Устройство для магнитошумовой структуроскопии

 

<»i 789727

Союэ Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.l0.77 (2l ) 2536680/25-28 (51)M. Кл. т.з 01 N 27/8 з с присоединением заявки %

Гооударстееииый комитет (23) Приоритет (53) УХ 620.

Л79Л4 (088.8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23Л 2.80. Бюллетень %47

Дата опубликования описания 25.12.80 (72) Авторы изобретения

В. С. Малышев и Г. В. Ломаев

Ижевский механический институт (7I ) Заявитель (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ

СТРУКТУРОСКОПИИ

Изобретение относится к неразрушающему контролю ферромагнитных материалов и изделий и может быть использовано в,дефектоструктуроскопии для контроля физико-механических и физико-химических свойств материалов.

Известно устройство для контроля ферромагнитных материалов, использующее текущие характеристики магнитного шума, содержащее последовательно вклюто ченные генератор синусоидального тока, преобразователь, измерительный прибор и регистрирующий блок P).

Недостаток устройства †потеря информации о распределении параметров потока по петле гистереэиса, что сни жает точность иэмерейия.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее первый перемегничивающий генератор, последовательно включенные индукционный преобразователь, усилитель, детектор и фильтр, а также индикатор.

Частота среза фильтра низких частот, включенного между детектором и индикатором, для точного воспроизведения огибающей напряжения шума выбирается иэ условия пропускания спектра огибающей и превосходит во много раэ частоту намагничивающего тока. При этом время скользящего усреднения напряжения шума становится малым, что приводит к погрешности воспроизведения огибающей напряжения шума, :обусловленной неповторяемостью эффекта Баркгаузена в различные циклы перемагничивания. Погрешность воспроизведения огибающей напря- жения шума снижает точность и достоверность контроля ферромагнитных материалов методом магнитных шумов (2).

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, т.е. повышение точности и достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым перемагничивающим генератором, сумматором, включенным между выходами генераторов

9727 4 ветви петли гистериэиса 15. Управление ключом 14 производится с помощью блока 13, на вход которого с резистора 6 преобразователя 4 подается напряжение

l7, пропорциональное току в катушке 5.

Ключ 14 открывается, когда напряжение

38 на выходе блока 13 больше нуля, и закорачивает напряжение 19 на выходе детектора 9. Для выделения части маг10 нитного шума, соответствующей восходящей ветви петли гистерезиса 15, ключ14 должен открываться при напряжении на выходе блока 13 меньше нуля. Частота среза фильтра 10 низких частот выбрана

И с целью получения среднего значения напряжения магнитного шума 0ср за период перемагничивания током Д

Смещение точки А по нисходящей ветви петли гистерезиса 1 5 за счет изменещ ния тока 3. приводит к изменению среднего значения напряжения магнитного шума 20 IIа выходе фильтра 10 низких частот. Блок l l определяет скорость изменения среднего значения напряжед ния магнитного шума 21 при изменении тока 1 (dU@p f Й 3 1 ), т.е. находит распределение огибающей напряжения магнитного шума по нисходящей ветви петли гистереэиса. Индикатор l 2 фиксирует выходное напряжение блока ll, При инфраниэкочастотном периоде колебаний генератора 2 огибающая напряжения магнитного шума получается за большое число циклов, перемагничивания

3S током Э и качественно регистрируется по току З„индикатором 12, например инерционным самописцем.

3 78 и намагничивающей катушкой преобразователя, первым дифференцирующим блоком, включенным между выходом фильтра и входом индикатора, последовательно соединенными вторым дифференцирующим блоком, вход которого подключен к преобразователю, и ключом, выход которого соединен с выходом детектора.

На фиг. l изображена блок-схема устройства магнитошулаэвой структуроскопии; на фиг. 2 — эпюры токов и напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит первый генератор трехугольных импульсов, второй генератор 2 трехугольных импульсов, сумматор 3, преобрызователь 4, включающий перемагничиваюшую катушку 5, резистор 6 и измерительную катушку 7, частотноизбирательный усилитель 8, детектор 9, фильтр 10 низких частот, первый дифференцирующий блок lit!, индикатор 12, второй дифференцирующий блок 13 и ключ 14.

