Устройство для контроля механических свойств стальных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>996927 ф, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.04. 81 (21) 3275497/25-28 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

Опубликовано 15,02.83. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 15.02. 83

Р М К з

G N 27/83

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($3) УДК 620. 179.. 14 (088. 8) 1

М.А.Мельгуй и С,Г.Сандомирский, д (.рр,з, 1 (f

Институт прикладной физики AH Белорусской QCP.. " " ) кА —: — -" (72) Авторы изобретения (71 ) 3a яв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОИСТВ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к средствам контроля качества материалов и иэделий и может быть использовано для контроля механических свойств, напри.мер твердости, стальных изделий по максимальной магнитной проницаемости.

Известно устройство для контроля механических свойств стальных иэделий, содержащее генератор импульсов тока, подключенный к намагничивающему соленоиду, последовательно соединенные ферроэонд — градиентометр и измерительный канал (1 g.

Это устройство хотя и позволяет измерить величину остаточной индукции на поверхности ферромагнитного объекта, намагниченного импульсным полем соленоида, однако не решает. вопрос контроля механических свойств высокоуглеродистых сталей после за4 калки, так как выходной сигнал не определяется величиной максимальной магнитной проницаемости материала контролируемых иэделий.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля механических свойств стальных изделий, содержащее источник тока, подключенный к соленоиду, после>.довательно соединенные датчик намагничиваюшего поля, блок деления, ключ, пиковый детектор и индикатор, датчик магнитной индукции, соединенный с вторым входом блока деления. В этом устройстве регистрируются максимальные значения поля намагничивания и индукции, в результате деления которых фиксирук)тся значения амплитудной магнитной прониBmoc аемости Н

Н mela

Это устройство позволяет определить значение магнитной проницаемости материала контролируемого иэделия при заданном амплитудном значении намагничивающего поля. Для этого необходимо провести множество измерений при различных амплитудах намагничивающего поля. Максимальное из полученных значений амплитудной магнитной проницаемости будет харак-. теризовать величину максимальной магнитной проницаемости (21.

Недостаток известного устройства в невысокой производительности и надежности контроля, связанных с необходимостью многократных измерений при различных амплитудах намагничивающих импульсов для определе996927 ния максимальной магнитной проницаемости °

Цель изобретения — повышение надежности и производительности контроляя.

Поставленная цель достигается тем, 5 что устройство снабжено последовательно. соединенными дифференциатором-и компаратором, выход которого подключен к второму входу ключа, а вход дифференциатора соединен с выходом датчика намагничивающего поля.

В предпочтительном варианте реализации устройства датчик поля выполнен в виде резистора, включенного в намагничивающую цепь, а датчик индукции в виде катушки и интегратора, соединенных между собой. В качестве датчиков индукции и поля могут быть использованы также датчики Холла или феррозонды с соответствующими схемами питания, фильтрами и выпрямителями.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства (предпочтительный вариант его реализации); на фиг.2с изменение намагничивающего поля при контроле, 5 - изменение индукции от изделия при контроле, ь - изменение отношения сигнала датчика индукции к сигналу датчика поля при контроле, z — сигнал на выходе дифферен- 30 циатора при контроле, Устройство содержит источник 1 тока, соленоид 2, резистор 3, служащий датчиком намагничивающего поля, датчик индукции от иэделия, 35 состоящий из катушки 4 и интегратора 5,. блок 6 деления, дифференциатор 7, компаратор 8, ключ 9, пиковый детектор 10 и индикатор 11.

Позицией 12 обозначено контролируе- 4р мое иэделие. Источник 1 тока, соленоид 2 и резистор 3 соединены последовательно. Катушка 4 и интегратор 5 датчика индукции соединены между собой. Датчик индукции сое- 45 динен с вторым входом блока б деления, первый вход которого подключен к точке соединения соленоида 2 и резистора 3, а выход через ключ 9 и пиковый детектор 10 соединен с индикатором 11. Компаратор 8 включен между вторым входом ключа и дифференциатором 7, вход которого подключен к точке соединения соленоида 2 и резистора 3.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь, состоящий из соленоида 2 и катушки 4 датчика индукции, устанавливается на поверхность контролируемого изделия 12.. 60

