Способ измерения механических напряжений в ферромагнитных изделиях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК 19) (И) 27 7 ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ КОМИТЕТ .СССРЕНИЙ И ОТКРЬГИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ С ЬСТ потока ие опор механич еделяют изделии, опредого напряжения,ских напряженийиэ.соотношенияОоЦ магнит ляют э ногойаченчинуи опр иэде й Физики К=КО где их навеличина механичепряжений,коэФФициент пропональности;вели:ина. огибающенала;величин а не сущего тво СССР 971.агнитоия мехаескиенеразрутель12,цио.иг еделе Фиэи облем к, "Н сигнанапряорног т л и ичину чаюопорноеэульнесущех зазоазова-ия юще го начен об ше т- соответ величин бающего сущего при дву ниях за ствен ы ог и н и гнал(71) Институт прикладнАН Белорусской ССР(56) 1. Авторское свидУ 372428, кл. 6 01 Ь 12. Большаков В.Н. ианизотронный метод опрнических напряжений.свойства металлов и пршающего контроля. Минстехника", 1978, с93(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФЕРРОМАГНИТНЫХИЗДЕЛИЯХ, включающий намагничиваниеконтролируемого изделия переменным ,магнитным полем, параллельным его поверхности, периодическое изменениенаправления поля, выделение и измерение сигнала, пропорционального величине огибающей амплитудно-модулированного магнитного потока в изделии,с помощью измерительного преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности, дополнительно выделяют и измеряют величину сигнала, пропорциональногонесущей амплитудно-модулированного величина оп0жения.2Способ по п.1, ощ и й с я ,тем, что велго напряжения определяютатам измерения огибаго сигналов при двух зра между измерительнымтелем и изделием из соорВ00 ) в Ь , 11 вгде к - коэффициент пропорциональности,Ок - величина огибающего сигнала, 65 Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано дляконтроля изпелий из ферромагнитныхматериалов, например, с помощью накладных магнитоупругих преобразователей.5Известен способ измерения механических напряжений, включающий намаг-ничивание контролируемого изделия параллельно его пбверхности во взаимноперпендикулярных направлениях и изме-орение разности магнитных потоков вэтих направлениях, по которой судято величине механических напряжений 11.Недостатком известного способаявляется зависимость результатов измерений от величины зазора между накладным преобразователем и контролируемым объектом, что снижает точностьизмерений.Известен также способ измерения Омеханических напряжений в ферромагнитных иэделиях, включающий намагничивание контролируемого изделия переменным магнитным полем, параллельнымего поверхности, периодическоеизменение направления поля, выделениеи измерение сигнала, пропорционального величине огибающей амплитудно-мо-дулированного магнитного потока в иэ-делии, с помощью измерительного преобразователя, по величине этого сигнала судят о величине механическихнапряжений:1 2,Недостатком данного способа такжеявляется зависимость величины низкочастотного сигнала от зазора междупреобразователем и контролируемымизделием, что снижает точность измерения механических напряжений.Цель изобретения - повышение точности измерения.40Указанная цель достигается тем,что согласно способу измерения механических напряжений в ферромагнитныхиэделиях, включающему намагничиваниеконтролируемого изделия переменным 45полем, параллельным его поверхности,периодическое изменение направленияполя, выделение и измерение сигнала,пропорционального величине огибающейамплитудно-модулированного магнитного 5 Опотока в иэделии, дополнительно выделяют и измеряют величину сигнала,пропорционального несущей амплитудномодулированного магнитного потока в,изделии, определяют значение опорногонапряжения, а величину механических. напряжений в иэделии определяют изсоотношения ОЭ - величина несущего сигнала;величина опорного напряожения.Кроме того, величину опорного напряжения определяют по результатамизмерения огибающего и несущего сигналов при двух значениях зазора между измерительным преобразователем иизделием из соотношенияцгде 0, О" и О 0" соответственно1 рвеличины огиба- -.