Вихретоковый прибор для контроля качества легирования металлов

 

Использование: для контроля полноты сплавообразования в механически легированных порошках. Контроль качества механического легирования металлических порошковых металлов обеспечивается вихретоковым прибором для контроля качества легирования металлов, содержащим вихретоковый преобразователь, автогенератор и последовательно соединенные блок измерения, усилитель постоянного тока и индикатор, за счет того, что он снабжен эмиттерным повторителем с нагрузкой в виде регулируемого активного сопротивления и регулируемой емкостью. Вихретоковый преобразователь выполнен проходным. Блок измерения представляет собой четырехплечую мостовую схему, одним из плеч которой является вихретоковый преобразователь с последовательно включенным постоянным сопротивлением, вторым плечом - емкость. Два других плеча образуют встречно включенные половины вторичной обмотки трансформатора. Прибор содержит также последовательно включенные первичную обмотку трансформатора, вторую емкость, диод и регулируемое нагрузочное сопротивление, регулируемый выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, второй вывод заземлен, а регулируемое активное сопротивление, регулируемая емкость и первичная обмотка трансформатора образуют последовательный колебательный контур, добротность которого ниже добротности вихретокового преобразователя. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему вихретоковому контролю, конкретно к измерению степени и величины механического легирования порошкового (гранулированного) металлического материала, и может быть использовано для контроля полноты сплавообразования в механически легированных порошках при их получении и переработке.

Для выбора оптимальных условий изготовления порошков методом механического легирования, а также выбора условий их дальнейшей переработки и использования крайне важно контролировать полноту сплавообразования.

Известен рентгенографический способ контроля полноты сплавообразования в механических легированных порошках, включающий съемку рентгенограммы с пробы анализируемого порошка и сравнение ее с рентгенограммой эталонного порошка.

Недостаток способа - невысокая оперативность контроля как с точки зрения его продолжительности, так и с точки зрения необходимости использования стационарного рентгеновского оборудования. Кроме этого способ является разрушаемым.

Наиболее близким по технической сущности является измеритель электропроводности типа ИЭ-1, который может быть использован для контроля качества легирования материалов.

Известный прибор содержит вихретоковый преобразователь накладного типа, автогенератор и последовательно соединенные блок измерения, усилитель постоянного тока и индикатор.

Недостаток прибора - низкая чувствительность к измеряемому параметру - электропроводности, что не позволяет контролировать качество механического легирования порошковых металлических материалов.

Изобретение позволяет создать прибор, который обеспечивает контроль качества механического легирования порошковых металлических материалов.

Поставленная задача решается за счет того, что прибор, содержащий вихретоковый преобразователь, автогенератор и последовательно соединенные блок измерения, усилитель постоянного тока и индикатор, дополнительно снабжен эмиттерным повторителем с нагрузкой в виде регулируемого активного сопротивления и регулируемой емкостью, вихретоковый преобразователь выполнен проходным, а блок измерения представляет собой четырехплечую мостовую схему, одним из плеч которой является вихретоковый преобразователь с последовательно включенной переменной емкостью, вторым плечом - сопротивление, а два других плеча образуют встречно включенные половины вторичной обмотки трансформатора, а также последовательно включенные в первичную обмотку трансформатора, вторую емкость, диод и регулируемое нагрузочное сопротивление, регулируемый выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, а второй вывод заземлен. Регулируемое активное сопротивление, регулируемая емкость и первичная обмотка трансформатора образуют последовательный колебательный контур, добротность которого ниже добротности вихретокового преобразователя.

На фиг. 1 показана структурная схема прибора; на фиг.2 - график зависимости показаний прибора от величины сплавообразования для разных сплавов на никелевой основе.

