Датчик магнитных полей рассеяния над дефектом объекта

(50 0 01 В 33 /035 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ДАТЧИК МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАССЕЯНИЯ НАД ДЕФЕКТОМ ОБЬЕКТА(57) Изобретние относится к области контроля приповерхностного слоя и выявленияаномалий в распределении магнитных поИзобретение относится к области контроля дефектов деталей из ферромагнитных материалов путем регистрации магнитных полей рассеяния,Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности устройства.На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого датчика; на фиг, 2 - выполнение измерительных катушек; на фиг, 3 - эпюры, поясняющие принцип действия датчик,.Датчик содержит датчик 1, выполненный в виде последовательно соединенных измерительных катушек 2 и 3 (фиг,1), высокотемпературный сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор (СКВИД) 4, блок 5 памяти, видеоконтрольный блок 6, блок 7 сканирования. Кроме того, показана исследуемая деталь 8.В датчике 1 каждая измерительная катушка выполнена в виде плоской обмотки из,Ж 1675808 А 1 лей рассеяния стальных деталей. Цель изобретения заключается в повышении локальности, чувствительности и быстродействия контроля качества приповерхностного слоя деталей, например, для выявления прижоговых пятен при жесткой шлифовке. Дифференциальный датчик выполнен в виде измерительных катушек, изготовленных на немагнитной подложке по тонкопленочной технологии и подключенных к токовому детектору, выполненному йа базе СКВИД-датчика, причем каждая катушка выполнена в виде плоской обмотки из и витков с тремя контурами; основным и двумя дополнительными, угол между которыми 90, 3 ил. и витков с тремя контурами 9 - 11 (фиг. 2 а), включенными последовательно: основного 9 и двух дополнительных 10 и 11, причем линии, проходящие через центры основного -д и двух дополнительных контуров, располо- О жены под углом 90 одна относительно дру- ьгой, а площадь основного контура равна у сумме площадей дополнительных контуров. р Такое выполнение измерительной катушки позволяет создать дифференциальный датчик, малочувствительный к внешним поме- ффГУЪ хам.уцля расширения функциональных аоа.можностей устройства, а именно с целью обеспечения возможности переключения пространственной характеристики измерения магнитного поля рассеяния в устройстве могут быть применены две измерительные катушки, соединенные последовательно и расположенные одна над другой таким образом, что основные контуры 9 и 12 совпадают, 1675808(фиг, 2 б), Последовательное включение двухизмерительных обмоток и предлагаемое их 5взаимное расположение позволяет измерять магнитные паля с пространственнойфильтрацией, матрица коэффициентов дифференцирующего фильтра первого порядкаизвестного в теории обработки изображений как фильтр Собеля) приведена на фиг.2 в. При синфазном включении измерительных ОЬ;ток измерение магнитного поляосуществляется с фильтрацией, соответствуюгцей фильтру второго порядка (фильтр 15Лапласа), матрица коэффициентов которогоприведена на фиг. 2 г,Датчик работает следуюьцим образом.Над границами прижоговых пятен намагниченной детали возникает градиент напряженности магнитного поля Нх (фиг, За).При сканировании датчика 1 (фиг, 1),осуществляемом по координатам Х и У по поверхности детали с помощью блока 7сканирования, в измерительных катушках 2 25и 3 датчика 1 наводятся сигналы при пересечении аномальных областей магнитногополя, обусловленных прижоговыми пятнами.Эти сигналы поступают на вход СКВИ,Ц 304, который работает как высокочувствительный токовый детектор, благодаря эффектусверхпроводимости в Джозефсоновских переходах детектора.С выхода СКВИ,Ц 4 сигнал подается на 35блок 5 памяти для запоминания координатдефекта, при этом адрес запоминаемогоэлемента изображени задается блоком 7сканирования, с помошью которого производится механическое перемещение датчика 1 вдоль поверхности исследуемой детали8, Отображение информации производитсяна экране видеоконтрольного блока 6,Каждая измерительная катушка (2 и 3) 45представляет собой дифференциальный базовый элемент, малочувствительный квнешним помехам, Две измерительные катушки, наложе,.ные одна на другую и совмещечные (фиг, 2 б), образуют многофункциональный дифференциальный элемент. Изменение пространственной характеристики такого элемента достигается изменением полярности последовательного соединения измерительных катушек.При последовательном противофазном включении двух базовых элементов сигналы от основных контуров взаимно компенсируются, а сигналы от дополнительных контуров образуют матрицу (фиг, 2 в) и представляющую собой пространственный фильтр первого порядка (фильтр Собеля), При синфазном включении сигналы отосновных контуров складываются и вместе с сигналами от дополнительных контуров образуют матрицу, соответствующую фильтру второго порядка (фильтр Лапласа, фиг, 2 г). В процессе сканирования вдоль исследуемой детали при пересечении границы изменения напряженности магнитного поля Н (фиг, За,г) отклик с дифференциального датчика имеет вид фиг. Зб,д(в случае противофазного включения) и фиг. Зв,е (при синфазном включении),Формула изобретения Датчик магнитных полей рассеяния над дефектом обьекта, содержащий последовательно соединенные измерительные катушки, расположенные одна над другой, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чуствительности и разрешающей способности, каждая измерительная катушка выполнена в аиде плоской обмотки из и витков с тремя контурами, включенными последовательно, основного и двух дополнительных контуров, расположены под углом 90 одна относительно другой, а площадь основного контура равна сумме площадей дополнительных контуров, при этом основные контуры совпадают, а дополнительные контуры одной катушки расположены симметрично относительно дополнительных контуров второй катушки.: Йяо8дог. г г Х едомый дефект Прокоп я жен Яе ек г,5 Составитель О,Раевская эктор Н.Бобкова Техред М,Моргентал Корректор Т.МалецТираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аз 3000 ВНИИП оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1