Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК бЗ 01 В 33/035 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ ии институт и А.В В.В стев, Д.А.ГреЛомоносов и о СССР1977.54, кл. 6 01(54) ГРАДИЕНТОМЕТР ДЛ ЧЕСТВА ПРИПОВЕРХНО ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение касается верхностного слоя и выя вида, например, прижогов кающих при жесткой шли стей стальных (ферромагн по регистрации изменения в них. Цель изобретения -Я КОНТРОЛЯ КАСТНОГО СЛОЯ контроля приполения дефектов ых пятен, вознифовке поверхноитных) деталей, магнитного поля повышение чувасается контроля пр и выявления дефе рижоговых пятен, в кой шлифовке пове рромагнитных) дет енения магнитного Изобретение кверхностного слоявида, например, икающих при жестстей стальных (фепо регистрации измв них.Цель изобретечувствительностиля поверхностногоющихся шлифоприжоговых пятен ктов зни- хноприп датчи ному ке с втор сный входу котор опор леи, оля ия состоит в повышении оперативности контрослоя деталей, подвергаке, для выявления(56) Авторское свидетельстМ 917071, кл, 6 01 И 27/82Патент США М 408833/04, 1978,ствительности и оперативности контроля поверхностного слоя деталей, подвергающихся шлифовке, для выявления прижоговых пятен, Градиентометр содержит датчик 1, генератор 2 тока, согласующий трансформатор 3, резонансный усилитель 4, фазовый детектор 5, генератор 6 опорной частоты и блок 7 сканирования. Введение в известное устройство интегратора 8, делителя 9 частоты, усилителя 10 тока, блока 11 памяти и монитора 12 и выполнение датчика 1 в виде пленки 13 из высокотемпературного сверх- проводника с электрическими контактами 14, расположенной на диэлектрической подложке 15 и помещенной в сосуд 16 Дьюара, модулирующей обмотки 17 и обмотки связи с измерительными катушками позволяет эа счет высокой чувствительности пленки иэ сверхпроводника к изменению магнитного поля, передаваемого от измерительных катушек через обмотку связи к пленке, достичь высокой чувствительности датчика и всего градиентометра в целом к слабым магнитным полям. 1 ил,а чертеже приведена структурная схедиентометра,адиентометр для контроля качества верхностного слоя деталей содержит к 1, подключенный к высокостабильенератору 2 тока и к первичной обмотгласующего трансформатора 3, чная обмотка которого через реэонанусилитель 4 подключена к первому фазового детектора 5, второй вход ого соединен с выходом генератора 6 ой частоты, блок 7 сканирования, ин 1663587тегратор 8, делитель 9 частоты, усилитель 10 тока, блок 11 памяти и монитор 12.Датчик 1 выполнен в виде пленки 13 из высокотемпературного сверхпроводника, подсоединенной к электрическим контактам 14, расположенной на диэлектрической подложке 15 и помещенной в сосуд 16 Дьюара с жидким азотом, модулирующей обмотки 17, выполненной в виде витка, располокенного по периметру диэлектрической подложки 15, обмотки связи 18, расположенной над пленкой 13 и подключенной к двум дифференциально соединенным измерительным катушкам 19.Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя стальных деталей, например, для выявления прижоговых пятен, работает следующим образом,Исследуемая деталь первоначально намагничивается в поле постоянного магнита (на чертеже не показан).Если при шлифовке(например, при кесткой) возникли прижоги в приповерхностном слое, то на границах прикоговых пятен возникает градиент магнитного поля из-за нарушения однородности структуры металлд,Измерительные катушки 19 датчика 1 сканируют по координатам Х и У детали с помощью блока 7 сканирования, представляющего собой электромеханическую систему типа координатографа,Электрический сигнал, наводимый в измерительных катушках 19 при перемещении в магнитном поле рассеяния детали, подается на обмотку 18 связи датчика 1, закрепленную в непосредственной близости от пленки 13 из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), имеющего критическую температуру Тс85 К, Обмотка связи 18 и пленка 13 из ВТСП помещаются в сосуд 16 Дьюара с жидким азотом для поддеркания рабочей температуры около 77-80 К, Пленка из ВТСП запитывается постоянным током от генератора 2 высокостабильного тока, а переменный сигнал с пленки 13 через согласующий трансформатор 3 подается на резонансный усилитель 4 и после фазового детектирования в детекторе 5 поступает на интегратор,8, с выхода которого сигнал через усилитель 10 тока поступает на модулирующую обмотку 17, выполненную в виде витка провода, размещенного по периметру диэлектрической подложки 15, на которую нанесена пленкд 13.