоты возбуждения, обусловленной влиянием внесения в

„„ Ы„„1779988 А1 преобразователь изделия. При введении изделия в вихретоковый преобразователь 2

ЭДС, обусловленная нелинейными магнитными свойствами изделия, индуцируется в измерительной обмотке 1l. Сигнал, снимаемый с катушки III — компенсационной, находится вне преобразователя-2. не зависит от изменения индукции .в изделии и отражает только изменение поля возбуждения. Этот сигнал поступает через управляемый делитель 3 на дифференциальный усилитель 4, на второй вход которого поступает сигнал с измерительйой обмотки. Цепь обратной связи усилителя 4, составленная ключевым амплитудным детектором 5, пропорцио-, нально-интегрирующим усилителем 6 и делителем 3, обеспечивает подавление частоты возбуждения, которая является синфазной помехой по отношению к усилителю. 1 ил.

1779988 него вычитаются опорные напряжения, вы- 40

50

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества ферромагнитных изделий и может быть использовано для определения твердости, температуры отпуска и других физико-механических характеристик.

Известно устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий, содержащее источники постоянного и переменного токов, обмотки возбуждения постоянного подмагничивающего поля и переменного синусоидального магнитного поля, измерительные обмотки сигналов от эталонного и контролируемого изделий, избирательные усилители, выпрямители, блок вычитания, делитель, блоки памяти, управляемый блок вычитания, второй делитель, умножитель, регистратор и активное сопротивление.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для контроля твердости ферромагнитных материалов методом высших гармоник, содержащее генератор синусоидального сигнала возбуждения, трансформаторный датчик, подключенный к выходу генератора, уэкополостные индикаторы гармонических составляющих сигнала датчика, подключенные к нему входами, и детектор отношения гармонических составляющих сигнала датчика, включенный между выходами уэкополостных индикаторов и индикатором результата контроля.

Сигнал, снимаемый с датчика, подается на избирательные усилители, которые настроены на выбранные гармоники частоты генератора. Сигнал с выхода избирательных усилителей детектируется детекторами и подается на вычитающие усилители, где из рабатываемые блоками опорного напряжения. Затем сигналы с вычитающих усилителей подаются на блок деления, который выдает отношение сигналов, поступаемых с блоков, выходной сигнал поступает на регистрирующий прибор. В устройстве величина контролируемого параметра определяется по отношению

Ui — а ц-ь! где В, Ul — значения амплитуд 1-й и )-й гармоник; а и b — минимальные значения соответственно I-й и j-й гармоник.

Однако температурная нестабильность селективных усилителей и дрейф частоты генератора не обеспечивают высокую точность измерений. Величина погрешности в

35 данном случае составляет + 7 — 10% от номинала.

В производственных условиях для контроля качества термообработки поковок, требуется более высокая точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет подавления частоты возбуждения, обусловленной влиянием внесения в преобразователь изделия.

Поставленная цель достигается в устройстве контроля твердости ферромагнитных иэделий, снабженном самонастраивающейся схемой релаксалации частоты возбуждения и содержащем источник синусоидального тока возбуждения. трансформаторный преобразователь, компенсационную катушку, управляемый делитель напряжения, дифференциальный усилитель, ключевой амплитудный детектор, пропорционально интегрирующий усилитель, формирователь импульсов, полосовой фильтр, первый и второй детекторы средних значений, детектор отношений и индикатор. При этом компенсационная катушка расположена за пределами датчика, соединенного с источником тока возбуждения, связана с обмоткой возбуждения трансформаторной связью и подключена к делителю напряжения и к первому детектору средних значений, выход делителя напряжений подключен к одному из входов дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с измерительной обмоткой трансформаторного датчика, а выход усилителя. соединен с входом полосового.фильтра, соединенного с . вторым детектором средних эначенйй и через последовательно соединенные амплитудный детектор, пропорционально-интегрирующий усилитель соединен с вторым входом делителя напряжения, вход формирователя импульсов соединен с измерительной обмоткой, а его выход подключен к ключевому амплитудному детектору, выходы детекторов средних значений подключены к входам детектора отношений, соединенного с индикатором.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля твердости ферромагнитных изделий.

Устройство содержит источник 1 синусоидального тока возбуждения, трансформаторный преобразователь 2, управляемый делитель 3 напряжения, дифференциальный усилитель 4, ключевой амплитудный детектор 5, пропорционально-интегрирующий усилитель 6, формирователь 7 импульсов.

nonocosoA фильтр 8,первый 9 и второй 10 детекторы средних значений, детектор 11 отношений и регистр 12.

1779988

Вход детектора 9 средних значений соединен с выходом полосового фильтра, а вход детектора 10 средних значений соединен с компенсационной обмоткой. Своими выходами детекторы средних значений подключены к входам детектора 11 отношений с выхода которого сигнал поступает на регистр 12.

Составитель Л.Крюкова

Редактор В.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 4432 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, уп.Гагарина, 101

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое на твердость изделие устанавливают в трансформаторный преобразователь 2 проходного типа. Обмотка 5 возбуждения преобразователя 2 подключена к источнику 1 синусоидального тока возбуждения. Данная обмотка создает внешнее поле в центре преобразователя, обеспечивающее максимальную чувстви- 10 тельность и линейность при измерении твердости по величине третьей гармоники вторичной ЭДС, ЭДС, обусловленная нелинейными магнитными свойствами изделия и как следствие 15 структурой сплава, индуцируется в измерительной обмотке II. Катушка III — компенсационная находится вне преобразователя 2 и связана с обмоткой трансформаторной связью. Сигнал, снимаемый с данной обмотки, не зависит от 20 изменения индукции в изделии и отражает только изменение поля возбуждения, Сигнал с компенсационной обмотки через делитель 3 поступает на вход усилителя 4, на второй вход которого подается сигнал с из- 25 мерительной обмотки II. Цепь обратной связи усилителя 4, в которую последовательно включены ключевой амплитудный детектор

5, пропорционально-интегрирующий усилитель 6 и делитель З,.обеспечивает подавле- 30 ние частоты возбуждения, которая является синфазной помехой по отношению к усилителю 4, и усиление гармони вских составляющих, обусловленных влиянием внесенного в преобразователь иэделия, Ключевой ампли- 35 тудный детектор 5 работает под управлением импульсов, поступающих с . формирователя 7 в моменты времени,соот- . ветствующие амплитудным значениям сигнала с измерительной обмотки, Сигнал с 40 усилителя 4 поступает на вход полосового фильтра 8, который настраивается на конт- . ролируемую гармоническую составляющую и не требует значительной добротности.

Л

Формул а и зоб рете н и я

Устройство для контроля твердости ферромагнитных изделий, содержащее источник синусоидального тока возбуждения, подключенный к его выходу трансформаторный преобразователь, последовательно соединенные полосовой фильтр, первый детектор средних зйачений, детектор отношения и регистр и второй детектор средних значений, выходом соединенный с вторым входом детектора отношения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цельюповышения точности контроля. оно снабжено компенсационной катушкой, расположенной за и ределами трансформаторного преобразователя и подключенной к обмотке возбуждения трансформаторного преобразователя, последовательно соединенными управляемым делителем напряжения, дифференциальным усилителем, ключевым амплитудным детектором и и роп орционально-интегрирующим усилителем, выходом соединенным с входом управляемого делителя напряжения, и формирователем импульсов, выходом соединенным с вторым входом ключевого амплитудного детектора. измерительная обмотка трансформаторного преобразователя подключена к входу формирователя импульсов и второму входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом полосового фильтра, а компенсационная катушка подключена к второму входу управляемого делителя напряжения и входу второго детектора средних значений.