Прибор контроля фазового состава стали

Изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к методам контроля фазового состава, и может быть использовано в металлургии, металлообработке, машиностроении, авиастроении для контроля качества продукции и стабильности технологических процессов. Прибор контроля фазового состава стали включает в себя датчик (Д), который состоит из корпуса, выполненного из немагнитного материала, и вторичный прибор (ВП) со средством алфавитно-цифровой индикации для отображения выходной информации. При этом в корпусе размещены соединенные между собой измерительный трансформатор (1), состоящий из первичной обмотки возбуждения (ОВ) и вторичной обмотки измерительной (ОИ), генератор синусоидальных колебаний (2), датчик-преобразователь тока (3), цифроаналоговый преобразователь (5), аналого-цифровой преобразователь (4). Вторичный прибор дополнительно содержит микропроцессорный модуль (7), связанный с измерительным трансформатором (1) через приемопередатчик (10) вторичного прибора, связанного с приемопередатчиком (6) датчика посредством радиосигнала, и управляющий амплитудой выходного напряжения генератора синусоидальных колебаний. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности автоматического измерения содержания ферритной фазы в образце или пробе. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Данное изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к методам контроля фазового состава, и может быть использовано в металлургии, металлообработке, машиностроении, авиастроении для контроля качества продукции и стабильности технологических процессов, относится к приборам, предназначенным для автоматического экспресс-контроля состава сплавов на основе железа, а именно содержания ферритной фазы в различных марках стали при литье и, прежде всего, в стальных пробах и калибровочных образцах.

Известно техническое решение (RU 2150121, G01R 33/12, G01N 27/72; 27.05.2000), в котором раскрыт ферритометр, состоящий из датчика и вторичного прибора. Датчик состоит из поплавка, в который вставлен магнит в виде стержня, на периферии магнита расположено железное кольцо, при этом поплавок расположен в герметичном корпусе из немагнитного материала. Снаружи герметичного корпуса расположена катушка, которая, взаимодействуя с железным кольцом, создает силу, отрывающую магнит от образца. Оторвавшийся от образца магнит через корпус из немагнитного материала замыкает контакт, соединенный со вторичным прибором. Вторичный прибор фиксирует ток отрыва магнита от образца.

Прибор работает следующим образом. Постоянный магнит датчика прикладывается к поверхности металла измеряемого образца. Нажатием кнопки на вторичном приборе запускается счетчик, считающий поступающие от генератора импульсы. Результат счета индицируется на индикаторе вторичного прибора и поступает на цифроаналоговый преобразователь. Показания счетчика плавно возрастают во времени. В соответствии с этим плавно возрастает напряжение на входе преобразователя и соответственно ток на выходе усилителя. Этот плавно возрастающий ток увеличивает крутящий момент на рамке, связанной с постоянным магнитом датчика. Так продолжается до тех пор, пока магнит не оторвется от поверхности измеряемого образца. При этом срабатывает геркон и останавливает счетчик. На индикаторе прекращается нарастание цифровых показаний на уровне процентного содержания ферритной фазы в образце. Установление соответствий показаний прибора (тарировка) шкале процентного содержания феррита в данном классе сталей осуществляется путем подбора соответствующего коэффициента усиления усилителя. При этом ручка регулировки коэффициента усиления может иметь градуировку позиций, соответствующих классам сталей, измеряемым прибором. При последующем нажатии кнопки счетчик сбрасывается на ноль и начинает снова считать импульсы от генератора.

Существенным недостатком известного технического решения является неоднородность и ограниченность в пространстве магнитного поля, создаваемого датчиком, подведенным к исследуемому образцу. При этом погрешность измерения определяется местоположением датчика на поверхности образца.

Известен прибор контроля фазового состава стали, альфа-фазометр, предназначенный для измерения содержания ферритной фазы в стали: (Химченко Н.В., Бобров В.А. Неразрушающий контроль в химическом и нефтяном машиностроении. - М.: Машиностроение, 1978 г., стр. 145, данное техническое решение принято за прототип).

