Устройство для контроля структуры изделий из ферромагнитных сталей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в 5786 ОЗ Союз Советских Социалистических Реснублин(22) Заявлено 30,06.71 (21) 1674931/25-28 51) М. Кл.27,8 ки Ъе ием рисое(23) ПриоритетОпубликовано 30.10,77, Бюллетень М 40Дата опубликования описания 28.10.77 Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 620.179.142(54) УСТРОЙСТВИЗ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТРУК РРОМАГНИТНЫХ СТАЛ 1 ИЗ ЕЛИ Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных сталей по структуре марок стали и твердости после высокотемпературного отпуска и может быть применено в машиностроении для контроля стальных изделий.Известны устройства контроля структуры стальных изделий, в которых контроль осуществляется с помощью индукционных, токовихревых преобразователей, выходное напряжение которых подвергается обработке в каналах обработки, для чего сигнал с выхода преобразователя предварительно усиливается. Усиленный сигнал через фазовращатель поступает на вертикальные пластины электронно-лучевой трубки, на горизонтальные пластины которой подан сигнал с выхода усилителя, При этом контроль структурного состояния осуществляется по высоте и форме кривой на электронно-лучевом осциллографе.Однако наличие визуального контроля и невозможность контролирования твердости испытуемого образца вследствие невозможности однозначного ее отсчета делают такие устройства в ряде случаев непригодными для задач автоматизации процессов контроля.Известны также устройства для контроля структуры изделий из ферромагнитных сталей, в которых контроль осуществляется в результате сравнения амплитуд отдельных гар 72) Авторы изобретения В. Г. Сегалин, В П Пмоник выходного сигнала индуктивного преобразователя, на который подан сигнал с генератора гармоник, в многоканальном анализаторе, содержащем в каждо канале усплп тели гармоник и дифференциальные амплитудные дискриминаторы, выходные сигналы с которых сравниваются в пороговой схеме совпадений, подключенной к входу релейного индикатора.10 Однако эти устройства не приспособленыдля одновременного контроля твердости, что в ряде случаев необходимо при решении металловедческих задач, и имеют низкую точность благодаря тому, что они при контроле 15 в равной мере реагируют как на разброс потвердости, так и на изменение структуры материала контролируемого изделия.Целью изобретения является повышениеточности и ооеспечение контроля также и 20 твердости,Для этого предлагаемое устройство дляконтроля структуры изделий из ферромагнитных сталей снабжено последовательно соединенными вторым индуктивным преобразовате лем, коммутатором, анализатором твердостии индикатором, переключателем, включенным между первым преобразователем и усилителем, последовательно соединенными фазовращателем, формирователем напряжения пря моугольной формы и дифференцпрующпмблоком, включенными между выходом переключателя и управляющим входом схемы совпадения, вторым формирователем напряжения прямоугольной формы, соединенным с выходом схемы совпадения, и блоком управления, включенным между выходом второго формирователя и вторым входом коммутатора, а также блоком опорных напряжений, соединенным с входом анализатора твердости.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит индуктивный преобразователь 1, выполненный по мостовой схеме и имеющий две катушки - измерительную и контрольную, переключатель 2 рода работ, усилитель 3, многоканальный анализатор 4 структуры, схему 5 совпадения, выполненную в виде стробируемого усилителя, управляющий канал, состоящий из последовательно соединенных фазовращателя 6, формирователя 7 напряжения прямоугольной формы и дифференцирующего блока 8. Выход схемы 5 совпадения через формирователь 9 напряжения прямоугольной формы подключен к входу блока 10 управления, управляющего работой индуктивного преобразователя 11 через коммутатор 12, к выходу которого подключен многоканальный анализатор 13 твердости с индикатором 14. При этом управляющие входы многоканального анализатора 13 твердости соединены с выходом блока 15 опорных напряжений,Работа устройства основана на гармоническом анализе выходного сигнала индуктивного преобразователя 1, работающего по принципу сравнения индивидуальных свойств испытуемых деталей с эталонным образцом.