Устройство для определения магнитной текстуры листового проката сталей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 742842 (61) Дополнительное к iiBT. свил-ву (22) Заявлено 07.03.78 (21) 2588157/18-21 (5l )Nti. Кл.

G 01 R 33!12 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений н открытий

Опубликовано 25 06 80 Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 621. 317. .44 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. А. Мельгуй и С. Г. Саццомирский

Отдел физики неразрушающего контроля АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОЙ

ТЕКСТУРЫ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА СТАЛЕЙ

Изобретение относится к области измерения электрических и магнитных величин и может быть использовано для неразрушающего контроля магнитной текстуры в листовых материалах.

Известно устройство для определения степени совершенства кристаллографической текстуры на целых листах магнитных материалов, содержащее датчик, с корпусом которого соединена ось ротора электродвигателей постоянного тока, причем на ось высажены токосъемные кольца. Ось ротора проходит через две втулки, запрессованные в статор, который выполнен в виде кольцевого постоянного магнита со скосами в нижней части (1).

Недостатком такого устройства является наличие в датчике вращающихся частей, что вносит большие трудности в процесс -изготовления датчика из-эа сложности центровки системы. Кроме того точность измерений понижается из-за изменения величины зазора между исследуемым образцом и вращающейся частью датчика. Изменения зазора обусловлены неизбежной вибрацией.

Наиболее. близким техническим решением

Ю к предлагаемому является преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов, содержащий многополюсную магнитную систему и размещенные на ней измерительную и намагничивающие обмотки.

Магнитная система выполнена в виде многолучевой крестовины, образованной из П-образных магнитопроводов с общим центральным стержнем в их пересечении. Количество пери10 ферииных полюсов магнитной системы выбрано равным 8. Измерительная обмотка размещена на центральном стержне, а намагничивающие обмотки размещены на каждом из стержней магнитной системы и соединены с коммутатором (2).

Для измерения магнитной анизотропии устанавливают преобразователь на поверхность I контролируемого изделия. Обеспечивают известный зазор между преобразователем и изделием Подключают питание к намагничнвающей обмотке центрального стержня и отключают все другие намагничивающие обмотки.

В этом случае ЭДС, снимаемая с измеритель742842

3 ной обмотки, практически не зависит от текстурованности исследуемого объекта, а зависит от его магнитных свойств. По величине этой

ЭДС судят об идентичности магнитных свойств контролируемого иэделия и предварительно ис5 следованного эталона с известной анизотропией, Для определения магнитной текстуры выбирают пару периферийных полюсов магнитной системы, расположенных друг против друга.

Их обмотки включают встречно с обмотками другой аналогичной пары, Измеряют сигнал, снимаемый с. измерительной обмотки. Затем поступают аналогично со второй, третьей, четвертой парой противоположных полюсов магнитной системы. По полученным результатам судят о магнитной текстурованности исследуемого объекта.

Недостаток такого преобразователя в необходимости проведения дополнительных расчетов для определения величины и направления магнитной текстурованности исследуемого объекта, чтО снижает производительность труда при работе с практическим устройством. Кроме того, преобразователь дает сведения о текстурованности исследуемого объекта только в случае, если объект имеет одноосную текстуру и, в то же время, не позволяет определить тип теКстуры без дополнительных операций. Это снижает уверенность в результатах контроля и сужает область применения устройства. 30

Цель настоящего изобретения — повышение точности измерения магнитной текстуры.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее многополюсную магнитную систему с размещенными на ней возбуждающей и измерительными обмотками, генератор переменного тока и индикатор снабжено последовательно соединенными выпрямителями и ключами, количество которых равно количеству переферийных полюсов, последовательно со- 4„ единенными сумматором и фильтром и последовательно соединенными генератором импульсов постоянной частоты и кольцевым счетчиком, выходы которого подключены ко вторым входам ключей, измерительные обмотки соедийены со входами через выпрямители, выходы ключей соединены со входами сумматора, а выход фильтра соединен с индикатором.

Возбуждающая обмотка размещена на центральном полюсе магнитной системы, а измерительные — на периферийных полюсах, причем количество периферийных полюсов М > 48.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 — конструкция магнитной системы; на фиг. 3 — вид сигнала на выходе сумматора в случае отсутствия (Ио) и наличия (И1) у исследуемого объекта магнитной текстуры.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, воэбуждаюц1ую обмотку 2, набор и индикаторных обмоток 3, N выпрямителей 4, N ключей 5, сумматор б, фильтр 7, индикатор

8, генератор 9 импульсов постоянной частоты f и кольцевой счетчик 10.

Многополюсная магнитная система содержит центральный полюс 11 и М периферийных полюсов 12, расположенных симметрично относительно центрального.

Возбуждающая обмотка 2 размещена на центральном полюсе 11 многополюсной магнитной системы и соединена с генератором 1 переменного тока. N одинаковых индикаторных обмоток 3 размещены соответственно на периферийных полюсах 12 многополюсной магнитной системы и соединены с входами выпрямителей 4. Выходы выпрямителей 4 через ключи соединены с входами сумматора б. Выход сумматора 6 через фильтр 7 соединен с- индикатором 8. Управляющие входы ключей 5 соединены соответственно с выходами кольцевого счетчика 10. Счетный вход кольцевого счетчика 10 соединен с генератором 9 импульсов постоянной частоты.

