Магнитошумовой структуроскоп

СОЮЗ СОВЕТСНИХевииамениРЕСПУБЛИК 3(59 01 Я 27 83 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР .9 473135, кл. С 01 К 33/12 1972,2, Авторское свидетельство СССР Р 549729, кл. 6 01 Н 27/83, 1973 (прототип).(54)(57) МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОП, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов тока перемагничивания, индуктивный преобразователь, усилитель, анализатор спектра шумов Баркгаузена и инЯО 1006990 А дикатор, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения точнос- - ,ти контроля, он снабжен блоком деле-:ния, включенным между выходом уси-,лителя и входом анализатора спектра шумов Баркгаузена, последовательно соединенньвеи первык анализаторомспектра., первым блоком логарифми"рования, интегратором, блоком потенциирования и блоком временногопреобразования, включенными междувторым выходом усилителя и вторымвходом блока деления, и последовательно соединенными вторым анализа 1 тором спектра, вторым блоком логарифмирования и нуль-органом, включенными между вторым выходом ивходом генератора импульсов токаперемагничивания, а второй выходинтегратора соединен с вторым входом нуль"органа.Изобретение относится к,средствам контроля материалов и может быть использовано для контроля физико-механических свойств ферромагнитных материалов и иэделий.Известно устройство для контроля Физико-механических свойств ферромагнитных материалов, принцип работы которого основан на интегральной оценке шумов Баркгаузена циклического перемагничивания 1.Недостатком указанного устройства является низкая точность контроля из-за использования режимов перемагничивания по частным циклам.Наиболее близким к изобретениюявляется магнитошумовой структуроскоп, содержащий последовательносоединенные генератор импульсов тока перемагничивания, индуктивныйпреобразователь, усилитель, анализатор спектра шумов Баркгаузена ииндикатор Г 2 .Недостатком известного устройства.является низкая точностьконтроля, связанная с искажениемспектральных характеристик шумовБаркгауэена гармониками частоты перемагничивания.Целью изобретения является повышение точности контроля.указанная цель достигается тем,что магнитошумовой структуроскоп,снабжен блоком деления, включенныммежду выходом усилителя и входоманализатора спектра шумов Баркгаузена, последовательно соединеннымипервым анализатором спектра, первымблоком логарифмирования, интегратором, блоком потенциирования и блоком временного преобразования, вклю"ченными между вторым выходом усили-теля и вторым входом блока деления,и последовательно соединенными вторым анализатором спектра, вторымблоком логарифмирования и нуль"органом, включенными между вторым выходом и входом генератора импульсовтока перемагничивания, причем второй выход интегратора соединен свторым входом нуль-органа,На чертеже показана блок-схема магнитошумового структуроскопа.МагнИтошумовой структуроскоп со" держит генератор 1 импульсов тока перемагничивания, индуктивный пре-. образователь 2, усилитель 3, первый и второй анализаторы 4 и 5 спект ра, первый и второй блоки 6 и 7 ло" гарифмирования, интегратор 8, нуль- орган 9, блок 10 потенциирования, блок 11 временного преобразования, блок 12 деления, анализатор 13 спект ра шумов Баркгауэена, индикатор 14 и контролируемый объект 15.%Принцип работы устройства основан на перемагничивании Ферромагнитаых материалов импульсами тока переменной амплитуды, скважности и Формы,регистрации ЭДС шумов Баркгаузенаи ее спектральном анализе.ЭДС на выходе индуктивного преобразователя представляется в видесвертки двух Функций, одна иэ которых периодическая и изменяется подвлиянием частоты перемагничйвающегополя, а другая - случайная, зависящая от энергетических параметровперемагничивающего поля. Разделениесигналов в виде свертки осуществля ется спектральным логарифмическимпреобразованием благодаря выделениюпериодической составляющей путем вычисления состоятельной оценки логарифмической спектральной плотнос ти мощности исходного сигнала засчет обращения в нуль логарифмической спектральной составляющей эргодического случайного сигнала н обратного восстановления разделенно го периодического сигнала. Восстановление периодической составляющейдостигается потенциированием с последующим обратным спектральнымпреобразованием сигнала. Выделение 30 случайной составляющей осуществляется сопоставлением исходного сигнала перемагничивания с выделенной пе"периодической составляющей сигнала.Устройство работает следующим об разом.Генератор 1 подает на контролируемый объект 15 импульсы перемагничивания одинаковой Формы некоторойначальной длительности и амплитуды, 40 следующие с определенной частотой,индуктивный преобразователь 2 воспринимает сигналы, возникающие приперемагничивании образца, и они поступают на усилитель 3, где усиливаются для последующего анализа.Одновременно с этим импульсы перемагничивания поступают в канал преобразования, образованный соединенными последовательно вторым анализатором 5 спектра и вторым блоком 7 50 логарифмирования, выход которогоподключен к второму входу нуль-органа 9, Таким образом, на второй входнуль-органа 9 поступает значение ло.гарифмической спектральной плотнос ти мощности импульсов перемагничивания, которая, в силу периодичности следования импульсов и свойствапериодичности Функций преобразования, является также периодической 60, функцией, Сигнал с выхода усилителя3, содержащий периодическую и случайную составляющие, поступает на входпервого анализатора 4 спектра, с выхода которого он подается на первый 65 блок б логарифмирования, с выходаЗаказ 2128/бб Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 которого сигнал поступает на интегратор 8, Сигнал на входе интегратора 8,таким образом, представляет суммудвух логарифмических функций, однаиз .которых периодическая, а другаяслучайная, На выходе интегратора 8 5выделяется только периодическая составляющая, которая поступает на первый вход нуль-органа 9 и вход блока 10 потенциирования, с выхода ко"торого сигнал поступает на вход.блока 11 временного преобразования,который преобразует раздельную частьсигнала иэ частотной области во временную. Этот сигнал поступает навторой вход блока 12 деления, .на 35первый вход которого с выхода усилителя 3 поступает исходный неразделенный сигнал. На выходе блока 12,таким образом, образуется разделенная случайная составляющая сигнала рЭДС, которая поступает в.анализатор13 спектра шумов Баркгаузена и ин"дикатор 14, показания которого характеризуют физико-механическиесвойства контролируемого иэделия. , 25 В момент, когда на первом и втором входам нуль-органа 9 значения периодических составляющих сигналов будут одинаковы, на выходе нуль-органа 9, подключенного к управлякщему,входу генератора 1 перемагничивания, образуется импульс, который:переключит работу генератора 1 на следующий режим. В результате этого изменится скважность импульсов перемагничивания и их амплитуда.После работы структуроскопа на всех циклах изменения амплитуды и скважности будет получен оптимальный режим перемагничивания контролируемого изделияИспользование в структуроскопе новых блоков; логарифмирования, потенциирования, временного преобразования, нуль-органа, деления позволило повысить. точность определения спектральных характеристик . шумов Баркгаузена за счет отстройкв от гармоник перемагничнвающего поля и выбора оптимального режима перемагничивания.