Первый Х и второй 2 генераторы соединены со входами сумматора 3, выход которого электрически связан с преобразователем 4, точнее — с началом перемагничиваюшей катушки 5, последовательно с которой включен резистор 6. Измерительная катушка 7 соединена с последовательно соединенными усилителем 8, детектором 9, фильтром 10, дифференцируюшим блоком l 1 и индика тором 1 2.

Дифференцирующий блок 13 входом сое-динен с преобразователем 4, а именно: с концами резистора 6, включенного последовательно с обмоткой 5, а выходом— с входом ключа l 4, выход которого соединен с выходом детектора 9.

Ферромагнитный образец перемагничивается по петле гистерезиса 15 сложным полем 16, созданным в перемагничиваюшей катушке 5 суммой токов 3 и 3g, Токи 3 и 3 генерируются соответственно генераторами l и 2. Частота колебаний генератора 2 задана в интервале, определяемом периодом геиератора l и верхней граничной частотой спектра магнитго шума. Амплитуда тока 3g такова, что при токе, 3:"-0 перемагничивание ферромагнитного образца проводится по предельной петле гистерезиса 15. Магнитные шумы, возникающие при перемагничивании образца, регистрируются измерительной катушкой 7, усиливаются и широко — или узкополосно: ° фильтруются частотно-избирательным усилителем 8, детектируются детектором 9. Ключ 14 предназначен для выделения части магнитного шума, соответствующей нисходящей

Неповторяемость эффекта Баркгауэена ш в различные циклы перемагничивания определяет неповторяемость огибающей напряжения магнитного шума на экране осциллографа при визуальном контроле ферромагнитных материалов в известном устройстве, и является основной причиной возникающих при контроле, ошибок, сле-. дствие которых — снижение надежности и достоверности контроля. Прй использо- вании новых элементов — ключа,. второго генератора трехугольного тока, сумматора

1 двух дифференцирующих блоков в предлагаемом устройстве магнитошумовой структуроскопии устраняется погрешность, обусловленная неповторяемостью эффекта

SS

Баркгаузена в различные циклы перемагничиванйя, путем выделения огибающей напряжения магнитного шума эа несколько циклов перемагничивания током 3 (100 и более). ".Устройство

5 позволяет использовать более точные индикаторы, чем осциллографичесхие.

Сопоставительная проверка показывает

7 что максимальный разброс огибающей напряжения магнитного шума относительно среднего значения за 100 циклов перемагничивания током. 3q в известном устройстве составляет 25%, а в предлагаемом устройстве — не превышает 3%.

Изобретение позволяет расширить сферу применения метода магнитных шумов для контроля хачества и определения физико-механических харахтеристик материалов и изделий, повысить точность и достоверность контроля.

9727 6 включенные индукционный преобразователь, усилитель, детектор и фильтр, а также индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, оно снабжено вторым перемагничивающим генератором, сумматором, включенным между выходами генераторов и намагничивающей катушкой преобразователя, первым дифференцирую10 щим блохом, включенным между выходом фильтра и входом индикатора, последовательно соединенными вторым дифференцирующим блоком, вход которого подключен к преобразователю, и хлючом, выход

15 которого соединен с выходом детектора. формула изобретения

Устройство для магнитошумовой струк- gp туроскопии, содержащее первый перемагничивающий генератор, последовательно

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3,. Дефектоскопия,; l 973, No. 6, е. ll7-3.99, рис. l.

2. Патент ГДР М 7l635, кл. 42 К, 46/03, 1970 (прототип).

789727

Составитель И. Кесоян

Редактор В. Матюхина ТехредМ.Рейвес Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9024/37 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открькрий

3.4.30v5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 б филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4