На модулирующую обмотку 17 также поступает сигнал от генератора 6 опорной частоты через делитель 9 частоты на два, т.е. с частой, равной 1/2. Уодулирующая обмот ка 17 включена в цепь обратной связи магнитометра.Ток, проходящий через пленку из ВТСП,из-за модуляции ее переменным магнитным5 . полем имеет осциллирующий характер. Настройка цепи обратной связи осуществляется по минимальному значению амп 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 литуды осциллирующего сигнала - отклика с пленки 13 из ВТСП, В этом случае при запитывании модулирующей обмотки 17 переменным током с частотой 02 от генератора 6 через делитель 9 частоты, на контактах 14 пленки 13 поя вляется переменное напрякение с частотой 1, которое через согласующий трансформатор 3 и резонансный усилитель 4, настроенный на частоту 1, поступает на первый вход фазового детектора 5, на второй вход которого поступает опорный сигнал с частотой 1 от генератора 6.При точной настройке на минимум сигнала - отклика пленки 13, скважность детектируюемого сигнала равна двум, а при расстройке отличается от двух, что приводит к изменению величины сигнала на выходе интегратора 8 и к компенсации расстройки, Сигнал измеряемого магнитного поля вблизи поверхности контролируемой детали пропорционален току. отбираемому модулирующей обмотки 17 от интегратора 8. Этот сигнал через усилитель 10 тока подается на блок 11 памяти, в котором происходит накопление информации синхронно со сканированием измерительных катушек 19 датчика 1 вдоль поверхности детали. Сканирование и синхронизацию выполняет блок 7 для двумерного механического сканирования. Блок 11 памяти обеспечивает одновременно с набором информации ее вывод на монитор 12. в результате чего обеспечивается большая оперативность измерений, Пятна прижогов характеризуются аномалиями намагниченности по краю пятна, визуализируются в виде контурного изображения,Таким образом, за счет высокой чувствительности пленки из сверхпроводника к изменению магнитного поля, передаваемого от измерительных катушек через обмотку связи к пленке, достигается высокая чувствительность датчика и всего магнитометра в целом к слабым магнитным полям.Экономическая эффективность от использования предложенного устройства обусловлена отмеченными его техническими преимуществами,Формула изобретения Градиентометр для контроля качества приповерхностного слоя деталей, содержащий датчик, подключенный к генератору тока и к первичной обмотке согласующего1663587 трансформатора, вторичная обмотка которого через резонансный усилитель подключена к первому входу фазового детектора. второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, и блок скани рования, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и оперативности контроля, в него введены делитель частоты и последовательно соединенные с фазовым детектором интег ратор, усилитель тОка, блок памяти и монитор, а датчик выполнен в виде пленки из высокотемпературного сверхпроводника, подсоединенной к электрическим контактам и расположенной на диэлектрической 15 подложке, помещенной в сосуд Дьюара с Составитель Л, УстиноваРедактор В. Фельдман Техред М,Моргентал Корректор рик Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКН-35, Раушская наб., 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Произв каз 2265 Тираж 428 ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москважидким азотом, модулирующей обмотки, выполненной в виде витка, расположенного по периметру диэлектрической подложки, обмотки связи, расположенной над пленкой из высокотемпературного сверхпроводника и подключенной к двум дифференциально соединенным измерительным катушкам, оасположенным вне сосуда Дьюара, при этом электрические контакты пленки из высокотемпературногоо сверхпроводника подключены к генератору тока, выводы модулирующей обмотки соединены с первым выходом усилителя тока и через делитель частоты с выходом генератора опорной частоты, а второй вход блока памяти подключен к блоку сканирования.