Источник 1 тока подает на сОленоид 2 импульс тока, амплитуда которого достаточна для того, чтобы довести контролируемое изделие до магнитного насьпаения в зоне контроля. На выходе датчика поля, т. е. в точке соединения соленоида 2 с резистором 3, сигнал имеет вид, показанный на фиг.2а . Мгновенные значения этого сигнала в каждый момент времени характеризуют величину намагничивающего поля Н. Интервал времени (Т1, Т2) соответствует возрастанию намагничивающего поля от нуля до максимального значения Н ; fT, Тз3 — уменьшению намагничивающего поля от значения Н„,до нуля. На выходе датчика индукций сигнал имеет вид, показан- ный на фиг.2 Ь . Мгновенные значения этого сигнала в каждый момент времени характеризуют индукцию B в контролируемом изделии. Интервал времени (TÄ, Т2 )соответствует возрастанию индукции от изделия от нуля до максимального значения В„,, (Т, ТВ)уменьшению индукции от изделия от максимального значения Вщ до значения остаточной индукции Â2. Сигнал на выходе блока б деления пропорционален отношению мгновенных значений сигналов на его входах ° Блок 6 деления осуществляет операцию деления сигнала на своем втором входе (т.е. сигнала от датчика индукции) на сигнал на своем первом входе (т.е. на сигнал от датчика поля). При прохождении намагничивающего импульса сигнал на выходе блока 6 деления имеет вид, показанный на фиг.2 в . В тече ние интервала времени (Т „, Т 23, соответствующего возрастанию намагничиваюшего поля, этот сигнал U jt) сначала возрастает до значения U затем спадает. Значение напряжения

U пропорционально величине максимальной магнитной проницаемости р.,„с,„ материала контролируемого иэделия.

В течение интервала времени (T« T 3 сигнал на выходе блока 6 деления неограниченно возрастает до насыщения, так как сигнал на втором входе. блока деления стремится к значению, пропорциональному величине остаточной индукции от контролируемого иэделия, а сигнал .на первом входе блока деления стремится к нулю. Сигнал на выходе дифференциатора 7 при контроле показан на фиг,2 ъ . В момент времени Т, когда этот сигнал превышает нулевое значение, срабатывает компаратор 8 и открывает ключ 9. На вход пикового детектора 10 поступает сигнал с выхода блока б деления. В момент времени Т>, когда намагничиваюшее поле имеет максимальное значение Н сигнал на выходе дифференциатора становится равным нулю.В этот момент времени компаратор снова срабатывает и закрывает ключ. На вход пикового детектора 10 поступает напряжение с выхода блока 6 деления в течение интервала времени (Т „, Т j.

996927

Максимальное значение этого напряжения регистрируется индикатором 11.

По зарегистрированному значению напряжения U< „ судят о механических свойствах {твердости) материала иэделия. Процесс измерения закончен.

На изделиях одинаковой геометрической формы зарегистрированное значение напряжения U определяется только значением максимальной магнитной проницаемости р,„, „ материала изде- — О лия.

Повьааение надежности и производительности контроля достигается за счет устранения необходимости проведения многократных, измерений 15 при различных амплитудах намагничивающих. импульсов для получения сигнала, величина которого определяется максимальной магнитной проницаемостью,ц. „ материала конт- 33 ролируемого иэделия.

Формула изобретения

Устройство для.контроля механических свойств стальных иэделиЯ, соИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское

9 331303 кл. G

2. Авторское

9 460520 кл G (прототип) . свидетельство СССР

01 N 27/80, 1969. свидетельство СССР

0l R 33/12, 1972 держащее источник тока, подключенный к соленоиду, последовательно соединенные датчик намагничивающего поля, блок деления, ключ, пиковый детектор и индикатор, датчик-магнитной индукции, соединенный с вторым входом блока деления, о т л и ч -а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными дифференциатором и компаратором, выход которого подключен.к второму входу ключа, а вход дифференциатора соединен с выходом датчика намагничивающего поля.

996927

Составитель В.Филинов

Редактор К,Волошук Техред 0. Неце Корректор В.Бутяга

Заказ 923/61 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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