Устройство для магнитошумовой структуроскопии

(51) 6 01 )Я 27 83 ОПИСДНИК ИЗ 0 ЬЕЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(21) 3493347/25-28 (22) 27.09,82 (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (72) Б.В.Лаврентьев, Л.Л.Каубрак, Р.М.Смелянский и Ю.Н.Приходченко (71) Ростовский"на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения (53) 620.179.14(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 678399, кл. С 01 В 27/83, 1977.2. Авторское свидетельство СССР Р 789727, кл. 6 01 И 27/83, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ, содержащее последовательно соединенные первый перемагничивающий генератор, бЛок управления и обмотку возбуждения преобразователя, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блока управления, последовательно соединенные блок регистрации поля перемагничивания, стробирую,щий блок и индикатор и последовательно соединенные измерительную обмоткуТон преобразователя, канал измерения шумов Баркгузена и пороговый элемент, подключенные к второму входу стробирукицего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точ ности контроля, оно снабжено последовательно соединенными первым фор,мирователем импульсов запуска и формирователем строб-импульсов, включенными между пороговым элементом и вторым входом стробирующего блока, последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импуль сов запуска, включенными между вторым выходом порогового элемента и вторым входом формирователя стробС импульсов, и последовательно соеди- а ненными усилителем и интегратором, включенными между стробирующим блоком и индикатором, а блок регистрации поля перемагничивания выполнен в виде последовательно соединенных второй измерительной обмотки, индук- ф тивно связанной с обмоткой возбуждения преобразователя, амплитудного детектора и интегратора.Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано длянеразрушающего контроля физико"механических свойств изделий из сталии чугуна,5Известно устройство для контроляпо шумам Баркгаузена, содержащее регулируемый источник тока перемагничивания, соединенный выходом черезблок управления током с обмоткой 10возбуждения электромагнитного преобразователя, измерительная обмоткакоторого через измерительный каналсоединена с входом порогового блока,выходы которого соединены с входом 15блока управления током и с управляющим входом индикаторного блока, измерительный вход которого соединенс обмоткой возбуждения преобразователя (1), 20Недостатком устройства являетсянизкая точность контроля, обусловленная отсутствием магнитной подготовки изделия,Наиболее близким к изобретению по 25технической сущности является устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательносоединенные первый перемагничивающийгенератор, блок управления и обмотку 30возбуждения преобразователя, второй,перемагничинающий генератор, подключенный к второму входу блока управле.ния, последовательно соединенныеблок регистрации поля перемагничива- З 5ния. стробирующий блок и индикатори последовательно соединенные. измерительную обмотку преобразователя,канал измерения шумов Баркгаузена ипороговый элемент, подключенные квходу стробирующего блока (2).Это устройство хотя и повышаетпомехоустойчивость контроля, но также обладает недостаточной точностьюконтроля из-эа влияния зазора междупреобразователем и иэделием. 45Целью изобретения является повышение точности контроля.Поставленная цель достигается темчто устройство для магнитошумовойструктуроскопии, содержащее последовательно соединенные первый перемагничинающий генератор, блок управления и обмотку возбуждения преобразователя, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блока управления,. последовательно соединенные блок регистрации поля перемагничинания, стробирующийблок и индикатор и последовательносоединенные измерительную обмотку 60преобразователя, канал измерения шумон Баркгауэена и пороговый элемент,подключенные к нторому входу стробирующего блокаснабжено последовательно соедийенными первым Формиронателем импульсов запуска и Формирователем строб-импульсов, включенными между пороговым элементом и вторым входом стробирующего блока, последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импульсов запуска, включенными между вторым выходом порогового элемента и вторым входом формирователя строб-импульсов, и последовательно соединенными усилителем и интегратором, включенными между стробирующими блоком и индикатором, а блок регистрации поля перемагничинания выполнен в виде последовательно соединенных второй измерительной обмотки, индуктивно связанной с обмоткой возбуждения преобра зователя, амплитудного детектора иинтегратора.На Фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в различных точках схемы,Устройство содержит первый перемагничиаающий генератор 1, соединенный выходом через блок 2 управления током с обмоткой 3 возбуждения электромагнитного преобразователя 4, установленного на поверхность контролируемого изделия 5. Измерительная обмотка 6.