Преобразователь для контроля физико-механических параметров металлических изделий

/04 4 С 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ И ЕТЕПЬСТВУ ДВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Институт прикладной ФизикиАН БССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 296035,.кл. С 01 М 29/04, 1971,Патент Японии 9 56-4867,кл. С 01 И 29/04, 1981,(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механи" ческих свойств металлических изделий, Цель изобретения - повышениедостоверности контроля и расширениеФункциональных воэможностей за счетувеличения помехоэащищенности и реализации воэмоЖности регистрациисоставляющей напряженности магнитного поля, регистрации ЗДС поля вихревых токов, возникающих за счетзлектромагнитно-акустического вза1295323имодействия преобразователя с объ- ки 3-6 расположены попарно у торцов ектом контроля, и реализации воэмож- намагничиваюшей.катушки. При этом ности определения магнитной анизо- возбужцаюшие катушки соединены межтропии. Преобразователь содержит на- ду собой последовательно и согласно, магничивающую катушку в виде солено- измерительные катуп(ки последовательида -1, основные возбуждающую и иэ- но и встречно. Б каждой паре катушек мерительную катушки 5 и 6 индуктив- витки одной катушки параллельны витности, выполненные в виде плоских кам другой и сменены относительно спиралей, дополнительные возбуждаю- друг друга так, что внешние витки одщую и измерительную катушки 3 и 4 ной катушки проходят через центр друиндуктивности в виде плоских спира- гой, Преобразователь позволяет осулей и феррозонд 2, Последний установ- ществлять одновременно магнитный и лен внутри намагничивающей катушки ультразвуковой контроль металличесв зоне действия нормальной составля" ких изделий и получать информацию о ющей остаточной намагниченности кон- свойствах как с поверхностных слоев, тролируемого участка иэделия. Катуш- так и с глубины изделий. 3 ил,,Изобретение относится к неразрушающему контролю и может бысть использовано для контроля Физико-механических свойств металлических изделий,Цель изобретения - повышение достоверности контроля и расширение функциональных возможностей за счет увеличения помехозащишенности, регистрации составляющих напряженности магнитного поля и определения магнитной анизотропии.На Фиг1 показана структурная схема преобразователя на Фиг, 2 - спиральные катушки, вид сверху; на Фиг, 3 - блок-схема устройства для возможного использования преобраэователя.1Преобразователь состоит из намагничивающей катушки 1 - соленоида, внутри соленоида на его оси в зоне действия нормальной составляющей остаточной намагниченности контролируемого иэделия расположен Ферроэонд 2 на двух торцах соленоида 1 находятся по две пары катушек 3 и 4, 5 и 6 индуктивности. Катушки Э-б выполнены в виде плоских одинаковых диаметров спиралей, причем катушка 4 смещена относительно катушки Э таким образом что внешние витки ка(тушки 4 проходят через центр катушки 3, плоскости витков катушки 3 параллельны плоскостям витков катушки 4 и наложены на витки катушки 4. Такое же расположение катушек 5 и 6. Приэтом катушки Эпараллельны торцамсоленоида, Катушки 3 и 5 являютсявозбуждающими и питаются от блока 7питания. Феррозонд 2 питается от источника 8 переменного напряжениязвуковой частоты. Блок 9 питанияслужит для создания кратковременныхмощных импульсов тока. Катушки 4 и Р 6 подключены к регистрирующему блоку 10, Блок 11 служит для регистрации сигналов с феррозонда 2, Ключ Кставится в положение 1 или 11(Устройство работает следующим об разом,На поверхность изделия ставитсясоленоидс двумя парами спиралевидных катушек 3-6 торцом, содержащим Феррозонд в направлении к из Р делию. В зависимости от измеряемыхпараметров ключ К ставится в положение 1 или 11 При замкнутом ключе К в положении 11 преобразователь позволяет(производить измерение остаточной намагниченности, которая при перпендикулярном к поверхности иэделия направлении намагничивания пропорциональна козрцитивной силе. Для ее определения от блока 9 через соленоид 1 и последовательно соединенные катушки 3 и 5 пропускается несколько импульсов тока. Изделие при этом намагничивается локально с глубинойцромагцичивацця, зависящей от мощности источника, времеци црохождеыия импульса, вида изделия и т,п. После намагничивания участка изделия измерительной обмоткой Феррозонда 2 регистрируется