Устройство работает следующим образом. При внесении в магнитное поле индуктивного преобразователя 1 контролируемого образца в последнем возбуждаются вихревые токи, создающие электромагнитное поле, взаимодействующее с полем контрольной катушки индуктивного преобразователя 1,В результате меняются ее электрические параметры, что вызывает изменение выходного сигнала преобразователя 1, Для фиксации изменений, вызванных контролируемым образцом, отличным по структуре от эталонного образца, выходной сигнал с преобразователя 1 подается на переключатель 2 рода работ, функция которого заключается в предварительной обработке выходного сигнала в соответствии с контролируемой маркой стали, в зависимости от которой будет включен соответствующий канал контроля, После усиления в усилителе 3 выходной сигнал подается на вход многоканального анализатора 4 структуры, который выделяет амплитуды З-ей, 5-ой и 7-ой гармоник, амплитудные соотношения которых несут информацию о структуре контролируемого образца. После сравнения этих напряжений с напряжениями эталонного образца, при превышении порога сигнал пог10 15 20 25 30 3 40 45 50 00 05 ступает на вход схемы 5 совпадения, выполненной в виде стробируемого усилителя, функция которого заключается в выделении управляющего сигнала в нужный момент времени. Для управления работой схемы 5 совпадения синусоидальное напряжение с выхода переключателя 2 рода работ поступает на вход фазовращателя 6, с помощью которого выбирается момент отпирания стробируемого усилителя схемы 5 совпадения путем смещения отпирающего импульса по фазе. Выходное напряжение с выхода фазовращателя 6 подается на формирователь 7 напряжения прямоугольной формы, где синусоидальное напряжение преобразуется в прямоугольную форму с дальнейшим преобразованием в периодическую последовательность управляющих импульсов в дифференцирующем блоке 8. Эти управляющие импульсы открывают стробируемый усилитель схемы 5 совпадения в том случае, если на вход преобразователя 1 поступает деталь, отличная по структуре от эталонной, При открытом выходе стробируемого усилителя схемы 5 совпадения снимаемые видеоимпульсы, соответствующие мгновенному значению напряжения, через формирователь 9 поступают на вход блока 10 управления, который управляет работой реле бункера брака (на чертеже не показано) и индуктивного преобразователя 11 через коммутатор 12, В плечах моста индуктивного преобразователя 11 имеются две катушки индуктивности с сердечниками из эталонного и контролируемого образца. При наличии детали, отличной по структуре от эталонного образца, на вход коммутатора 12 подается запирающее напряжение с блока 10 управления. В этом случае контроль твердости не производится. Если же контролируемый и эталонный образцы одинаковы по структуре, то коммутатор 12 открыт, и выходное напряжение с преобразователя 11, являющееся результатом разбалансировки предварительно сбалансированного моста и вызванное различием в твердости контролируемого и эталонного образцов, подается на вход многоканального анализатора 13 твердости. Это напряжение представляет собой периодический сигнал сложной формы, в котором соотношения амплитуд и фаз гармонических составляющих его спектра несут информацию о твердости контролируемой детали, Это напряжение подается на вход многоканального анализатора 13 твердости, в котором выходной сигнал с преобразователя 11 преобразуется в напряжение отдельных гармонических составляющих с поступающим анализом амплитуды и фазы каждой гармоники при сравнении их с опорным напряжением соответствующей гармоники от блока 15 опорных напряжений. Далее сигналы от разных каналов суммируются и на вход индикатора 14 твердости, работающего в автоматическом режиме, поступают сигналы, соответствующие нормальной, мягкой и твердой стали,578608 у 17 ( -Составитель И. Кесорсд И, Карандашова сдактор О. Юркова Корректор Т. Добровольская Заказ 2799/12 Изд.846 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров ССС по делам изобрстснпй и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 мзо р мул а изобретенияУстройство для контроля структуры изделий из ферромагнитных сталей, содержащее последовательно соединенные индуктивный преобразователь, усилитель, многоканальный анализатор структуры и схему совпадения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения контроля также и твердости, оно снабжено последовательно соединенными вторым индуктивным преобразователем, коммутатором, анализатором твердости и индикатором, переключателем, включенным между первым преобразователем и усилителем, последовательно соединенными фазовращателем, формирователем напряжения прямоугольной формы и дифференцирующим блоком, включенными между 5 выходом переключателя и управляющим входом схемы совпадения, вторым формирователем напряжения прямоугольной формы, соединенным с выходом схемы совпадения, и блоком управления, включенным между вы ходом второго формирователя и вторым входом коммутатора, а также блоком опорных напряжений, соединенным с входом анализатора твердости.