Устройство для контроля ферромагнитных материалов

(51) С, 01 М 27 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К рнив аано- Е СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный заочный машинострои тельный институт и Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620.179.14(088.8)(56) 1. Патент США Р 3706028, кл. Ь 01 й 33/12, 1972.2. Авторское свидетельство СССР 9 845075, кл. б 01 й 27/90, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов Заркгаузена, усилитель, фильтр и индикаторблок компенсации и цепь автоматического регулирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности контроля,оно снабжено постоянным магнитом ивихретоковым преобразователем собмотками возбуждения и измерительной, размещенными в зоне действияпреобразователя шумов Баркгаузена,измерительная обмотка вихретоковогопреобразователя соединена с блокомкомпенсации, включенным между фильтром и индикатором, а цепь автематического регулирования включена междувторым выходом усилителя и обмоткойвозбуждения вихретокового предобразователя и выполнена из генераторкачающейся частоты, синхронизировного с блоком компенсации, последвательно соединенных полосовогофильтра, смесителя, второй вход которого подключен к генератору качающейся частоты и полосового фильтра50 Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля Физико-механических свойств изделий из ферромагнитных материаловИзвестно устройство для неразрушающего контроля Ферромагнитных изделий, основанное на эффекте Баркгауэена, содержащее генератор низких частот, индуктивный преобразователь проходного типа, фильтр 1 О верхних частот, усилитель, индикатор и цепь автоматического регулирования. Перемагничивающая обмотка индуктивного преобразователя создает переменное магнитное Йоле, кото рое перемагничивает контролируеМое иэделие. ЭДС от шумов Баркгаузена, индуцируемая в измерительной обмотке преобразователя,. регистрируется блоком индикации. Цепь автоматического регулирования задает постоянный режим перемагничивания изделия 11).Недостатком такого устройства является трудность фильтрации гармоник частоты перемагничивания. 25Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля ферромагнитных иэделий, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов Баркгаузе на, усилитель, Фильтр и индикатор, блок компенсации и цепь автоматического регулирования.В этом устройстве ЭДС шумов Беркгаузена меньше зависит от гармоник перемагничивания, а также вибра ция, так как через цепь автоматического регулирования и блок компенсации осуществляется регулирование порога чувствительности к шумам Баркгаузена 12 3. 40Однако спектр ЭДС от шумов Баркгауэена сильно зависит от различных факторов, в частности на результат контроля суцественное влияние оказывает реакция вихревых токов на про цесс распространения электромагнитного поля от скачков Баркгаузена.Целью изобретения является повышение точности контроля путем компенсации влияния вихревых токов.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов Баркгауэена, усилитель, фильтр и индикатор, блок компенсации и цепь автоматического регулирования, снабжено постоянным магнитом и вихретоковым преобразо-вателем с обмотками возбуждения и измерительной, размещенными в зоне действия преобразователя шумов 60 Баркгауэена, измерительная обмотка вихретокового преобразователя соединена с блоком компенсации, включенным между фильтром и индикатором, а цепь автоматического регулирова ния включена между вторым выходомусилителя и обмоткой возбуждениявихретокового преобразователя и выполнена иэ генератора качающейсячастоты, синхронизированного с блоком компенсации, последовательносоединенных полосового фильтра,смесителя, второй вход которого подключен к генератору качающейся частоты, и полосового фильтра.На чертеже приведена блок-схемаустройства.На П-образном магнитопроноде 1,установленном на контролируемомиэделии 2, закреплена перемагничивающая обмотка 3, электрически связанная с генератором 4 тока низкихчастот. Между полюсами магнитопровода 1 установлена индикаторная катушка 5 и П-образный постоянный магнит б, между полюсами которого расположен вихретоковый преобразователь, включающий обмотку 7 возбуждЕния и измерительную обмотку 8. Устройство содержит канал измеренияЭДС от шумов Баркгаузена, состоящийиз широкополосного усилителя 9,фильтра 10 верхних частот, блока 11компенсации, выполненного в видеанализатора спектра последовательного типа, и индикатора 12. Устройство содержит также цепь автоматического регулирования, состоящую изполосового фильтра 13, генератора14 качающейся частоты, смесителя 15,полосового усилителя 16, подключенного к обмотке 7 возбуждения вихретокового преобразователя, измерительная обмотка 7 которого подключенак второму входу блока 11 компенсации. Изменения частоты анализатораблока 11 и генератора 14 синхронизированы, например, общим механическим приводом.Принцип работы устройства основан на компенсации в спектре ЭДСшумов Баркгауэена, составляющей отреакции вихревых токов на изменениеконтролируемого параметра,Устройство работает следуюшимобразом.По перемагничивающей обмотке 3протекает ток генератора 4 низкойчастоты Я . Магнитный поток, созданный током генератора, замыкаетсяпо магнитопроводу 1 и контролируемому иэделию 2 и индуцирует в катушке 5 ЭДС, которая состоит изтока перемагничивания и шумовой компоненты, имеющей сплошной спектр,Сплошная компонента ЭДС от шумоВБаркгаузена выделяется фильтром 10верхних частот и поступает на входблока 11 компенсации. Из усиленногосигнала ЭДС катушки 5 полосовымфильтром 12 выделяется Я гармо-ника частоты перемагничивания, которая трансформируется в высокочастот1043549 Составитель И.АрдашеваТехред Ж,Кастелевич Редактор Н.Джуган Корректор, А. Повх Тираж 873 ф ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Эаказ 7330/47 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ную область спектра с помощью генератора 14 качающейся частоты и смесителя 15. Причем наименьшая частота о 3 ггенератора 14 выбирается так, что ы, ай:ш, , где сд - наименьшая частота анализа сплошного спектра ЭДС от шумов Баркгаузена.Высокочастотный сигнал смесителя усиливается усилителем 9 и поступает на возбуждающую обмотку 7 вихретокового преобразователя. В измерительной обмотке 8 индуцируется ЭДС определяемая характером вихревых токов в контролируемом изделии 2. Так как индуктивный преобразователь находится в зоне локального насыщения постоянным магнитом б, сигнал в измерительной обмотке зависит от удельной электрической проводимости контролируемого изделия и не зависит от его магнитной проницаемости. С измерительной катушки 8 сигнал поступает на другой вход блока 11 компенсаций, В блоке компенсации происходит измерение спектра шумовБаркгаузена, причем мощность шума в полосе анализа корректируется сигналомс вихретокового преобразователя. Наиндикаторе 12 регистрируется спект ральная плотность ЭДС перемагничивания ферромагнетика скачками Баркгауэена на частоте анализа и 3 ш определяемая только собственным спект-,ром скачков. Синхронно изменяя час О тоту генератора 14 и частоту анали-за спектра, регистрируют спектральное распределение сплошной компонен-ты ЭДС перемагничивания иэделия,по параметрам которой определяют ре 5 зультат контроля.Предлагаемое устройство повышаетточность контроля за счет учета. реакции вихревых токов на изменениеконтролируемого параметра, причем 20 величина сигнала возбуждения вихретокового преобразователя автоматически определяется значением контролируемого параметра.