Способ контроля глубины упрочненного слоя ферромагнитных изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>970205 (61) Дополнительное к авт. саид-ву % 868371 (22) Заявлено 17.03.83. {21) 3260818/25-28 (51)М. Кл.

С,01 8 27/90 с присоединением заявки И

Гоеударетмнный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23 } Приоритет

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень М 40 (53) УДК 620.179..14 (088.8) Дата опубликования описания 01.11.82

Н. Н. Зацепин и Б. П. Коренной (72) Авторы изобретения

Институт прикладной .физики АН Белорусскоф ССР "- °, (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ УПРОЧНЕННОГО

СЛОЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ1

Изобретение относится к неразрушаю;шйм методам контроля толщины упрочненно- го слоя термообрабатываемьГх изделий и мс нсет быть использовано во всех областях ма- г шиностроения.

По основному авт. св. СССР ¹ 868373 известен способ контроля глубины упрочненного слоя ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что над изделием размещают источник тока, в поле этого источника размещают преобразователь нормальной и тангенпиальной составляющих магнитного поля и измеряют сигнал на выходе преобразователя, координаты размещения преобразователя сначала опраделяют из условия равенства сигналов нормальной и тангенциальной составляющих без изделия, а затем при наличии изделия без упрочненного слвя, находят разность измеренных сигналов и по ней определяют глубину упрочненного слоя, причем для определения координат; размещения преобразователя сначала перемешают его в радиальном направлении и по углу относи2 г тельно йсточника тока до получения ра- венства нормальной и тангенциальной со-4 ставляющих сигналов без изделия по най денной точке определяют радиальное направление размещения преобразователя, 5. а затем преобразователь перемешают в найденном радиальном направлении до по лучения равенства нормальной и тангенциальной составляющих сигналов при наличии изделия без упрочненного. слоя (.11.

Недостатком способа является низкая достоверность контроля в связи с тем, что на результаты контроля влияет mMeпение электромагнитных свойств упрочненного слоя и колебания величины возбуж15 дающего поля.

Бель изобретения - повышение достоверности контроля.

Цель достигается тем, что в способе „контроля глубины упрочненного слоя ферромагнитных изделий, заключающегося в том„что над изделием размещают источник тока, в поле этого источникаразмеша; ют преобразователь нормальной и тангенмали 6 вдоль поверхности изделия 1, Х -опорный преобразователь-градиентомер S размещают также на расстоянии

d от поверхности изделия 1 и смешают параллельно поверхности изделия 1 по направлению от нормали 6 на расстояние с ; измеряют разность их сигналов.

Для определения толщины упрочненного слоя 2 вычисляют отношение указанной величины разности составляющих к величине разности градиентов напряженности вторичного магнитного поля.

Способ поясняется на примере источника поля, выполненного в виде прямого провода.

На расстоянии о" от поверхности контролируемого изделия 1 располагают преобразователь 4 нормальной и тангенциальной к поверхности изделия состав ляющих напряженности магнитного полн с одинаковымй коэффициентами преобра зовайия К, На контролируемое юделие

1 действует переменное магнитного поле от источника, расположенного в непосред- ственной близости от поверхности изделия. Если перемешать одновременно пре образователь 4 нормальной и тангенциальной составляющих в радиальном направлении под углом Jl /4 с нормалью к ловерхности изделия, то соединенные встре-! чная они дадут выходной сигнал, ЭДС кото

Таким образом, выходная ЭДС дифференциального преобразователя 4 пропорциональна разности градиентов составляющих и контролируемому параметру 3толщине упрочненного слоя.

