Способ многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнитных изделий

 

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к Авторском свидетельств и>978029 (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09.02,81 (2I ) 3244286/25-28 с присоединением заявки .% (23) Приоритет—

Опубликовано 30. 11.82. Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (51)М. Кл.

G 01 М 27/90

3Ьаударетвапа6 комитет

СССР ао делен изобретений н открытки (53) УДК620.179.. 14 (088.8) В. М. Возмитель, А. Н. Плахотнюк, Г, H. Олйфирейко, Т. И. Ярошко и В. П. Курилов !:

Ф (72) Авторы изобретения

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени (7l ) Заявитель политехнический институт (54) СПОСОБ МНОГОПАРАМЕТРОВОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к нераэрушаюшему контролю и может быть использовано для структуроскопии ферромагнитных изделий.

Известен способ многопараметрового5 электромагнитного контроля, заключающийся в том, что на контролируемое иэделие воздействуют с помошью электромагнитного преобразователя гармонически изменяющимся магнитным полем, получают огибающую сигнала электромагнитного преобразователя, выделяют, используя преобразование Фурье, спектральные составляющие полученной огибающей и по совокупности спектральных составляюших определяют качество контролируемого иэделия (1).

Недостаток известного способа состоит в низкой надежности контроля, что 2ц связано с усреднением информации о со- . стоянии контролируемого изделия за период изменения возбуждающего тока при использовании преобразования Фурье.

;Наиболее близок к предлагаемому w, технической сущности - способ многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, заключающийся . в том, что с помощью электромагнитного преобразователя последовательно воздействуют на контролируемое изделие гармонически изменяющимся магнитным полем при. различных значениях амплитуды возбуждающего тока электромагнитного преобразователя, первое значение тока устанавливают из условия выполнения линейной зависимости между напряженностью магнитного поля, воздействующего на изделие, и магнитной проницаемостью последнего, второе значение тока устанавливают из условия равенства постоянной составляющей воздействующего магнитного паля коэрцитивной силе материала иэделия, большей переменной составляющей этого поля, получают огибающие сигнала электромагнитного преобразователя, выделяют, используя преобразование Фурье, спектральные составляющие полученной

3 9780 огибающей сигнала и по полученным спектральным составляюшим определяют качество контролируемого изделия f2).

Однако и этот способ не обеспечивает необходимой надежности контроля, так как > исследование спектральных составляюших в базисе ортогональн)ых тригонометрических функций приводит к усреднению информациии о состоянии кон троли руе мого изделия за период изменения воэбуждаюшего l)1) тока, Цел изобретения -- повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнчтных иэделий, эаключаюшемуся в том, что с помошью электромагнитного преобpBaoBaòåëÿ последовательно воздействуют на контролируемое иэделие гармонически изменяющимся магнитным полем при различных значениях амплитуды возбуждаю.шего тока получают огибаюшую сигнала, выделяют спектральные: составцяюшие полученной огибаюшей и по совокупности )д спектральных составляюших определяют качество контролируемого изделия, спект ральные составляюшие огибаюшей сигнала выделяют путем измерения для каждого значения воэбуждаюшего тока нормированных по его амплитуде мгновенных эна/ чений огибаюшей сигнала в моменты вреТ мени, =9T+ — где y. - целое число

ll

)1

) период изменения воэбуждаюшего тока, И = О, 1, 2, 3, ..., применяя к измерен-„ ным значениям преобразования Уолша.

На чертеже представлена структурная схема устройства, поясняющая цредлагаемый способ, Устройство состоит из последовательно соединенных управляемого генератора

1, электромагнитного преобразователя 2, управляемого коммутатора 3, аналого-цифрового преобразоватечч 4, блока 5 вычисления и управления и блока 6 представления информации.

Способ осушествляется следующим образом.

Управляемый генератор 1 запитывает электромагнитный преобразователь 2 и создает гармонически изменяюшееся маг нитное псле, воэдействуюшее. на контролируемое ферромагнитное изделие, Величина амплитуды возбугкдаюшего тока сту55 пенчато изменяется во времени в соответствии с программой блока 5 вычисления и управления, Через управляемый ком. мутатор 3 в соответствии с программой

2Q 4 блока 5 вычисления и управления на вход последнего через аналого-цифровой пр;-образователь поступает цифровой код, ссответствуюшей амплитуде тока возбуждения,, а затем цифровой код мгновенных значе ний огибающей сиги:.ла электромагни.;)>о--го преобразователя 2„Моменты измере=HHB задаются блоком 5 вычисления и ув. равления и выбираю ся по эаксну

=МТ - —— и" дr>

Б вычислительцо: блоке измерен»ь)э мгновенные значения нормиру...)тся .. о;:м=плитуде возбуждак>щего тока. С:>мо, нормированных мгновенных значений в блоке 5. вычисления и управления вычис,ляются спектральные составцяюшие нормированной по амплитуде возбуждаюшего тока огибаюшей сигнала.