ЭДС, пропорциональная величине остаточной намагниченности. Регистрируемые блоком 10 сигналы несут информацию о состоянии поверхности слоя изделия, 10Устройство позволяет расширить воэможности получения информации с более глубоких слоев иэделия путем возбуждения механических колебаний частиц вещества иэделия, ре гистрации ЭДС,наводимой вихревыми токами при преобразовании отраженных механических колебаний в электромагнитную энергию, Реализация указанных возможностей происходит 20 следующим образом. В момент прохождения импульса тока через соленоид 1 в каждое мгновение в нем создается определенной величины магнитное поле, которое пронизывает витки 25 катушек 4 и 6. Через витки катушек 3 и 5 в это мгновение проходит определенной величины ток, так как они последовательно соединены с соленоидом 1, Возникающее в поверхно- З 0 стном слое поле вихревых токов взаимодействует в зто время с магнитной индукцией изделия, за счет чего возбуждаются упругие колебания, распространяющиеся внутрь изделия, Отразившись от противоположной стороны изделия или от нарушений сплошности, упругие колебания в поверхностном слое возбуждают вихревые токи, которые создают ЭДС в спиральной катушке 4. Сигнал со спиральной катушки 4 подается на регистрирующий блок 10, который представляет собой селективный чувствительный усилитель, циФровой индикатор и ос циллограф. Для того, чтобы исключить влияние сигнала с катушки 4 при ее пересечении магнитным потоком соленоида 1, на другом его торце расположены катушки 5 и б. При этом ЭДС измерительных катушек 4 и б включены встречно, Длительность импульса тока и форма сигнала подбираются в зависимости от вида изделия и конкретной задачи,55Преобразователь позволяет определять не только магнитные параметры такие, как остаточная индукция при локальном намагничивании Ферромагцитцого изделия, по которой судят о качестве термообработки, цо и оценивать физико-механические параметры по сечению изделия, например толщину изделия, модуль упругости и др. Кроме того преобразователь позволяет определять также другие магнитные характеристики Ферромагнитных изделий, в частности магнитную анизотропию, по которой судят о магнитной текстуре и производят оценку механических напряжений, В этом случае после локального размагничивания, участка изделия ключ К ставят в положение 1, С генератора блока 7 на возбуждающие катушки 3 и 5 подается переменное напряжениеСигнал с измерительных катушек поступает на селективный усилитель регистрирующего блока 10. Величина сигнала при наличии анизотропии зависит от положения оси тпп катушек по отношению к направлению оси аниэотропии. Для оценки величины упругих напряжений в изделии преобразователь, не снимая с поверхности иэделия, поворачивают вокруг оси нао180 , Регистрируют при этом наибольшее и наименьшее значения показаний прибора. Для оценки напряжений берут отношение указанных значений и сравнивают их с показаниями для тарировочного образца того же материала,В случае немагнитного материала преобразователь позволяет производить контроль Физико-механических свойств по возбуждению и приему акустических колебаний согласно описанному способу, а также по измерению анизотропии, обусловленной различной электропроводностью в разных направлениях. Формула изобретенияПреобразователь для контроля Физико-механических параметров металлических изделий, содержащий цилиндрическую намагничивающую катушку индуктивности и установленные на ее торце возбуждающую и измерительную катушки индуктивности, расположенные в параллельных плоскостях, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и расширения Функциональных возможностей, он снабжен второй парой идентичных возбуждающей и измерительной катушек индуктивности, установленных на свободном торце : амагничиОцг З Составитель В.АрбузовТехред А.Кравчук Корректор Н,Кор актор О,Буг ственного коми бретений и отк 35, Раупская н жгород, ул. Проектна прият1 вающей катушки, и феррозондом, установленным внутри намагничивающей катушки у ее рабочего торца, возбуждающие катушки соединены между собой последовательно и согласно,Заказ 613/52 Тираж 7 ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, Ж оизводственно-полигра 4 ическо 295323 Ьизмерительные катушки - поспеловательно и встречно а в каждой парскатушки смещены так, что внешнийвиток одной катушки лежит на осипроходящей через центр другой,Подписноета СССРытийб д, 4/5