Импульсный магнитный анализатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»i998934

Сеюв Севетских

Социалистических

Ресттублик (8l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 29.09.81 (21) 334 398/25-4>8 (51)М. К.«.

6PllV 27/80 с присоединением заявки,%

Гаа дарстеанв4 ква«твт

COCA йе ае«ам «завретеввв

« вт«рытя« (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.83. бюллетень ¹ 7

Дата Опубликования описания 23.02 83 (53) УДК 620. . 1 70. 14 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. Л. Букерман, И. И. Линник и М.

Бентральное конструкторское бюро с производством AH Белорусской ССР прикладной физики AH Белорусско (7! ) Заявители (54) ИМПУЛЬСНЫЙ МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к неразрушактв щему магнитному контролю механических, свойств ферромагнитных материалов и изделий и .может быть использовано в металлургической, промышленности для контроля качества листового проката.. Известен импульсный магнитный анализатор ИМА-2А, предназначенный для определения. механических свойств ферромагнитных материалов и изделий, содержащий наманничивающий соленоид, ось которого перпендикулярна поверхности контролируемого участка изделия, программный генератор импульсного тока, в .цепь которого вклкАен намагничивающий соленоид и расположенный внутри соле-ноида феррозонд-градиентометр, вход которого подключен к генератору, а вы:ход через селективный усилитель и детектор соединен с ипдикагором. 1) Однако точность и стабильность контро. .ля этим айализатором низка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный магнитный анализатор, содержащий намагничивающий элемент, выполненный ввиде соленоида,,подключенный к источнику импульсного тока феррозонд-градиентометр, расположенный внутри соленоида, последовательно соединенные с ним усилитель и детектор, индикатор, генератор, первый выход которого соединен с входом

fO феррозонда-градиэнтометра, а второй вы= ход — с вторым входом детектора «2, .

Однако точность контроли этим анализатором также. низка из-аа йелинейной .

15 характеристики сигнала феррозонда от величины градиента остаточного поля и . сильной температурной зависимости ко« эффициента преобразования феррозонда. Целью изобретения является повьвпение . точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что импульсный магнитный анализатор снабжен двуми соединенными последовательно3 9989

-встречно идентичными катушками, подклю ченными к выходу индикатора, интегратором, вход которого соединен с выходом детектора, а выход —. с входом индикатора, катушки расположены симметрично З относительно оси соленоида и феррозонда-градиентометра, а их оси симметрии совпадают.

На чертеже изображена структурная схема импульсного магнитного анализа- © тора»

Анализатор содержит генератор 1, соединенный с ним феррозонд-градиентол метр 2, подключенный к селективному усилителю 3, выход которого соединен с входом синхронного детектора 4, управляющий.вход которого связан с генерато« ром 1, интегратор 5, вход которого сое динен с выходом синхронного детектора

4, а выход через индикатор 6 соединен 20 с дополнительными катушками 7, источник 8 импульсного тока, выход которого . соединен с намагничивающим; элементом 9.

Анализатор работает следующим об- И разом.

Намагничиваюший элемент 9 устанавливается своим торцом на исследуемый ферромагнитный материал (на чертеже не показан) . ЗО

С выхода источника 8 импульсного тока на намагничивающий элемент 9 поступает серия из заданного количества импульсов тока. На торце намагничивающего элемента 9 при этом появляются . импульсы магнитного поля, которые намагничивают исследуемый ферромагнитный: материал. После окончания серии импуль00в на выходе феррозонда-градиентометра, расположенного внутри намагничивающего элемента 9, появляется выходной сигнал, пропорциональный величине градиента нормальной составляющей поля остаточной намагниченности материала. Этот сигнал поступает на вход селективного усилителя 3, где выделяется его вторая гармоника, поступающая затем на вход синхронного детектора 4. Продетектированный сигнал поступает на вход интегpe Tope 5,, J $6

Интегратор 5 сравнивает выходной сигнал синхронного детектора 4 с нулевым уровнем и на его выходе образуется сигнал рассогласования. Этим сигналом питаются дополнительные катушки 7 через индикатор 6. Градиент магнитного поля, создаваемого дополнительными катушками 7, направлен противоположно

34 4 радиенту остаточного магнитного поля исследуемого материала.

C увеличением градиента нормальной составляющей остаточного магнитного поля исследуемого материала, линейно возрастает выходной сигнал рассогласования интегратора 5 и соответственноток, протекающий через .дополнительные катушки 7, и градиент магнитного поля, создаваемого этими катушками.

Результирующий градиент магнитного поля, действующий на феррозонд-градиентометр 2; равен разности этих градиентов.

Величина этой разности зависит от величины коэффициента передачи тракта: феррозонд-градиентометр 2-селективный уси-литель 3-синхронный детектор 4-интегратор 5, а при стремлении этого коэффициента к бесконечности разность градиентов стремится к нулю. Так как реальная величина коэффициента передачи этого

7 тракта находится на уровне 1Г>, то величина разности градиентов полей, создаваемых дополнительными катушками 7 и нормальной составляющей остаточного магнитного поля материала практически равна нулю. Так как взаимное расположение феррозонда-градиентометра и дополнительнь-.х катушек строго фиксировано, то, измеряя ток, протекающий через дополнительные катушки 7, индикатор 6 пока;, зывает величину, пропорциональную величине градиента нормальной. составляющей поля остаточной намагниченности исследуемого материала, по которой и судят о его механических свойствах.

Размещение дополнительных катушек симметрично относительно намагничивающего элемента и феррозонда-градиентометра, а также включение их последовательно-встречно приводит к тому, что результирующая ЭЙС, наводимая в этих катушках за счет тока возбуждения феррозонда и импульсов намагничивающего тока через намагничиваюший элемент, практически равна нулю, вследствие чего не оказывает влияния на результаты измерений, что недостижимо при применении, например, одной дополнительной катушки или несимметричном расположении дополнительных катушек относительно указанных выше элементов.

Из сказанного следует, что показания индикатора практически не зависят от электрической характеристики феррозонда-градиентометра, его коэффициента преобразования, его временной и температурной нестабильности, а также в очень

5 9989 высокой степени не чувствительны к изменению коэффициентов передачи селективного усилителя, синхронного детектора.

Кроме. того, показания индикатора линейны от величины градиента остаточного магнитного поля исследуемого образца. даже в диапазоне полей, где характеристика феррозонда резко нелинейна, что расширяет диапазон измерения предлагаемого устройства и повышает точность 10 контроля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ю

1. Авторское свидетельство СССР

20 ¹ 331303, кл. 601N 27/80, 1969.

2. Дефектоскопия, № 3, 1979, с. 29-32 (прототип).

Составитель В. Филинов

Редактор С. Патрушева Техред М.Гергель Корректор A. Ференц

Заказ 1145/66 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Импульсный магнитный анализатор, содержащий намагничивающий элемент, выполненный в виде соленоида, подключенный к источнику импульсного тока феррозонд-градиентометр, расположенный внутри соленоида, последовательно соединенные с ним усилитель и детектор, 34, 6 индикатор, генератор, первый выход которого. соединен с входом феррозондаградиентометра, а второй выход - с вторым входом детектора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности. контроля, он снабжен двумя соедчненными последовательно-встречно идентичными катушками, подключенными к выходу индикатора, интегратором, вход которого соединен с выходом детектора, а выход — с входом индикатора, катушки расположены симметрично относительно оси соленоида и феррозонда-градиентометра, а их,оси симметрии .совпадают.