Прибор состоит из датчика и вторичного прибора. Поворотная стрелка с пружинкой представляют собой громоздкую и не жесткую конструкцию, часто выходящую из строя в результате грубого обращения или случайного удара. С целью уменьшения влияния момента инерции на указанные элементы вынуждены выполнять с минимальной прочностью. Ось стрелки приборного типа закрепляется в подшипниках скольжения. Подвижность стрелки зависит от состояния смазки. Существенным недостатком известного технического решения является устройство датчика. Данный датчик может использоваться в лаборатории и отличается низкой надежностью в промышленных условиях.

Предлагаемое техническое решение лишено этих недостатков и предназначено для промышленного использования и лабораторных исследований.

Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое позволяет существенно расширить область применения ферритометра в промышленных условиях.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности автоматического измерения содержания ферритной фазы в образце или пробе.

Для достижения поставленного технического результата предложен прибор контроля фазового состава стали, включающий в себя датчик, который состоит из корпуса, выполненного из немагнитного материала, и вторичный прибор со средством алфавитно-цифровой индикации для отображения выходной информации. В упомянутом корпусе размещены соединенные между собой измерительный трансформатор, состоящий из первичной обмотки возбуждения и вторичной обмотки измерительной, генератор синусоидальных колебаний, датчик-преобразователь тока, цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, причем вторичный прибор дополнительно содержит микропроцессорный модуль, связанный с измерительным трансформатором через приемопередатчик вторичного прибора, связанного с приемопередатчиком датчика посредством радиоканала и управляющий амплитудой выходного напряжения генератора синусоидальных колебаний.

Предпочтительно, вторичный прибор дополнительно содержит клавиатуру.

Предпочтительно, вторичный прибор расположен в отдельном корпусе. Настоящее изобретение поясняется фигурами.

На фиг. 1 показаны блок-схемы датчика (Д) и вторичного прибора (ВП).

На фиг. 2 показан металлический кокиль для заливки ферромагнитной пробы.

Прибор контроля фазового состава стали, согласно изобретению, содержит датчик «Д» и вторичный прибор «ВП» (см. фиг. 1).

Датчик «Д» состоит из корпуса, выполненного из немагнитного материала, в котором расположен измерительный трансформатор 1 и источник стабилизированного напряжения на ±60 В и 12 В. Источник стабилизированного напряжения включает в себя силовой понижающий трансформатор «ТП» для получения выходных напряжений на 60 В и 12 В от сети 220 В и стабилизатор напряжения «СН» с выходными напряжениями на ±60 В и 12 В. Измерительный трансформатор 1 состоит из первичной обмотки возбуждения «ОВ» и вторичной обмотки измерительной «ОИ», проникающего в образец переменного однородного магнитного поля и измерительной катушки, которая определяет изменение магнитного поля при введении в него стальной пробы или калибровочного образца. В нижней части корпуса под измерительным трансформатором размещены соединенные между собой генератор 2 синусоидальных колебаний, датчик-преобразователь 3 тока, аналого-цифровой преобразователь 4, обрабатывающий данные, измеренные датчиком тока, и управляющий цифроаналоговый преобразователь 5, электронные модули (не показаны) и приемопередатчик 6 для связи датчика-преобразователя 3 тока со вторичным прибором «ВП» по радиоканалу.

Вторичный прибор «ВП» предпочтительно располагается в отдельном переносном корпусе и состоит из микропроцессорного модуля 7 обработки измерительной информации, полученной от датчика «Д» и клавиатуры 8 (при необходимости), цифрового индикатора 9 для вывода информации о содержании ферритной фазы и приемопередатчика 10 для радиосвязи с датчиком «Д». Вторичный прибор фиксирует изменение тока индукции при введении стального образца по радиоканалу с помощью приемопередатчика и производит обработку измеренных данных. Питание вторичного прибора током напряжения 12 В может осуществляться как от сетевого источника питания так и от аккумулятора 11.