через канал 7 измерения шумов Бакгаузена соединена с входом порогового элемента 8 Преобразователь 4 снабжен второй измерительной обмоткой 9, индуктивно связанной с обмоткой 3 возбуждения и соединенной через блок регистрации поля перемагничиаания, выполненного в виде последовательно соединенных амплитудного детектора 10 и интегратора 11, с сигнальным входом стробирующего блока 12, вход управления которого соединен с выходом формирователя 13 строб-импульсов, соединенного входами с первым и вторым формирователями 14 и 15 импульсов запуска, вход первого Формирователя 14 из которых соединен с выходом порогового элемента 8, а второго формирователя 15 с вторым ныходом порогового элемента 8 через инвертор 16, выход стробирующего блока 12 череэ усилитель 17 и интегратор 18 соединен с индикатором 19, Второй вход блока 2 управления током соединен с вторым перемагничивающим генератором 20,Устройство работает следующим образом.Регулируемый перемагничивающий генератор 1 генерирует переменный синусоидальный ток (1) (кривая 21) с частотой ю . Генератор 20 генерирует ток управления треугольной Формы( О (кривая 22), подаваемый на второй вход блока 2 управления током, в результате чего ток перемагничивания в обмотке 3 возбуждения имеет нид синусондального промодулированного тока , (кривая 23),Ток возбуждения в обмотке 3 создаетсинусоидальное перемагничивакщее поле в магнитной цепи преобразователя4, замыкающееся через контролируемое изделие 5, амплитуда этого поляпериодически линейно увеличивается,а затем уменьшается. При этом магнитный поток в цепи преобразователя индуктирует переменную синусоидальнуюЭДС во второй измерительной обмотке9, также периодически линейно увеличивающуюся, затем уменьшающуюся.Эта ЭДС поступает на вход амплитудного детектора 10, где детектируетсяи далее через интегратор 11 поступает на сигнальный вход стробирукщегоблока 12, напряжение 0 (Ч) на котором имеет треугольную форму (кривая 24), причем мгновенное значениеэтого напряжения зависит от воздушного зазора между преобразователем4 и изделием. 5, а при неизменномзазоре пропорционально амплитуде пе.ремагничивакщего поля, При некотором значении зазора В напряжение 25ОЦ имеет видизображенный сплошнои линией, а при другом значениизазора 8 ъ о 1 имеет вид, изображенныйпунктирйой линией.При достижении амплитудой перемагничивающего поля величины критического поля в изделии 5 возникаютскачки намагниченности, наводящиеимпульсы ЭДС шумов Баркгаузена01) (кривые 25 и 26) в измерительной обмотке 6, следующие пачками судвоенной частотой перемагничивания,При значении зазора 8 импульсы0 ф)начинают возникать в момент 1Ы 1(кривая 25) соответствующий. достиже-Р40нию амплитудой перемагничивающегополя критического значения, при котором напряжение 0,2 достигает в точке й, критического значения(кривая 24), являющегося мерой физикомеханических свойств образца, При обратном переходе напряжения 0 (с) через значение 0 в точке а (кривая24) скачки намагниченности исчезают, и импульсы ЭДС шумов Баркгаузена0 ) (кривая 25) с момента (, уже 50не наводятся в обмотке б,При другом значении бЬ, скачки намагниченности и импульсы 0(кривая 26) возникают при выполнейии ус ловия 0)Ор (кривая 24) в интервале 1 Б . Ймпульсы Оц дейст вуют в интервале времени 11 .Импульсы 01, (Ц или О 1 (ц (кривые 25 и 26) через измерительный ка О нал 7, осуществлякщий высокочастотную фильтрацию сигнала для подавления низкочастотных дискретных компонент спектра ЭДС обмотки б, широкопОлОсное усиление, амплитуднОе де тектирование и интегрирование сигнала, поступает на вход порогового элемента 8, переключающегося в точках а,а,и Ъ,Ъ при выполнении условияЦО Прй этом на выходе порогового элемента действуют прямоугольные импульсы 0 , Ф или 0 я (Ц (кривые 27 и 28), которые поступают на входы формирователя 13 строб-импульсов через формирователь 14 импульсов запуска и через формирователь 15 импульсов запуска с инвертором 16. В результате этого на входы формирователя 13 строб-импульсов поступают короткие импульсы запуска 0или 0 ф (кривые 29 и 30), фронты которйх соответствуют во времени каждому из Фронтов прямоугольных импульсов 0 дЦ или 0 д,. Каждый из этих импульсов запускает формирователь 13 строб-импульсов, генерирующий прямоугольные строб-импульсы 0 с,(Ц (кривая 31) или 0 с(кривая 32), длительностькоторых постоянна, Далее эти строб-импульсы поступают на вход управления стробирукщего блока 12, осуществляющего стробирование напряжения 0(,Ц (кривая 24)Выходные импульсы стробирукщейсхемы О ьц (Ц или 0 духЯ (кривые 33и 34) через усилитель 17 и интегратор 18 поступают на вход индикатора 19. При этом входной сигнал индикаторного блока, являющийся меройфизико-механических свойств контролируемого изделия 5, пропорционалендействующему значению напряжения импульсов 08, ф или 09,1 ) и не зависит от зазора между образцом и преобразователем, так как изменение(зазора от Ь до 82 вызывает лишь изменение крутизны фронтов треугольного напряжения 0,2 ,)(кривая 24) и соответственное перемещение выходныхимпульсов стробирующей схемы ц(Ц(кривые 33 и 34) по оси времени припостоянном их действующем значении,а изменение наклона вершинной частиимпульсов 0 ц Ю не имеет значения,так как у любых двух последовательных импульсов вершины симметричныотносительно прямой О О, параллель 1 1(ной оси абсцисс, ордината которойравна значению сигнала в момент начала действия строб-импульса,Использование в предлагаемом устройстве принципа измерения параметров поля перемагничивания в момент его достижения значений полей старта и Финиша шумов Баркгаузена позволяет отстроиться от влияния зазора меж ду преобразователем и изделием и ста билизировать режим магнитной подготовки изделия./44 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мо