ющего и несущего сигналов придвух значенияхзазора,На фиг.1 представлены временные диаграммы амплитудно-модулированного выходного сигнала )ьц измерительного преобразователя, постоянного напряжения 0 э , пропорционального не,сущей амплитудно-модулированного (АИ)выходного сигнала, и переменного (низкочастотного) напряжения Он, пррпорционального огибающей Ы 1 выходногосигнала для трех значений вели- чины механических напряжений б:(Г =О,б=Д и О=0;д ) ; на фиг.2- временные диаграммы выходного сигнала Оцу, постоянного напряжения Цэ пропорционального несущей АМ выходного сигнала, переменного ( низкочастотного) напряжения Он, пропорционального огибающей АИ выходного сигнала, и величины" "о . при нен о иэменной величине механических напряжений для двух значений зазора Ь=6, (Способ осуществляют следующим образом.Накладной преобразователь устанавливают над поверхностью контролируемого изделия. В намагничивающую обмотку преобразователя подают переменный ток и периодически изменяют направление перемагничивания. Из выходного сигнала преобразователя. выделяют и измеряют низкочастотный и высокочастотный сигналы. Измерение низкочастотного и высокочастотного сигналов предварительно проводят при двух значениях зазора между преобразователем и иэделием и определяют величину опорного напряжения по формуле2) . Величину механических напряжений для произвольной величины зазора определяют из формулы 1)Так, например, производились измерения механических напряжений в образце иэ стали при трех значениях зазора 6: 0; 0,2 и 0,4 мм.Результаты измерений представлены в табл.1 и 2. В табл.1 представлены результаты измерения переменного на-.пряжения Оф , пропорционального низ1046669 Таблица 2 Таблица 1 6, ИПамВ.Зазор Зазор Зазор 0,4 мм 100 мм 0,2 мм О фОоО., О, мВ О,МПа Зазор Зазор0,2 мм 0,4 мм Зазор 0 мм 40 12,3 11,8 12 40 56 35 60 69 43 80 80 51 100 86 55 25 15 14,4 14,515,1 60 30 17,8 80 16,8 17,9 37 18,1 20 19,3 18,7 39 кочастотному сигналу Он при различных величинах механических напряжений для трех значений зазора между преобразователем иобразцом. Из представленных результатов вйдно, что при изменении зазора от 0 до 0,4 мм величина переменного напряжения О, уменьшается более чем в два раза для всех величин механических напряжений, т.е. имеет место значительная зависимость величины О от зазора между преобразователем и изделием Поэтому, в соответствии спредлагаемым способом, измеряют величины постоянного напряжения О у пропорционального высокочастотному сиг.налу Оз , при различных зазорах. Получают следуюшие значения для О-: для зазора 0 мм 3,92 В, для 0,2 мм 3,5 В и для 0,4 мм - 3,2 В. В соответствии с. формулой (2) определяют величину опорного напряжения О по значениям О и О- для двух значений зазора: 0 и 0,4 мм при величине ме ханических напряжений 60 МПаДля величины опорного напряжения получают значение 4,74 В. С учетом полученной величины опорного напряжения результаты измерений пересчитывают в соот ветствии с формулой (1), т,.е, определяют величины соотношения вида Ц - , пропорционального ооотношению вида Он " . Величину соотношения О ф,ц,10)определяют взависимости от величины механических напряжений для трех значений зазора между преобразователем и образцом.Полученные результаты пр дставленыв табл.2. Коэффициент пропорциональности К определяется экспериментально и зависит как от материала иэделия, так и от параметров измерительной схемы.Как следует из представленных результатов величина соотношения О О фОопропорциональна величине механиЧеских напряжений. Дополнительное измерение постоянного напряжения О-,пропорционального величине высокочастотного сигнала, позволяет сушественно уменьшить влияние зазора на результаты измерения механических напряжений. Так, отклонение величиныО +ОО в у от среднего значения при изменении зазора от 0 до 0,4 мм не превышает 5 при всех уровнях механических напряжений, что сравнимо с погрешностью измерения величин переменного О и постоянного напряжения О . Таким образом, применение предла= гаемого способа позволяет уменьшить влияние зазорамежду преобразователем и контролируемым иэделием на результаты измерения механических напряжений. и тем самым более чем на порядок повысить их точность.1046669 фУ Составитель С.ШУмилиштор П.Макаревич Техред А.Бабинец е акаэ Помитета СССРткрытийская наб , д. сное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектн 1/43 Тира ВНИИПИ Государстпо делам изобр 113035, Москва,873енногтений- 35,яКорректор О,Тигор