Прибор контроля фазового состава стали работает следующим образом. Силовой понижающий трансформатор «ТП» питает через стабилизатор напряжения «СН» генератор 2 синусоидальных колебаний, который подает ток переменного напряжения ±60 В на первичную обмотку «ОВ» измерительного трансформатора 1. Со стабилизатора «СН» напряжения на модули датчика (не показаны) подается напряжение питания 12 В. Переменное напряжение с помощью микропроцессорного модуля 7 через радиоканал и цифроаналоговый преобразователь (5) подстраивается таким образом, чтобы в первичной обмотке «ОВ» измерительного трансформатора 1 первоначально протекал стабилизированный переменный ток 1 А. При этом на средстве индикации, алфавитно-цифровом дисплее 9 должна высвечиваться цифра 0% ферритной составляющей. При установке в измерительную ячейку измерительного трансформатора (1) калибровочного образца или стальной пробы «СП», полученной из кокиля (конструкция кокиля показана на фиг. 2), ток в первичной обмотке «ОВ» изменяется на величину, пропорциональную объемной массе ферритной составляющей в калибровочном образце или стальной пробе. При этом соответственно изменится и ток во вторичной измерительной обмотке «ОИ», т.к. изменится величина взаимоиндукции между первичной и вторичной обмотками измерительного трансформатора. Изменение тока будет снято датчиком-преобразователем 3 тока, с помощью аналого-цифрового преобразователя будет преобразовано в цифровой вид и через радиоканал передано в микропроцессорный модуль 7, где автоматически выработается управляющий сигнал, который через радиоканал будет передан на цифроаналоговый преобразователь 5 датчика, который вызовет изменение коэффициента усиления генератора синусоидальный колебаний 2 и ток в первичной обмотке «ОВ» выровняется до начального значения 1 А по изменению значения коэффициента усиления, которое будет передано через датчик-преобразователь 3 тока, аналого-цифровой преобразователь 4, радиоканал в микропроцессорный модуль 7 для обработки с помощью программного обеспечения и выработки управляющего сигнала.

Измерение производится следующим образом. Из печи в ходе плавки зачерпывается жидкий металл и заливается в специальный металлический кокиль (см. фиг. 2).

Затвердевшая литая проба с прибылью через 15-20 с после заливки выбивается из кокиля, охлаждается и помещается в отверстие для проб измерительного трансформатора датчика «Д» (феррозонда). Нажатием кнопки «Enter» на клавиатуре 8 вторичного прибора «ВП» через радиоканал, цифроаналоговый преобразователь 5 автоматически устанавливается ток возбуждения в первичной обмотке трансформатора 1 А. Прочитать показания на алфавитно-цифровом индикаторе «Содержание ферритной фазы». В зависимости от показаний «Содержание ферритной фазы» в расплав добавляют шихтовые материалы, изменяющие химический состав плавки. Путем повторного отбора проб доводят фазовый состав до значений, указанных в технических условиях на данную марку стали. Для каждой марки стали требуемые пределы значений показаний прибора и технология доводки фазового состава стали до этих значений содержится в технических условиях на сталь и в технологической инструкции на ее выплавку. Количество ферритной фазы в объеме образца или пробы определяется с погрешностью ±6%.

1. Прибор контроля фазового состава стали включает в себя датчик (Д), который состоит из корпуса, выполненного из немагнитного материала, и вторичный прибор (ВП) со средством алфавитно-цифровой индикации для отображения выходной информации, отличающийся тем, что в упомянутом корпусе размещены соединенные между собой измерительный трансформатор (1), состоящий из первичной обмотки возбуждения (ОВ) и вторичной обмотки измерительной (ОИ), генератор синусоидальных колебаний (2), датчик-преобразователь тока (3), цифроаналоговый преобразователь (5), аналого-цифровой преобразователь (4), причем вторичный прибор дополнительно содержит микропроцессорный модуль (7), связанный с измерительным трансформатором (1) через приемопередатчик (10) вторичного прибора, связанного с приемопередатчиком (6) датчика посредством радиосигнала и управляющий амплитудой выходного напряжения генератора синусоидальных колебаний.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что вторичный прибор дополнительно содержит клавиатуру.

