Устройство для контроля ферромагнитных изделий

 

О П И С А Н И Е н»974240

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф I ,г (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 06.02,01 (2I) 3244351/25-20 с присоелинением заявки Ж (23) Приоритет (5t)M. Кл.

0 01 и 27/83

Государственный комнтет

СССР ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 15. 11. 82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 17. 11. 02 (5З) УДК 620.179. . 14 (080. 8) В.В. Клюев, А.П. Дегтерев, Г,R. J)oìàåB, В.П. Есилевский, А.A. Итин, С.П. Перепелов и А.Г. Пеликан (72) Авторы изобретения!

Ижевский механический институт и Научно-иссл довательскитт----.

4 институт интроскопии (7<) Заявители б

3,„° (54) уСТРОйСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ фЕРРОИАГНИТНЫХ

ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в устройствах для контроля таких ферромагнитных изделий, как проволока, цилиндрические магнитные пленки и т.п.

Известны устройства для неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, основанные на эффекте Баркгаузена, содержацие перемагничивающую

1О и измерительную обмотки, а также блок регистрации, подключенный к измерительной обмотке. Перемагничивающая обмотка создает переменное магнитное поле которое перемагничивает конт1

15 ролируемое изделие. ЭДС от скачков

Баркгаузена, индуцируемая в измерительной обмотке, поступает в блок регистрации, где осуществляется измере" ние ее параметров. По величине последних производится контроль изделия (1).

Недостатком подобных устрой"Ta является трудность фильтрации гармоник частоты перемагничивания, что приводит к необходимости снижения частоты перемагничивания до величины порядка 0,1-1 Гц и, как следствие, к увеличению времени контроля.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля ферромагнит" ных изделий, содержащее последовательно соединенные источник перемен" ного тока, дифференциальный индуктивный преобразователь с перемагничива" ющими и измерительными обмотками и блок регистрации. Контролируемое изделие перемагничивается переменным магнитным полем, создаваемым источником переменного тока. ЭДС от скачков Баркгаузена с выхода индуктивного преобразователя поступает в блок регистрации, где осуществляется измерение заданных количественных характеристик этой ЭДС. На основании результата измерения судят о качестве контролируемого изделия t2j.

3 9742>

Недостаток устройства состоит в том, что при контроле изделий с вы" сокой магнитной проницаемостью ухудшается компенсация гармоник частоты перенагничивания. При этом форма 5 сигнала искажается, что приводит к ухудшению точности измерения, а, следовательно, и к ухудшению достоверности контроля„

Цель изобретения заключается в, 1о повышении точности контроля ферромаг" нитных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенными

k источнику переменного тока после- 1s довательно соединенными усилителемограничителем, инвертором и переклю-, чателем и дополнительной сбмоткой под- магничивания, подключенной к выходу переключателя, второй вход которого щ соединен с вторым выходом усилителяограничителя.

На фиг. 1 приведены графики, иллюстрирующие принцип работы устройства; на фиг. 2 — блок-схема послед" р5 него.

В ряде случаев (контроль материало в с высо кой ма гнитной проницаемостью, разброс коэрцитивной силы материала, наличие постоянных внешних магнитных полей и т.п.) ЗДС приобретает вид e (t) (фиг. 16) за счет несовпадения во времени моментов, соответствующих максимумам интенсивности

ЭДС, Очевидно, подобное искажение сиг" нала значительно увеличивает погрешность измерения характеристик (особенно это относится к измерению среднего числа выбросов). Предположим, что участки ферромагнетика, расположенные в зонах секций измерительной обмотки индуктивного преобразователя, пере ма гни чи ваются полями Н1 (t) и

Н (1) „как показано на фиг. 1а. Пусть первый участок имеет коэрцитивную силу Нс, а второй - Нс. Поскольку