Прибор состоит из последовательно соединенных автогенератора 1, эмиттерного повторителя 2, блока измерения 3, усилителя постоянного тока 4, блока питания 5 и индикатора 6. Блок измерения состоит из трансформатора 7, первичная обмотка 8 которого через регулируемую емкость 9 и регулируемое активное сопротивление 10 подключена к эмиттерному повторителю, чем и образуют последовательный IСР контур, добротность которого ниже добротности ВТП, с помощью которого устанавливают начальную точку отсчета измерения. Одновременно первичная обмотка трансформатора 8 через емкость 16 диод 17 и регулируемую нагрузку 18 подсоединяется к усилителю постоянного тока 4. Вторичная обмотка трансформатора состоит из двух одинаковых половин 11 и 12 включенных встречно, причем концы вихретокового преобразователя 14 подключены к вторичным обмоткам трансформатора через сопротивление 15 и вторую переменную емкость 13. Блок измерения представляет собой четырехплечую мостовую схему, одним из плеч которой является вихретоковый преобразователь 14, с последовательно включенной переменной емкостью 13, вторым плечом сопротивление 15, а два других плеча образуют встречно включенные половины вторичной обмотки трансформатора 11 и 12.

Прибор работает следующим образом. Предварительно включенный в электрическую сеть прибор настраивают на нижний и верхний пределы измерения легирования металла. Для этого в две стеклянные пробирки, абсолютно одинаковые по размерам, на всю их высоту заполняют металлическим порошком. Одну из пробирок заполняют сырым порошком, т.е. не имеющим легирующего покрытия, а вторую пробирку - порошком, прошедшим полный цикл механического легирования и имеющим оптимальный толщины легирующий слой. Далее первую из пробирок помещают в отверстие проходного вихретокового преобразователя 14 и ручкой "Установка 0" переменного сопротивления 10, выведенного на переднюю панель прибора, стрелку индикатора 6 устанавливают на нулевое - начальное деление шкалы. После этой операции пробирку вынимают из отверстия проходного вихретокового преобразователя и туда помещают вторую пробирку с оптимальной толщиной легирующего слоя. В этом случае стрелка индикатора отклоняется на определенную величину шкалы. С помощью ручки "Чувствительность" сопротивления 18, выведенного на переднюю панель прибора, стрелку индикатора совмещают с крайним правым max делением шкалы. На этом настройка прибора закончена и переходят к измерениям. Измерения проводят в той же последовательности, предварительно засыпая порошки в стеклянные пробирки и помещая их в датчик.

Качество легирования порошка определяют по отклонению стрелки индикатора переводя его показания по прилагаемому графику во время продолжения операции легирования.

На фиг. 2 приведен график зависимости показания прибора от состояния порошка для сплавов ВПМ-1, ВПМ-2 и ВПР-44.

Изобретение иллюстрируется примерами. Для отработки технологии процесса сплавообразования при механическом легировании порошковых сплавов ВМП-1, ВПМ-2 и припоев ВПР-24, ВПР-27 и ВПР-44 снимались показания прибора через 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 ч наработки (фиг.2). Прибор показывает стабильные результаты при многоразовых измерениях.

Формула изобретения

ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, содержащий вихретоковый преобразователь, автогенератор и последовательно соединенные блок измерения, усилитель постоянного тока и индикатор, отличающийся тем, что он снабжен эмиттерным повторителем с негрузкой в виде регулируемого активного сопротивления и регулируемой емкостью, вихретоковый преобразователь выполнен проходным, а блок измерения представляет собой четырехплечую мостовую схему, одним из плеч которой является вихретоковый преобразователь с последовательно включенной постоянной емкостью, вторым плечом - постоянное сопротивление, а два других плеча образуют встречно включенные половины вторичной обмотки трансформатора, а также последовательно включенные первичную обмотку трансформатора, вторую емкость, диод и регулируемое нагрузочное сопротивление, регулируемый выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, а второй вывод заземлен, а регулируемое активное сопротивление, регулируемая емкость и первичная обмотка трансформатора образуют последовательный колебательный контур, добротность которого ниже добротности вихретокового преобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2