Устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов

 

Союз Советскии

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i»903758 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 20.05.80 (21) 2926927/25-28 (53)M. Кл. с присоединением заявки №

G 01 N 27/90 квеулврстееииый комитет

СССР (23) Приоритет

16 аелаи изобретений и открытий

Опубликовано 07. 02.8? . Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 10.02.82

f53) УДК 620.

° 179 ° 14 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Э. Дрейзин, В.И. Иванов, А.П. Дегтерев- и В.В; Клюев. ( (Курский политехнический институт и Науч исследовательский институт интроскопии (7l) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТ%РОСКОПИИ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к средст вам электромагнитной структуроскопии и может быть использовано для контроля структурно-механических характеристик ферромагнитных материалов.

Известно устройство контроля физико-механического состояния и структурных свойств ферромагнитных материалов, содержащее генератор, преобразователь, фазочувствительный блок, фильтр, широкополосный усилитель, второй детектор и блок автоматики.

Устройство позволяет по совокупности сигнала магнитного шума и сигнала основной частоты выделять сигнал,. характеризующий годность изделия(1) .

Однако измерение распределения импульсов по амплитудам или длительностям и использование результатов этих измерений для контроля материала сопряжено с существенным усложнением аппаратуры структуроскопа.

Контроль же структурного состояния металла по одному.- единственному интегральному параметру - .числу скачков

Баркгаузена — обладает низкой достоверностью из-за влияния на этот параметр изменения структурных свойств материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, сото держащее последовательно соединенные генератор, магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, коммутатор и счетчик

15 импульсов.

Коммутатор пропускает на счетчик импульсы ЭДС; от скачков Баркгаузена в течение полуцикла перемагничивания, причем фаза управляющего коммутато20 ром сигнала обусловливается задачей контроля (?3, Недостаток известного устройства низкая достоверность контроля вслед-. ствие малой информативности одномер15

Эо

50 з 90 ного измерительного сигнала, на величине которого сказывается влияние различных структурных и механических свойств материала, Цель изобретения — повышение достоверности контроля структурно-ме" ханических характеристик ферромагнитных материалов.

Поставленная цель достигаеlся тем, что устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор, магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, коммутатор и счетчик импульсов, снабжено процессором, оперативным и постоянным запоминающими блоками, блоком сравнения и формирователем строба, входы блока сравнения соединены с выходами генератора и постоянного запоминающего блока, подключенного к генератору, а выход — через формирователь строба — с коммутатором, выходы процессора соединены со входами счетчика, оперативного и постоянного запоминающих блоков, а вход — с выходом оперативного запоминающего блока, другой вход которого соединен с выходом счетчика.

На чертеже представлена " блок-схема устройства для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных изделий.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 пилообразного тока, магнитоиндукционный преобразователь 2, усилитель 3, амплитудный селектор 4, коммутатор 5, счетчик 6 импульсов. Генератор 1 выполнен по схеме цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и содержит управляемый генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик и собственно ЦАП (не показаны). Селектор 4 снабжен схемой регулирования порога амплитудной селекции, причем эта схема также выполнена на основе ЦАП.

Устройство содержит блок 7 сравнения, формирователь 8 строба, оперативный запоминающий блок 9, постоянный запоминающий блок 10 и процессор 11. Входы блока 7 сравнения соединены с выходами генератора 1 и постоянного запоминающего блока 10, который подключен к генератору 1, а выход — через формирователь 8 строба — с коммутатором 5. Выходы процессора 11 соединены со входами счетчи3758

4 ка 6, <ин дагивного и и>стоянн >г э запоминающих блоков 9 и 1О, а вход с выходом оперативного запоминающего блока 9, другой вход которого соеди5 нен с выходом счетчика 6.

Устройство работает следующим образом, С аналогового выхода генератора на преобразователь 2 подается симметричный линейно изменяющийся (пилообразный) ток намагничивания. Возникающие в контролируемом материале необратимые скачки намагниченности создают в магнитоиндукционном преобразователе 2 поток импульсов ЭДС, которые усиливаются в усилителе 3 и через амплитудный селектор 4 и коммутатор 5 поступают на счетный вход счетчика 6.

Величина порога, íà котором происходит отсечка импульсов, задается по цифровому входу селектора 4 из постоянного запоминающего блока 10.

В последнем хранятся также коды координат, выбранных для измерения точек петли гистерезиса, границы окрестности каждой из указанных точек и значения скоростей перемагничивания, используемых при контроле. ! (оммутатор 5 пропускает импульсы на счетчик б только db время действия строба, вырабатываемого формирователем 8 по выходным сигналам блока 8 сравнения, причем начало и конец каждого строба задаются моментами совпадения значения тока намагничйвания с числовыми величинами, которые соответствуют границам окрестности каждой точки измерения. Эти числовые величины подаются на блок 7 сравнения из постоянного запоминающего блока 10 по команде процессора 11.

За один цикл перемагничивания устройство выполняет измерение числа импульсов ЭДС от магнитного шума во всех заранее выбранных точках петли гистерезиса, при этом результаты измерения в каждой точке по команде из процессора 11 переписываются из счетчика б в оперативный запоминающий . блок 9. Затем этот цикл измерения повторяется при всех заранее определенных сочетаниях значений порога амплитудной селекции и скорости перемагничивания, устанавливаемых по сигналу процессора 11.

s5 После окончания указанной програм.мы измерений накопленная совокупность результатов используется для вычисления количественных характеристик

9037 структурного состояния и механических свойств контролируемого материала. С этой целью процессор 11 производит решение многофакторных уравнений регрессии.

Использование многомерного измерительного сигнала, формируемого по результатам измерения текущего значения количества импульсов в нескольких точках петли гистерезиса при раэ- lg личных сочетаниях уровня амплитудной селекции и скорости перемагничивания, позволяет производить избирательный контроль таких структурно-механических характеристик ферромагнитного ма- 1 териала, как твердость поверхностного слоя после термообработки, глубина азотированного слоя; величина остаточных внутренних напряжений в металле, что, в конечном счете, повыша-gg ет достоверность контроля материалов.

Формула изобретения

Устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных мате58 d риалов, содержащее последовательно соединенные генератор, магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, коммутатор и счетчик импульсов, о т л и ч а ющ е е.с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено процессором, оперативным и постоянным запоминающими блоками, блоком сравнения и формирователем стро" ба, входы блока сравнения соединены с выходами генератора и постоянного запоминающего блока, подключенного к генератору, а выход - через формирователь строба — с коммутатором, вы" ходы процессора соединены со входами счетчика, оперативного и постоянного запоминающих блоков, а входс выходом оперативного запоминающего блока, другой вход которого соединен с выходом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И .532802, кл. G 01 N 27/86, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

11 658463, кл. G Ol N 27/86, 1976 (прототип).

8НИИПИ Заказ 102/25 Тираж 882 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4