Способ стуктуроскопии ферромагнитных материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублмк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 23.U5 78(21) 2619847/25-28 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 1 09,80. Бюллетень Мо 34

Дата опубликования описания 19.09. 80 (зцм. к .

6 01 N 27/90

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 6 20 . 1 79 .14 (088.8) (72) Автор изобретения

Р. Е. Ершов (71) Заявитель

Инстйтут физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения АН СССР (54) СПОСОБ СТРУКТУРОСКОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к средствам структуроскопии материалов по электромагнитным параметрам и может быть использовано для контроля качества структуры ферромагнитных материалов, 5 например, отсутствие дефектов, качество термообработки.

Известен способ контроля физического состояния ферромагнитных сталей методом вихревых токов (1), заключаю- 10 щийся в том, что сигнал, снимаемый с вихретокового датчика, обрабатывают с помощью электронной аппаратуры и представляют в виде положения точки на экране осциллографа, на вертикаль- 15 ные отклоняющие пластины которого подается постоянное напряжение, пропорциональное квадрату эффективного значения напряжения сигнала датчика, а на горизонтальные — пропорциональное 20 отношению амплитуды одной из высших гармоник сигнала к его эффективному значению. При этом напряжение на вертикальных отклоняющих пластинах характеризует магнитную проницаемость 25 контролируемой детали, а на горизон-. тальных - форму петли гистерезиса, Ф.е..положение светящейся точки на экране осциллографа характеризует физическое состояние контролируемой де- 30 тали, связанное с ее магнитными параметрами.

Однако в указанном способе контроля требуется постоянство остальных параметров контролируемого образца (размеры, электропроводность), так как их изменение также влияет на положение светящейся точки на экране осциллографа.

Известен наиболее близкий по техническому решению к предложенному способ структуроскопии ферромагнитных материалов(2), заключающийся в том, что в трансформаторном преобразователе контролируемый образец перемагничивают поочередно полями разных частот, выделяют гармоники этих частот и по соотношению их фаз судят о результатах контроля.

Однако достоверность контроля этим способом недостаточная, т.к. на его результаты также влияет нестабильность электропроводности и размеров образца материала.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля. ,Цля этого фиксируют значения амплитуд полей, при которых фазы третьих

763774 гармоник имеют максимум, определяют магнитные параметры по Формулам:

„Н вЂ” — „Н при Н (Нс при g>,Нс, Устройство работает следующим образом.

В первый такт работы коммутатора

3 электронный ключ 4 подсоединяет к 4Q преобразователю 8 генератор 1, во второй такт работы - генератор 2. При этом контролируемое иэделие, находящееся в преобразователе, поочередно намагничивается двумя переменными по- 45 лями частот f и f . Напряжение, подаваемое на первичную обмотку преобразователя, поступает на ключ 5, а вторичная ЭДС вЂ” на ключ 6. Оба эти ключа управляются коммутатором 3, поэтому в первый такт его работы напряжение частоты f и вторичная! ЭДС полученная в поле этой частоты, будут подаваться на фазометр 9, а во второй такт работы коммутатора напряжение частоты и соответствующая вторичная ЭДС вЂ” на фазометр 10. В этих фазометрах происходит выделение третьей гармоники вторичной ЭДС частотой 3f и 3f!, утроение частот f è !!(создание опорного напряжения) и измерение Фазы тре- ц) тъей гармоники вторичных ЭДС. Блок

11 выполнен по схеме, срабатывающей Р Д аЭ= Н вЂ” — Н„, Pf g„ Д У где И. — частота одного из намагничивающих полей;

Н! г — частота другого намагничивающего поля;

Н;„-. амплитуда поля частоты f, при которой наблюдается максимум фазы третьей гармоники вторичной ЭДС; !!

Н вЂ” то же для частоты f !!

Нс — коэрцитивная сила; начальная проницаемость; — коэффициент Релея; !! — максимальная проницаемость; а „ ) ; 20

Ьэ — индукция насыщения. и по полученным параметрам судят о качестве структуры материала.

На Фиг. 1 показана блок-схема устройства для реализации способа; 25 на фиг. 2 - зависимость |i/Ф и аВ8 от содержания углерода в стали; на фиг. 3 — график зависимости оВ от температуры закалки стали ШХ-15.

Устройство состоит из генераторов

1 и 2, коммутатора 3, управляемых электронных ключей 4, 5, б, 7 трансформаторного преобразователя 8, фазометров 9 и 10 на частотах 31 и 3f" следящего блока 11, вычислительного блбка 12, регистрирующего блока 13. при достижении максимума Фазой третьей гармоники, определяемой в фазометрах

9 или 10. При срабатывании схемы открывается ключ 7, и сигнал, пропорциональный амплитуде поля в преобразователе 8 в этот момент, поступает в вычислительный блок 12. Работа этого блока управляется коммутатором 3 таким образом, что в первый такт его работы поступающая амплитуда поля умножается на множитель У У- ) (или

Ди же ), а во второй- на мно ) 1 (14 житель|/(f-Х )(или же ) .Оба эти ! Г

ЧГ -4f"" произведения в блоке 12 вычитаются друг из друга и разность поступает на региотрирующий блок 13.

По графикам, приведенным на фиг.2 и 3, определяют функции содержания углерода в стали и температуры закалки от полученных параметров.

Формула изобретения

Способ структуроскопии Ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что в трансформаторном преобразователе контролируемый образец перемагничивают поочередно полями разных частот, выделяют гармоники этих частот и по соотношению их фаз судят о результатах контроля, о т л и ч а юшийся тем,,что,.с целью повышения достоверности контроля, фиксируют значения амплитуд полей, при которых фазы третьих гармоник имеют максимум, определяют магнитные параметры по формулам; а 8",(Р !-„Н,„ —,- — „Н„П пРи Н Нс, где f - первая рабочая частотд) ! вторая рабочая частота;

Н вЂ” амплитуда поля частоты ! при которой наблюдается максимум фазы третьей гармоники вторичной ЭДС, ̈́— то же для частоты

Ц !!

Н вЂ” коэрцитивная сила; ! ц — начальная проницаемость; коэффициент Релея, ) !!!! — максимальная проницаемость, а 1 1/рай!,!

В - индукция насыщения

5 и по полученным параметрам судят о качестве структуры материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 282723, кл. 9 01 N 27/86, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 564589, кл. Я 01 М 27/86, 1975 (прототип).