Устройство для магнитошумовой структуроскопии

 

<ц748238

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОААУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 190678 (21) 2630696/25-28 (53)М. Кл 1

G 01 и 27/86

G 01 R 33/12 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР ио деяам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень 1 1о 26

Дата опубликования описания 180780 (53) УДК 6 20. 1 7 9. .143.08(088.8) (72) Авторы изобретения

В.С. Малышев, В.Л. Смолович, A.Н. Гуляева и Г.В. Ломаев

Ижевский механический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ

СТРУКТУРОСКОПИИ

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий и может быть использовано в дефектоскопии, структуроскопии, в том числе для контроля физико-механических и физико-химических свойств материалов..

Известны устройства для контроля ферромагнитных материалов, использующие текущие характеристики шумов

Баркгаузена.

Известно устройство для контроля параметров ферромагнитных материалов методом магнитных шумов, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь, блок обработки сигнала и регистрирующий блок.

Недостатком известного устройства является влияние формы иэделия на точность измерения.

Известно также устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь, высокочастот- 25 ный фильтр, усилитель, амплитудный селектор и оконечный блок и последовательно соединенные анализатор спектра, детектор, интегратор и делитель напряжения, включенные между выходом усилителя и управляющим входом амплигудногб селектора 1) .

Недостатком этого устройства является влияние формы изделия на точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор, обмотку перемагничивания преобразователя и образцовое сопротивление, последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, усилитель, детектор и фильтр низких частот, а также двухкоординатный индикатор (2j .

Постоянная времени фильтра низких частот выбрана такой, что индикатор регистрирует огибающую .шумов Баркгауэена за один период тока перемагничивания. Контроль проводится визуально по форме огибающей шумов Баркгауэена

Недостатком устройства является то, что кривая огибающей шумов Баркгаузена при контроле образцов одинаковой структуры одного химического состава и с одинаковой термообработкой, но различной формой значительно изменя748238 ет свой вид. Таким образом, при переходе от контроля образцов одной формы к контролю образцов другой формы кривая огибающей шумов Баркгаузена не является достоверным критерием качества образца, что понижает точность контроля.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем устранения влияния формы изделия на результаты измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено первым управляемым усилителем, включенным между фильтром низкой частоты и двухкоординатным индикатором, втсрым управляемым усилителем, включенным l5 между образцовым сопротивлением и двухкоординатным индикатором, последовательно соединенными нуль-органом и измерителем временных интервалов, включенными между образцовым сопро- 20 тивлением и управляющими входами первого и второго управляемых усилителей и ключом, включенным между усилителем и другим входом измерителя временных интервалов. 25

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для магнитсшумовой структуроскопии; на фиг. 2 — графики,поясняющие принцип действия устройства.

Устройство содержит генератор 1 перемагничивающего тока, перемагничивающую катушку 2 и измерительную катушку 3 преобразователя, образцовое сопротивление 4, частотно-избирательный усилитель 5, детектор 6, фильтр 7 З5 низких частот, первый управляемый усилитель 8 с изменяемым коэффициентом усиления, двухкоординатный индикатор 9, нуль-орган 10, измеритель 11 временных интервалов, ключ 12, второй управляемый усилитель 13 с изменяемым коэффициентом усиления.

Устройство имеет два режима рабо=ы: "Настройка" и "Работа". В режиме

"Настройка" ключ 12 замкнут, и устройство автоматически готовится к ра- 45 боте с образцами данной формы. Пусть настройка проводится на образцах, петля гистерезиса которых показана на фиг. 2а (I). При перемагничивании образца полем Н,t) шумы (фиг. 2в) 5р

Баркгаузена возникают при поле Н,, регистрируются измерительной катушкой 3, усиливаются усилителем 5, детектируются детектором 6. Постоянная времени фильтра 7 низких частот такова, что выделяется огибающая шумов

Баркгаузена (фиг. 2г). Сигнал с выхода фильтра 7 низких частот через первый усилитель 8 поступает на вход вертикального отклонения индикатора 9. На вход горизонтального откло- 60 нения через второй усилитель 13 по-. ступает напряжение, пропорциональное перемагничивающему току с сопротивления 4. Индикатор 9 регистрирует картину (фиг. 2д). Масштаб горизон- 65 тального и вертикального отклонения задан коэффициентами усиления усилителей 8 и 13 и определяется состоянием измерителя 11 временных интервалов. Измеритель 11 с нуль-органом

10 и ключом 12 измеряют временной интервал Т (фиг. 2б), пропорциональный величине внешнего поля Н,, при котором начинаются шумы Баркгаузена.

