Устройство для магнитошумовой структуроскопии

,ЦегтереФизики ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт прикладнойАН Белорусской ССР(54)(57) УСТРОЙСТВОМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИгенератор тока, соедимагничивающей обмоткоженной на магнитопровре которого размещенразец. первую обмоткусоединенную с блокоминдикатор, о т л и ч тельство СССР 33/12, 1975, ДЛЯ МАГНИТОШУ-содержащее ненный с най, располооде, в эазоэталонный обрегистрации, обработки, и а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введена вторая обмотка регистрации, второйблок обработки и блок вычитания,блоки обработки выполнены в видеанализаторов спектра, магнитопроводвыполненф-образным, при этом намагничивающая обмотка расположенана его среднем стержне, первая обмотка регистрации размещена в зазоре одного из боковых стержней,а эталонный образец расположен свозможностью возвратно-поступательного перемещения в зазоре второгобокового стержня магнитопроводавместе с второй обмоткой регистрации, соединенной с входом второгоанализатора спектра, а выходыобоих анализаторов соединены свходами блока вычитания, выход которого соединен с индикатором,0 индикатором,20 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования Физических свойств материалов и изделий,их структуры и состава,Известно устройство для магнитных испытаний Ферромагнитных материалов, содержащее намагничивающую обмотку и последовательно соединенные обмотку регистрации,блок обработки и индикатор 11 .Однако в тех случаях,.когда относите 31 ъные изменения параметровшума Баркгауэена в материалах сразличными структурами невелики, чувствительность этого устройства недостаточна для достижения надежного контроля.Известно устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащеенамагничивающую обмотку, расположенную на магнитопроводе, в зазорахкоторого размещены испытуемый и эталонный образцы, обмотку регистрации,расположенную между стержнями магнитопровода, так что ее ось параллельна поверхности .образцов, и подключенную через блок обработки к индикатору 21,Однако при указанном параллельном расположении измерительной катушки и поверхностей образцов, сигнал,обусловленный скачками Баркгаузена,значительно ниже сигнала, возникающего в катушке, когда ее ось перпендикулярна поверхности, Это снижаетотношение сигнал/помеха, а в рядеслучаев, например при контроле "слабощумящих" материалов (сталь Р 6 М 5,40 ХНМА) и др. , устройство оказывается непригодным из-за недостаточнойчувствительности,Кроме того, из-за несовпадениямоментов возникновения скачков Баркгаузена в эталонном и испытуемомобразцах известное устройство посуществу не является диФФеренциальным, сигнал в нем сложным образом зависит от магнитных свойств образцов,что затрудняет выбор инФормативногопараметра контроля. Это дополнительно снижает чувствительность устройства,Также устройство имеет слабуюпомехозащищенность из-за малости шумовых сигналов (на уровне нескольких микровольт), суммируемых в измерительной катушке,Пель изобретения - повышение чувствительности устройства,Поставленная цель достигается темчто в устройстве для магнитошумовойструктуроскопии, содержащем,генератор тока, соединенный с намагничивающей обмоткой, расположенной намагнитопроводе, в зазоре которогоразмещен эталонный образец, первую обмотку регистрации, соединеннуюс блоком обработкии индикатор, введены вторая обмотка регистраций, вто. рой блок обработки и блок вычитания, блоки обработки выполнены в виде анализаторов спектра, магнитопровод выполнен Ф-образным, при этомнамагничивающая обмотка расположенана его среднем стержне, первая обмотка регистрации размещена в эазоре одного из,боковых стержней, аэталонный образец расположен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в зазоре второго бокового стержня магнитопровода вместес второй обмоткой регистрации, соединенной с входом второго анализатора спектра, а выходы обоих анализаторов соединены с входами блока вычитания, выход которого соединен с На лиг,1 показано предлагаемоеустройство вариант с накладной дополнительной обмоткой регистрации 25 на Фиг,2 - то же. ваРиант с проходной дополнительной обмоткой регистра.ции; на Фиг,3 - зависимость интенсивйости магнитного шума от величины .магнитного потока на участке магЗ 0 )нитопровода с испытуемым образцом,Устройство содержит генератор 1тока, магнитопровод 2. намагничивающую обмотку 3, в зазоре магнитопровода размещен эталонный образец 4 с,обмоткой 5 регистрации, испытуемый.образец 6 с обмоткой 7 регистрации, выходы анализаторов 8 и 9 спектра сое-.динены с входами блока 10 вычитания, выход которого соединен с индикатором 11.Устройство работает следующим образом.Предварительно устанавливают вкачестве образцов 4 и 6 образцы иэ материала в исходном состоянии например, до термообработки) и пе-.ремещают образец 4 вплоть до полной компенсации сягнала на выходе блока 10.Рассмотрим теперь реакцию устройства на замыкание магнитопровода 2 образцом 6, подвергнутым какому-либо воздействию, например термообработке. Учитывая экспериментально установленный Факт совместного изменения 55 магнитной проницаемости и интенсивности шумов Баркгаузена, допустим, что термообработка привела к увеличению магнитной проницаемости и интенсивности шумов в образце 6, 60 Тогда сигнал в обмотке 7 возрастетс одной стороны за счет перераспределения магнитного потока, создаваемого обмоткой 3 в стержнях магнитопровода 2, а с другой - эа счет 65 увеличения интенсивности шума Баркгаузена в образце 6, Сигналы в обмотках 5 и 7 выделяются анализатора. ми 8 и 9 спектра, постоянная времени которых значительно больше времени одного скачка, Анализаторы 8 и 9 спектра предварительно настраиваются на фиксированную частоту, Разность указанных сигналов формируется блоком 10 и поступает на индикатор 11Таким образом, в предлагаембм устройстве, в отличие от известных, изменение,рыходного сигнала связано не только с интенсивностью шума Баркгаузенав испытуемом образце 6. но и с изменением его магнитной проницаемости, т.е, при том же воздействии на образец выходной сигнал в предлагаемом устройстве изменяется в большей мере, Кроме того, в предлагаемом устройстве происходит взаимная компенсация помехонесущихсоставляющих выходного сигнала. обусловленных сильной пространственнойи временной корреляцией процессовперемагничивания образцов 4 и б,что также способствует увеличениючувствительности.Регулировка величины зазора магнитной цепи посредством перемещенияэталонного образца 4 позволяет 10 обеспечить максимальную чувствительность изМерительной схемы (блок 10и индикатор 11),и всего устройствав целом, поскольку позволяет провадить измерения на крутом линейном 15,участке характеристики фиг,З),Все это позволит повысить отношение сигнал/шум не менее чем на порядок, а чувствительность более чем щ в 2 раза,1,Власенк тор Р,Цици П ираж 711 ственног обретени -35, Рау но ВНИИПИ Государ ьо делам иэ 113035, Москва, Ж