1 в большинстве практических случаев максимум интенсивности ЭДС от скачков

Бар к гауз ена находится в области коэрцитивной силы, то очевидно, максимуму интенсивности от перемагничивания пер50 вого участка будет соответствовать момент времени 11, а второму максимуму - момент t . Смысл компенсации гармоник состоит в совмещении моментов времени t и 4 . Создадим допол- нительное постоянное поле аН. Из rpa" фических построений на фиг. 1а видно, что при этом моменты 1 и 1 совмещаются в точке, а это и требовалось. Однако если в первом полупериоде перемагничивания поле д Н компенсирует разброс коэрцитивной силы, то во вто,ром полупериоде наличие этого поля усугубляет искажения сигнала. Таким образом, направление дополнительного поля необходимо изменять синхронно и синфазно с перемагничивающими полями. Если учесть, что величина компенсирующего поля должна оставаться неизменной для данного образца, то наиболее просто создать это поле с помощью регулируемого усилителя-ограничителя, подключенного к выходу источника переменного тока, и дополнительной обмотки. Для достижения положительного эффекта вышеуказанных элементов недостаточно, так как возможны случаи, когда компенсирующее поле в обоих полупериодах увеличивает искажения сигнала. Необходимо создать возможность фазирования дополнительного поля относительно перемагничиваюцих полей. Это достигается применением инвертора и переключателя, включенных между усилителем-ограничителем и дополнительной обмоткой.

Блок-схема прелоиенного устройства включает источник 1 переменного тока, дополнительную обмотку 2 подмагничивания, перемагничиваюцие обмотки 3 индуктивного преобразователя, контролируемое изделие 4, измерительwe обмотки g индуктивного преобразователя, блок б регистрации, регулируемый усилитель-ограничитель 7, инвертор Й и переключатель 9. Источник 1 питания, дифференциальный индуктивный преобразователь (обмотки 3 и ) и блок 6 регистрации соединены последовательно. Усилитель-ограничитель 7, инвертор 8, переключатель 9 и дополнительная обмотка 2 также соединены последовательно. Кроме того, вход усилителя-ограничителя 7 подключен к второму выходу истоиника переменного то; ка 1, а выход - к второму входу переключателя 9.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 создает переменный ток, который, протекая по обмоткам 3 индуктивного преобразователя, перемагничивает контролируемое изделие 4 и в обмотках 5 наводится ЭДС от скачков

Баркгаузена, поступаюцая на вход блока 6 регистрации. Последний осуществляет функции усиления и измерения

Формула изобретения устройство для контроля ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник переменного тока, диййеренциальный индуктивный преобразователь с перемагничивающими и измерительными обмотками и блок регистрации, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено подключенными к источнику переменного тока последовательно соединенными усилителем-ограничителем, инвертором и переключателем и дополнительной обмоткой подмагничивания, подключенной к выходу переключателя, второй вход которого соединен с вторым выходом усилителя-ограничителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дебектоскопия, h 4, 1977, с. 77-94.

2. Патент СНА Г 3427872 кл. 73-88,$, 1969 (прототип1.

5 97424 заданных характеристик ЭДС. Поскольку перенагничиваюцие обмотки 3 включены встречно, а измерительные - согласно, то в первом приближении гармоники компенсируются так же, как и в про- 5 тотипе. Практически полная компенсация гармоник осуществляется в соответствии с ранее описанным принципом, При этом на вход регулируемого усилителя-ограничителя 7 поступает сигнал с выхода источника 1 переменного тока. Выходной сигнал усилителяограничителя 7 представляет симметричный прямоугольный сигнал, амплитуду которого можно плавно регулировать.

Сигнал далее поступает на инвертор 8, который изменяет его базу на 1800 без изменения амплитуды. На дополнительную обмотку 2 сигнал поступает либо с выхода усилителя-ограничителя 7, 2о либо с выхода инвертора 8, что достигается с помощью переключателя 9, Обмотка 2 создает компенсирующее поле, которое компенсирует как разброс коэрцитивной силы, так и наличие по- 25

- стоянных внешних магнитных полей, ТаГ ким образом, величина компенсирующего поля устанавливается путем регулировки уровня ограничения усилителя-ограничителя 7, а необходимая Фаза - переключателем 9. Это осуществляется либо при визуальном наблюдении сигнала, либо по показаниям обычного вольтметра, минимальным в момент компенсации.

В предлагаемом устройстве практически полностью устранена составляющая погрешности измерения, обусловО 6 ленная нескомпен сиро ванными гармониками частоты перемагничивания. Это означает не только повышенную достоверность контроля, но и возможность контроля таких изделий, как цилиндрические магнитные пленки, поскольку, например, измерение среднего числа выбросов ЭДС от скачков Баркгаузена в таких пленках без компенсации гармоник практически невозмомно.

974240

Составитель В. Филинов

Редактор Г Гербер . Texpee Е.Харитончик Корректор П. Буряк

Заказ 8655/40 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Л-35 Разыская наб. д. 4 5

«аевА А-а.йу»Ь»

----г-------"ДБилиал ППП "Патент","г. Ужгород, ул. Проектная, ч