Устройство работает следующим образом, Многополюсная магнитная система установлена на поверхность контролируемого объекта.

При пропускании тока по возбу>кдающей обмотке 2 и в магнитной цепи возникает магнитный поток. Этот поток разделяется на М частей по каждому из магнитопроводов, содержащих определенный периферийный полюс многополюсной магнитной системы 12, центральный полюс 11 и участок исследуемого объекта, лежа-. щий вдоль прямой, их соединяющей. Величина каждого из этих потоков зависит от тока возбуждающей обмотки 2 и магнитного сопротивления объекта в соответствующем радиальном направле щи. В каждой нз индикаторных обмоток 3 индуцируется ЭДС, величина которой пропорциональна потоку в соответствующем радиальном направлении. Постоянные напряжения, снимаемые с выходов выпрямителей с помощью ключей 5, кольцевого счетчика 10, генератора импульсов постоянной частоты 9 и сумматора б, преобразуются в последовательность импульсов длительностью, амплитуда которых пропорциональна соответствующему постоянному напряжению (фиг. 3).

На иэотропном материале сигнал на выходе сумматора имеет вид И>.

В случае наличия у исследуемого объекта магнитной текстуры сигнал на выходе сумматора будет иметь вид И1 Огибающая этих импульсов характеризует магнитную текстуру, а разность И „— И, пропорциональная разности Ф вЂ” Ф .„, характеризует отклонение

max пип от изотропности. Кольцевой счетчик собран так, 742842 крытом состоянии находится только один ключ 1о и происходит последовательное их включение с частотой f, то сигнал на выходе сумматора имеет вид, показанный на фиг. 3. Этот сигнал можно наблюдать на экране осциллографа, подключив его выход к выходу сумматора. Импуль-15 сы синхронизации развертки можно взять с любого из выходов кольцевого счетчика 10. С помощью фильтра 7 выходной сигнал сумматора б отфильтровывается от постоянной составляющей и его амплитуда измеряется индикатором 8. По gp показаниям индикатора можно судить об отклонении магнитных свойств исследуемого объекта от изотропности. Датчик устанавливается на исследуемый лист стали без какой-либо ориентации относительно предполагаемого направления 25 осей текстуры. Относительная ошибка, возникающая из-за этого, при числе каналов N >48, в случае одноосной текстуры, как локазывают расчеты, не превышает 1%, Информацию о типе текстуры и о направле- çp нии осей текстуры можно получить из анализа формы сигнала на экране осциллографа. О типе текстуры судят по числу импульсов от начала развертки до экстремальных значений огибающей. В случае необходимости в практичес- з5 ком устройстве можно ввести блок, который будет осуществлять индикацию количества и направления осей магнитной текстуры (от центра в направлении какого полюса).

Верхняя граница частоты генератора импуль- 4ц сов постоянной частоты определяется быстро- . действием ключей f « f „, нижняя — необходимостью получить на выходе сумматора полезный сигнал достаточно высокой частоты.

Отстойка от влияния зазора сводится к 45 увеличению его до такой величины (1 — 1,5 мм), когда незначительные его колебания от полюса к полюсу, связанные микронеровностями листа, вносят искажения, не выходящие из заданных пределов точности измерения. 50

Величина тока в возбуждающей обмотке, при котором будут проводиться измерения

1. Устройство для определения магнитной текстуры листового проката сталей, содержащее многополюспую магнитную систему с размещенными на ней возбуждающей и излтсрительными обмотками, генератор переменного тока и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения точности измерения магнитной текстуры, оно снабжено последовательно соединенньпш вьшрямителямп н клю, чаля, количество которых равно количеству переферийных полюсов, последовательно соединенными сумматором и фильтром и последовательно соединеннылги генератором импульсов постоянной частоты и кольцевым счетчиком, выходы которого подключен ко вторым входам ключей, измерительные обмотки соединены со входами выпрямителей, выходы ключей соединены со входами сумматора, а выход фильтра соединен с индикатором.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что возбуждающая обмотка магнитной системы размещена на центральном по-. люсе, а измерительные — на переферийных полюсах, причем количество переферийных полюсов N > 48. что высокий потенциал находится только HB одном из N его выходов, а на остальных выходах — низкий потенциал. Импульсы с генератора импульсов постоянной частоты последовательно передвигают этот высокий потенциал от одного выхода счетчика к другому. Тем самым они последовательно открывают ключи 5, которые осуществляют коммутацию выпрямителей 4 с сумматором 6. Так как в от6 магнитной текстуры, выбирается в зависимости от параметров многополюспой магн тпой системы и магнитных свойств исследуемого объекта

Использование укаэанного устройства позволяет исключить иэ преобразователя все вращающиеся части и в процессе измерения исключить операции вращения преобразователя относительно своей оси симметрии для определения типа и величины текстуры. Устранена также необходимость нескольких измерений с последующими расчетами. Все это позволяет повысить точность и производительность труда при контроле. Простота измерения при достаточной его точности делают удобным использование устройства при контроле магнитной текстуры стали в производственных условиях.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 473134, кл. G 01 R 33/12, G 01 8 33/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР N 373513, кл..G 01 R 1/!2, 1970.

742842

Составитель Е. Данилина

Техред Р.Олнян

Корректор Н. Стец

Редактор 3. Шубенко

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3612/12 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5