Спектральные составляюшие вычичяются с использованием преобразования

Уолша, согласно которому нормированная огибаюшая сигнала 3 (6» представляется

r в виде ряда!Уолша-Фурье следуюшим образом

5.(+»=м, Щ <(O,Ô )+Ä . (a (1)СаО (1,+и»+

1=1 с, ;»sac р,с„>), ГД6 = ) t 6 (- - > — )) 1=1) .-.

1 1 т ер н н (2 2)>

1/а

g q„» g(oÄ Ä» dt, -

1/2

)),>>)= в(„)си>О,>„)>),„, - М/2 И а,И S(<Ä»S e(1 „» Ин

-62

Вычисление выполняется с использованием модифицированного дискретного пре образования, согласно которому спектральные составляюшие вычисляются последовательно по мере возрастания их номера с разнесением во времени.

При изменении напряженности магии ного поля Н, воэдействуюшего на изделие, изменяются и соответствуюшие спектральные составляняцие. С целью упрощения блока 5 вычисления и управления для оценки воздействия вариации Н целесообразно использовать аппроксимацию зависимостей щ (Н»=Ф+4 И+f Н2k+kpЗ и Н4

978029

Б где 1(о.— t. - оценка коэффициентов данного интерполяционного по пинома

Дпя определения Ф ...Ф4 в предлагаемом способе используют метод цаименьшиз квадратов

АЗУ=A %

Ф = I k, й„1с,„,- Ф>, 9+), ствуюших функциональных зависимостей а; (н).

Эффективность многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнит ных иэделий с применением укаэанных спектральных составляющих основана на том, что используется измерительная информация как со всего интервала сигнала, так и с локальных временных двоичных интервалов, различной кратности, о физических процессах, происходящих в ферромагйитном образце при воздействии на последний периодических переменных электромагнитных полей. ";"-: (."1,4„((!;, = .(...,,- ((-(,),... y1 q; (ц„Ц де 4I 8 (H <)- ) -ая спектральная состав@(," тавляюшая YL ä äа снгна: а iipH Bi i !1B" уg ном значении элеи.:ромагнитного поля Ь„(.

Пуи вычислении указанных коэффициентов Ф используе(iiормировку по ареМе ни, считая, то

23 !

Матрица A в этом случае представляет матрицу с постоянными составляющими не зависимо от того вычисляется вид 4;(И) при попель; овании измерительной информации, взятой на локальном временном интервале, или на полупериоде исходного сигнала

При вычислении спектральных состав ляющих в базисе ортогональных функций Уо.пиа используют то обстоятельство, что последние являются в конечном итоге производными от функций Радемахера (меадровых функций) и вычисляются согласно выражению

@<(>=(Фнй (

i Ä (+Ä ) — функция Радемахера и -го порядка.

Оценку качества ферромагнитных иэделий получают применением процедуры функционального преобразования путем коэффициентного взвешивания спектральных составляющих Уолша, вычисленных на соответствующих временных интерва- 50 лах 1/2Тпер, 1/4Т е> и 1/8 ops разнесенных на временной оси, и по информативным составляющим (C ) соответФормула изобретения

Способ многопараметрового электромагmmoro контроля ферромагнитных иэделий, заключакипийся в том, что с по мощью электромагни тного преобразователя последовательно воздействуют на контролируемое изделие гармонически изменя ющимся магнитным полем при различных значениях амплитуды возбуждающего тока, получают огибающую сигнала, выделяют спектральные составляющие полученной огибающей и по совокупности спектральных составляющих определяют качество контролируемого изделия, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, спектраль ные составляющие огибающей сигнала выделяют путем измерения для каждого значения возбуждающего тока нормированных по его амплитуде мгновенных значений огибающей сигнала в моменты временит, = МТ+ — i где к - целое число, Т

Т и период изменения возбуждающего тока, и =. О, 1, 2, 3, ..., применяя к измеренным значениям преобразования Уолша.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лещенко И. Г. Контроль и измерения методом высших гармоник. Известия

Томского политехнического интститута, 1975, 34 248, с. 58-61.

2, Авторское свидетельство СССР

% 445902, кл. G 01 N 27/82, 1975 (прототип ).

978029

Составитель П. Шкатов

Редактор 10. Ковач Техред E.Õàðèòoí÷èê, Корректор Г. Orap

Заказ 9206/59 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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