Над контролируемым изделием располагают g -опорный преобразователь-градиентомер 7, Х-опорный преобразовательградиентомер 8, имеющие одинаковые коэффициенты преобразования К> в точках, в которых равны нулю градиенты второго порядка от соответствующих составляющих. напряженности вторичного магнитного по-, ля. Для 2 -опорного преобразователяграндиентомера 7 это выполняется в точс координатами $ = "Я ° «, для Х" опо ного преобразователя-градиент ;омера 8— в точке с координатами ) -„ О

Соединенные встречно, эти цреобразсватели-градиентомеры дают сигнал, выходная ЭДС которого

3 . 97020 циальной составляющих магнитного поля и измеряют сигнал на выходе преобразовата ля, координаты размещения преобраэова» теля сначала определяют иэ условия равенства сигналов нормальной и тангенциальной составляющих без изделия, а затем при наличии иэделия без упрочненного слоя, находят разность измеренных сигналов и по ней определяют глубину упрочненного слоя, а для определения координат разме- 10 щения преобразователя сначала перемеща-, ют его в радиальном направлении и по углу относительно источника тока до получения равенства нормальной и тангенциальной составляющих сигнала без изде- !5 лия, по найденной точке определяют радиальное направление размещения преобразователя, а затем преобразователь перемешают в найденном радиальном направлении до получени равенства нормальной 20 и тангенциальной составляющих сигналов при наличии иэделия беэ упрочненного слоя, над .поверхностью изделия дополнительно размещают преобразователи-градиентометры, координаты размещения которых выбирают из условия равенства нулю градиентов второго порядка от составляющих .напряженности вторичного магнитного поля, измеряют градиенты нормальной и тангенциальной составляющих напряжен- З0 ности магнитного поля, находят их разность и по величине отношения разности измеренных сигналов к разности градиентов напряженности магнитного поля преобразователей-градиентомеров судят

35 об измеряемой глубине.

На чертеже дано взаимное расположеRHe источника электромагнитного поля, преобразователей и контролируемого изделия е

Для практической реализации предла- гаемого способа в непосредственной бли . зости от поверхности контролируемого изделия 1 с упрочненным слоем 2 размещают линейный проводник 3 с током. Пре45 образователь 4 нормальной и тангенциальной к поверхности изделия 1 составля.ющих напряженности магнитного поля устанавливают на прямой 5, лежащей в радиальном направлении к линейному про. воднику 3 и составляющей угол Х/4 с

50, направлением нормали 6 к поверхности иэделия 1, и на расстоянии Ф от поверхности иэделия 1 определяют разности

m сигналов. 2. -.опорный преобразователь-градиентомер 7 размещают также на расстоянии д от поверхности изделия 1 и смешают на расстояние в (3 раэ больше У по направлению от норЙ 7b208

Разделив величину ЭДС выходного сщ нала преобразователя 4 нормальной и тангенциальной составляюших напряженностей магнитного поля на величину ЭДС выходного сигнала дифференциального опорного преобразователя-градиентомера, получим где коэффициенты D К и К не зависят от электромагнитных свойств контролируемого изделия.

Ч аким образом, выходной сигнал, полученный от деления величины ЭДС сигнала преобразователя 4 на величину ЭДС сигнала от двух преобразователей-градиентомеров 7 и 8 нормальной и тангенциальной к поверхности иэделия составляю- 25 ших напряженности вторичного магнитного поля, имеюших координаты размэшения, удовцетворяюшне условию равенства нулю градиентов второго порядка и.включенных по дифференциальной схеме, пропорционален толшине упрочненного слоя 8 и не зависит от электромагнитных свойств контролируемого изделия.

Использование предлагаемого способа обеспечивает более высокую точность измерении по сравнению.с базовым прибо-, ром КИФМ 1, так как результаты saMeрения- не зависят от изменения электромагнитных свойств изделия, а также от колебаний величины воэбуждаюшего поля.

Формула изобретения

Способ контроля глубины упрочненного слоя ферромагнитных иэделий по авт.св.

СССР % 868371, отличающийся

J тем, что, с целью повышения достоверности контроля, над поверхностью изделия дополнительно размещают преобразователи-градиентомеры, координаты раэмешения которых выбирают из условия равенства нулю градиентов второго порядка от составляюших напряженности вторичного магнитного поля, измеряют гра диенты нормальной и тангенпиальной сос» тавляюших напряженности магнитного поля, находят их разность и по величине отношения разности измеренных сигналов к разности градиентов напряженности мц нитного поля преобразователей-.градиенто меров судят об измеряемой глубине.

Ис.гочники информации, принятые во внимание при ezcneprsae

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 868371, кл. G 01 N 27/90, 1979 ( ВНИИПИ Заказ 8377/50 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4