Известно, что внутреннее магнитное поле образца Н Н связано с внешним полем соотношением

Н6Н где и — размагничивающий фактор, определяемый формОй образца, — намагниченность образца.

При этом внутреннее поле образца

Н, при котором начинаются шумы

Баркгаузена (поле старта, не зависит от формы образца, а полностью определяется. свойствами данного ферромагнетика, т.е. величина внешнего поля, при котором возникают шумы

Бар.".гаузена, Н, = Hc> + N13, для образцов с одинаковымй свойствами за висит только от величины раэмагничиваюцего фактора N Измерением временного интервала Т,, пропорционального величине поля Н„, автоматически с помощью усилителей 8 и 13 задает масштабы вертикального и горизонтального отклонения индикатора 9, пропорциональные величине разма1 ничивающего фактора N

В режиме "Работа" ключ 12 разомкнут, и измеритель 11 поддерживает то значение коэффициентов усиления усилителей 8 и 13, которое получено при настройке устройства на эталонном образце. При этом испытуемый образец считается годным при совпадении кривой огибающей шумов Баркгауэена (фиг. 2r) испытуемого образца с кривой огибающей эталонного образца.

При переходе к контролю образцов другой формы устройство проходит настройку на новый эталонный образец замыканием ключа 12. Пусть новые образцы из-эа изменения своей формы (без изменения химического состава и режима термообработки) перемагничиваются по петле гистерезиса,показанной на фиг. 2а (II). Это при=одит к изменению кривой (фиг. 2з) огибающей шумов Баркгаузена на выходе детектора

6 кривой (фиг. 2ж) на выходе, фильтра низких частот и кривой (фиг. 2е), регистрируемой индикатором. Изменением временного интервала (фиг. 2б)

I пропорционального величине поля Н, при котором возникают шумы Баркгаузе.на, автоматически с помощью усилителей 8 и 13 изменяют масштабы вертикального и горизонтального отклонения индикатора 9, пропорционально величине раэмагиичивающего фактора. М .

Таким образом, картина огибающей шумов Баркгаузена (фиг. 2e) трансформируется к виду, показанному на фиг. 2и

748238 и совпадающему с ранее выработанным критерием качества, приведенном на фиг. 2д. Предлагаемое устройство магнитошумовой структуроскопии позволяет контролировать качество образцов различной формы по огибающей шумов Барк- 5 гаузена с устранением мешающего воздействия формы образца. Процесс настройки при этом не превышает по времени процесса определения качества одного образца. t0

Применение новых блоков — двух усилителей с изменяемым коэффициентом усиления, ключа, нуль-органа и измерителя временных интервалов, устраняет необходимость использования большого числа критериев качества,со- ответствующих образцам различной формы. Это приводит к повышению точности измерения при контроле и упрощает процесс контроля, следствием чего яв- о ляется повышение надежности контроля. !

Формула изобретения

Устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор, обмотку перемагничивания преобраэователя и образцовое сопротивление, последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, усилитель, детектор и фильтр низких частот, а также двухкоординатный индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения влияния формы изделия на результаты измерения, оно снабжено первым управляемым усилителем, включенным между фильтром низкой частоты и двухкоординатным индикатором, вторым управляемым усили-. телем, включенным между образцовым сопротивлением и двухкоординатным индикатором, последовательно соединенным нуль-органом и измерителем временных интервалов, включенными ме.кду образцовым сопротивлением и управляющими входами первого и второго управляемых усилителей и ключом, включенным между усилителем и другим входом измерителя временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 549729, кл. G 01 N 27/72, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 557335, кл. G 01 R 33/12, 1975 (прототип).

748238

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делай изобретений и открытий

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

Заказ 4351/10. Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Матвеев

Редактор Ю. Петрушко Техред М. Петко Корректор Ю.Макаренко