3. Прибор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вторичный прибор расположен в отдельном корпусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения уровня, мгновенной и интегральной насыпной плотности груза в полувагонах железнодорожного транспорта, обнаружения негабаритного груза, выявления отклонений от сортности, а также для построения распределения уровня (насыпной плотности) по длине полувагона.

Использование: для неразрушающего определения относительной магнитной проницаемости деталей, выполненных из ферромагнитного материала. Сущность изобретения заключается в том, что при индуцировании магнитного поля индуктором 2 измеряют его магнитодвижущую силу с помощью датчика 6 и амплитуды магнитной индукции на противоположных концах магнитных полюсов индуктора Винд и в промежутке между ними Впов и определяют значение относительной магнитной проницаемости ферромагнитной детали с помощью соотношения: технический результат: повышение точности и быстродействия определения относительной магнитной проницаемости.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы.

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения вебер-амперной характеристики электротехнического изделия. Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности измерения за счет учета температурной погрешности.

Изобретение относится к области экспериментальной физики и предназначено для определения компонент вектора спина, преобладающего в пучке частиц. Предложенное устройство детектирования спина состоит из вращателя (1) спина с переключаемой катушкой (5), отклоняющего устройства (7), детектора (9) спина и коммутационного блока (15), обеспечивающего возможность переключения состояний возбуждения катушки (5).

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании магнитных свойств веществ и материалов в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика.

Изобретение относится к области магнитных и магнитооптических измерений. Способ заключается в том, что исследуемый образец освещают линейно поляризованным световым пучком и измеряют изменение поляризации при отражении, используя разделение отраженного луча на p- и s-компоненты с разложением по амплитуде и фазе, получая на выходе четыре световых пучка.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу и системе для определения магнитной массы железнодорожных вагонов. Способ заключается в том, что для определения магнитной массы железнодорожных вагонов сначала производят калибровку с учетом окружающей температуры, а также насыпной плотности груза в вагонах.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения магнитных свойств и толщины наноразмерных магнитных пленок и может быть использовано в магнитной наноэлектронике для характеризации гетерогенных магнитных элементов в устройствах памяти, в сенсорных устройствах и т.п.

Использование: для определения намагниченности насыщения магнитной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что помещают жидкость во внешнее магнитное поле, индукцию которого можно менять, измеряют напряженность H и индукцию B магнитного поля внутри жидкости и определяют намагниченность жидкости M=(B/µo)-H, при этом определяют намагниченность M=M1 при B=B1 на начальном участке кривой намагничивания, где выполняется закон Кюри, определяют намагниченность M=M2 при большей индукции B=B2 на участке кривой намагничивания, где закон Кюри не выполняется, из равенства (M2B1/M1B2)=3La(ξ2)/ξ2 находят функцию Ланжевена La(ξ2), затем определяют Mнас=M2/La(ξ2).

Изобретение может быть использовано при контроле электропроводимости и коррелирующего с ней значения температуры внутренних слоев листа, например, из рафинированной меди - медной рубашки кристаллизатора путем измерения электропроводимости внутренних слоев меди.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля микроструктуры металлической мишени. Варианты реализации настоящего изобретения предоставляют электромагнитный датчик (400) для детектирования микроструктуры металлической мишени, содержащий магнитное устройство (410, 420) для предоставления возбуждающего магнитного поля, магнитометр (430) для детектирования результирующего магнитного поля, индуцированного в металлической мишени; и схему (450) калибровки для создания калибровочного магнитного поля для калибровки электромагнитного датчика.

Использование: для контроля стального листа. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для контроля стального листа содержит магнитооптический элемент, способный определять в качестве оптической характеристики структуру магнитных доменов стального листа, световой источник для облучения магнитооптического элемента линейно поляризованным светом, детектор для обнаружения линейно поляризованного света с плоскостью поляризации, вращающейся в соответствии со структурой магнитных доменов стального листа, которая передается магнитооптическому элементу, и механизм привода для приведения в действие по меньшей мере магнитооптического элемента таким образом, чтобы приводить в контакт стальной лист и магнитооптический элемент, а также отделять их друг от друга.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния металлоконструкций, находящихся в рабочем состоянии. Сущность: на контролируемом участке образца (аналога) элемента (или на действующем элементе) при отсутствии внешней изгибающей силы и при приложении внешней изгибающей силы (в пределах упругих свойств элемента) каждый раз осуществляется намагничивание в целях создания симметричного магнитного поля относительно оси(осей) симметрии геометрической фигуры поперечного сечения элемента.

