Устройство для контроля ферромагнитных материалов

(19) Ш) 351) С 01 М 27 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1, Авторское свидетельство ССС Р 461346, кл. 6 01 Н 27/83, 1973;2. Авторское свидетельство СССР849061 кл. 6 01 й 27/82, 1979, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, 3 преобразователь шумов Баркгаузена,широкополосный усилитель, фильтрверхних частот, квадратор, интегратор, блок анализа спектра и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точностиконтроля, оно снабжено датчикомперемещений включенным между пре.образователем шумов Баркгаузена ииндикатором, а блок анализа спектравыполнен в виде последовательносоединенных блока фильтров йижнихчастот, блока полосовых фильтров,блока амплитудных детекторов и блока вычисления пиковых амплитудспектра.интервалах Т оси частот. Иэмене 2 иТние скважности вприводит к изменению дискретности спектра.Если потребовать, чтобы ширина полосы анализаторов спектра Ь Г соответствовала ширине дискретностиспектра Й , вытекающей из соотношеТ 2 Яния в, т.е. Я = . =ЬГ, причем1Мьггде И=2 - объем буфера данных при-1г маис Изобретение относится к средствамконтрольно-измерительной техники иможет быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических свойств иэделий иэ конструкционных сталей.Известно устройство для контроляферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, преобразователь шумов Баркгауэена, усилитель и анализатор спектра 1 Ц .Это устройство позволяет измерятьспектральную плотность мощности шумов Баркгауэена, однако, обладаетнедостаточной точностью контроля 15из-эа нестационарности шумов Баркгаузена циклического перемагничивания,Наиболее близким техническим реиением к предлагаеглому является уст Оройство для контроля ферромагнитныхматериалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, преобразователь шумовБарягаузена, широкополосный усилитель, фильтр верхних частот, квадратор, интегратор, блок анализа спектра и индикатор. Устройство позволяетизмерять дискретный спектр огибающей текущей мощности шумов Баркгаузена циклического перемагничивания 2.Однако известное устройство обладает недостаточной точностью из-застатического режима контроля и низкой избирательности к свойствам материала.35Цель изобретения - повышение точности контроля.Поставленная цель достигаетсятем, что устройдтво для контроляферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенныегенератор тока перемагничивания,преобразователь шумов Баркгаузена,широкополосный усилитель, фильтрверхних частот, квадратор, интегратор, блок анализа спектра и индикатор, снабжено датчиком перемещений,включенным между преобразователемшумов Баркгаузена и индикатором,а блок анализа спектра выполнен в 50виде последовательно соединенныхблока фильтров нижних частот, блокаполосовых фильтров, блока амплитудных детекторов и блока вычисленияпиковых амплитуд спектра. 55На чертеже изображена структурная схема устройства,Устройство для контроля ферромагнитных материалов содержит включенные последовательно генератор 1тока перемагничивания, преобразователь 2 шумов Баркгаузена, широкополосный усилитель 3, фильтр 4 верхних частот квадратор 5, интегратор б, блок 7 фильтров нижних частот, блок 8 полосовых фильтров, 65 блок 9 амплитудных детекторов, блок10 вычисления плотности мощностизиачений пиковых амлпитуд спектра,индикатор 11 и датчик 12 перемещений, вклнченный между преобразователем 2 шумов Баркгаузена и индикатОром 11Принцип работы устройства основан на возбуждении умов Баркгауэена током перемагничивания, имеющимширокий дискретный спектр, например, импульсами тока прямоугольной формы.Дискретность измерения реакциишумов Баркгауэена обеспечиваетсяпри условии, если разрашающаю способность и ширина полосы частот фильтров анализаторов шумов Баркгаузеналвыбрана с учетом длительности с импульса перемагничивания и скважности Тгде Т - период их следования.Это объясняется тем, что импульс перемагничивания, например, прямоугольной формы длительностьЮ ь с периодом следования Т, имеет решет 2 Я чатую с цискретностью Я = в . - спектральную характеристику с нулями на Таким образом, если на интервале наблюдения Т многократно анализировать импульс отклика ферромагнитного материала длительностью Г за время одного перемагничивания импульсом прямоугольной формы, то на каждом из К циклов анализа ширина полосы частот анализа и верхняя граничная частота должны находиться в указанном соотношении.057843 Составитель В. ФилиновРедактор М. Ткач Техред М.Надь КорректорГ. Огар Заказ 9576/46 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство работает следующимобразом.В любой точке поверхности контролируемого объекта (не показан)устанавливается преобразователь 25соединенный с датчиком 12 перемещения измерительного преобразователя., Генератор тока перемагничивания включается и перемагничиваетобъект в зоне контроля. Координатаэтой зоны определяется датчиком 12измерительного преобразователя ирегистрируется на индикаторе 11,Сигнал ЭДС шумов Баркгаузена спреобразователя 2 поступает на усилитель 3. Выход усилителя 3 подключен к входу фильтра 4 верхнихчастот, где фильтруются гармоникиперемагничивания. После квадратора 5 и индикатора 6, постояннаявремени которого не больше интерва Ола наблюдения Т, выделяется огибающая мощности шумов .Баркгауэена,имеющая форму импульса, характеркоторого (амплитуда, форма и длительность) будет зависеть от магнитныхсвойств ферромагнитного материала.Сформированный таким образомимпульс реакции подается для параллельного анализа на вход блоКа 7фильтров нижних частот, представляющий собой, например, параллельноесоединение К фильтров нижних частотс -частотами среза от Р, до1 ЧаксКаждый иэ К фильтров нижних частот блока 7 фильтров подключен к35 цепочке последовательно соединенных полосовых фильтров Ь 1, блока 8 полосовых фильтров, выбранных из условия установленного соотношения.Таким образом, в блоках 7 и 8 анализ импульсов огибающей шума Баркгаузена осуществляется К раз параллельно, однако на каждом К цикле анализа в связи с отличием постоянных времени каждого из фильтров Г ди ьГ,ц наложения информации не произойдет, так как будет выполняться условие кратковременного запоминания информации на фильтрах. Поэтому из всех параллельных К откликов, поступивших на входы амплитудных детекторов блока 9, выбираются и заполняются для дальнейшего анализа только максимальные отклики в каждом из щ рядов, которые после вычисления в блоке 10 их энергии регистрируются индикатором 11. Непрерывно перемещая преобразователь 2 по поверхности объекта контроля, на выходе индикатора 11 получают значения плотности мощности пиковых амплитуд спектра скачков Баркгауэенаотражающих неоднородность свойств ферромагнитного мате- риала по поверхности контролируемого изделия. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность контроля в динамическом режиме.