Использование: для неразрушающего контроля технического состояния нефте- газопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что магнитный дефектоскоп, на котором установлены на магнитах два пояса щеток из ферромагнитного материала, контактирующие с внутренней поверхностью трубопровода, между поясами щеток из ферромагнитного материала в виде кольца на износоустойчивых основаниях установлены блоки датчиков, состоящие из вихретоковых датчиков и датчика градиента постоянного магнитного поля, который в свою очередь состоит из двух магниточувствительных элементов, являющихся полупроводниковыми преобразователями магнитного поля, смещенных на некоторое расстояние друг относительно друга в направлении нормали к контролируемой поверхности, при этом расстояние значительно меньше протяженности помех, при этом применяется система из двух вихретоковых датчиков, плоскости которых перпендикулярны друг другу и направляющей контролируемого трубопровода, при этом применяется амплитудно-фазовая обработка диагностических данных.

Изобретение относится к области судостроения и касается способа определения места нахождения герметизированного отверстия при обрастании, заносе илом или обмерзании подводной части корпуса судна.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для определения содержания феррита в материале и может быть использовано для определения содержания феррита, измерения температурных зависимостей степени ферритизации и определения по ним температур магнитных фазовых переходов магнитных материалов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу и системе для определения магнитной массы железнодорожных вагонов. Способ заключается в том, что для определения магнитной массы железнодорожных вагонов сначала производят калибровку с учетом окружающей температуры, а также насыпной плотности груза в вагонах.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магнитошумовой способ контроля состояния прочности силовых конструкций из ферромагнитных материалов и может найти применение при проведении технического освидетельствования силовых (несущих) конструкций.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания стали на частотах от 1 до 10000 Гц.

Использование: для обнаружения магнитных свойств магнитного материала, содержащегося в листе бумаги. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магнитный модуль, который генерирует магнитное поле, перпендикулярное направлению транспортирования листа бумаги на пути транспортирования и параллельное поверхности транспортирования листа бумаги, причем интенсивность магнитного поля уменьшается по мере транспортирования листа бумаги в направлении транспортирования, а после достижения 0 (нуля) интенсивность магнитного поля увеличивается, при этом направление магнитного поля является противоположным направлением; и множество магнитных датчиков, расположенных в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем в местах, в которых интенсивность магнитного поля взаимно отличается и которые обнаруживают магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого по пути транспортирования, при этом магнитные свойства магнитного материала, содержащегося в листе бумаги, обнаруживаются на основе выходных сигналов указанного множества магнитных датчиков, получаемых при обнаружении магнитного материала. Технический результат: обеспечение возможности создания устройства детектирования магнитного свойства с малыми размерами, выполненное с возможностью дифференцирования и детектирования множества типов магнитных материалов с разной величиной коэрцитивной силы. 13 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к методам контроля фазового состава, и может быть использовано в металлургии, металлообработке, машиностроении, авиастроении для контроля качества продукции и стабильности технологических процессов. Прибор контроля фазового состава стали включает в себя датчик, который состоит из корпуса, выполненного из немагнитного материала, и вторичный прибор со средством алфавитно-цифровой индикации для отображения выходной информации. При этом в корпусе размещены соединенные между собой измерительный трансформатор, состоящий из первичной обмотки возбуждения и вторичной обмотки измерительной, генератор синусоидальных колебаний, датчик-преобразователь тока, цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь. Вторичный прибор дополнительно содержит микропроцессорный модуль, связанный с измерительным трансформатором через приемопередатчик вторичного прибора, связанного с приемопередатчиком датчика посредством радиосигнала, и управляющий амплитудой выходного напряжения генератора синусоидальных колебаний. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности автоматического измерения содержания ферритной фазы в образце или пробе. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх