Устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий

% (И 51 )4 С ОПИСАН БРЕТЕНИ НИ ТЕПЬС ОМ У Владимирскотута.И.Блурцян,лик льство СССР27/83, 1983.ство СССР33/12, 1983. Управ- еобраомощью егистблока аркга(Ф ОНТРДЕЛИИситс ПАРАМЕТтехнике и мо для неразрушаа 4 ерромагнитных а Баркгаузена. вышение достоУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(46) 23,03.87. Бюл,У 1 (71) Муромский Филиал политехнического инсти (72) В.Е.Шатерников, Р В,В.Филинов и А.И,Соко (53) 620,179,14(088.8) (56) Авторское свидете1043549, кл. 0 01 МАвторское свидетель 1 1049844, кл. С 01 К(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ И (57) Изобретение отн рольно-измерительной жет быть использован ющего контроля качест изделий методом эфек Цель изобретения - п ВС.ЮР";щ д ц.," ,цверности контроля. Это достигаетсякомпенсацией влияния электрическойпроводимости материала на параметрышумов Баркгаузена. Компенсация осуществляется посредством учета реакции вихревых токов. Для исключениявлияния магнитной проницаемости материала работа вихретокового дреобразователя 1 О происходит в моменты насыщения контролируемого участка изделия. Признаком насыщения служитпрекращение шумов Баркгаузена.ление работой вихретокового прзователя 1 О осуществляется с паналогового ключа 9 и канала ррации насыщения, состоящего из12 выделения огибающей шумов Бузена, нуль-органа 13, блока 4 управления, запоминающего блока 15, порогового элемента 16 и выпрямителя17. 3 ил,Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может бытьиспользовано для контроля Физикомеханических параметров поверхностных слоев изделий из ферромагнитных 5материалов в области машиностроения,1 ель изобретения - повышение надежности контроля за счет учета влиянияна результаты электрической проводимости материала,На Фиг. 1 показана блок-схема устройства; на Фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства;на Фиг,3 - построение блока управле 15ния,Устройство для контроля параметровферромагнитных изделий содержит источник 1 тока низкой частоты, который подключен к обмотке возбуждения20П-образного электромагнита 2, установленного на контролируемом изделии 3, последовательно соединенныеобмотку 4 измерения шумов Баркгаузена, усилитель 5, блок 6 перемноженияи анализатор 7 спектра, последовательно соединенные источник 8 токавысокой частоты, аналоговый ключ 9,вихретоковый преобразователь 10 иблок 11 компенсации, а,также последовательно соединенные блок 12 выделения огибающей, нуль-орган 13, блок14 управления, запоминающий блок 15,пороговый элемент 16 и днухполупериодный выпрямитель 17, соединяющиевыход усилителя 5 с управляющим нхо 35дом аналогового ключа 9, Выход блока11 компенсации подключен к второмувходу блока 6 перемножения, а второйвход соединен с выходом источника 8тока высокой частоты. Второй входблока 14 управления электрически связан с выходом двухполупериодного выпрямителя 17, а вторые входы запоминающего блока 15 и порогового элемента 16 подключены к выходу источника 1 тока низкой частотыБлок 14 управления содержит дваждущих мультивибратора 18 и 19 иВ 5-триггер 20, Вход 5 триггера 20подключен к выходу первого ждущегомультивибратора 18, а вход Й - квыходу второго ждущего мультинибратора 19. При этом вход первого ждущего мультивибратора 18 соединенс выходом нуль-органа 13, вход второго ждущего мультивибратора 19 подключен к выходу двухполупериодноговыпрямителя 17, а выход триггера 20 электрически связан с первым входомзапоминающего блока 15,Устройстно работает следующимобразом,Ток источника 1 (сигнал ефиг,2)протекая по обмотке возбужденияэлектромагнита 2, создает магнитныйпоток, который замыкается по П-образному магнитопроводу и контролируемому иэделию 3. Величину магнитногополя выбирают достаточной для перемагничивания контролируемого участкапо предельной петле гистерезиса, Вобмотке 4 измерения индуцируется иусиливается усилителем 5 ЭДС шумовБаркгаузена сигнал е , Фиг,2), Наспектральную плотность ЭДС шумовБаркгаузена оказывает влияние реакция вихревых токов, величина которыхопределяется электромагнитными параметрами поверхностных слоев материала.Учет влияния реакции вихревыхтоков в устройстве производится следующим образом. Источник 8 питаетвихретоконый преобразователь 10, вкотором индуцируется ЭДС, определяемая характером вихревых токов вповерхностных слоях материала и поступающая в блок 11 компенсации.Сигнал, вырабатываемый блоком 11,отражает степень влияния вихреньхтоков и определяется как П = ЦВгде 1)о и П - ЗДС, индуцируемая в вихретоковом преобразователе соотнетственно при отсутствии и наличииконтролируемого изделия, Коэффициентпередачи блока 6 перемножения, выполненного в виде усилителя с переменным коэффициентом усиления, пропорционален 1, . Поэтому анализатор 7кспектра регистрирует спектральнуюплотность, определяемую лишь собственным спектром шумов Баркгаузена,Синхронно изменяя частоту тока источника 8 и частоту анализа анализатора 7,регистрируют спектральное распределение ЭДС шумов Баркгаузена, по параметрам которого определяют результатконтроля,Для учета составляющей реакпиинихревых токов, обусловленной влиянием только электрической проводимости материала, работа вихретокового преобразователя происходит принасыщении контролируемого участка,С этой целью устройство содержит канал регистрации насыщения работакоторого заключается в следующем. Блок 12 выделения огибающей, реали-, зованный, например, как квадратичный детектор, выделяет огибающую мгновенной можности ЭДС шумов Баркгаузена (сигнал е, фиг,2), которая преобразуется нуль-органом 13 в прямоугольный импульс (сигнал е 4, фиг.2). Поскольку прекращение шумов Баркгаузена свидетельствует о наступлении на сыщения,задние фронта сигнала епоступающего в блок 14 управления, определяют моменты времени с ,т(фиг.2)1 ф 2при которых напряженность магнитного поля достигает напряженности тех нического насьшения.Блок 14 управления в моменты времени й 1и т,д. приводит в действиейзапоминающий блок 15, реализованный, например, как последовательно соеди ненные ключ и конденсатор, Напряжение на выходе запоминающего блока 15 изменяется по закону, показанному на фиг.2 для сигнала е , При этом мо 5менты времени т,с и т.д. (фиг.2) формируются следуют;им образом. В момент достижения технического насьпщения запоминающий блок 15 запоминает текущее значение выходного сигнала источника 1 (ключ запоминающего бло- З 0 ка размыкается), Пороговый элемент 1 б формирует прямоугольный сигнал е (фиг,2) на интергалах несовпадебния сигналов еи е . Выходной сигнал е выпрямителя 17 фиг.2) сво ими задними фронтами (моменты времени г ,с и т.д,) через блок 14 управ 3 4ления вновь переводит запоминающий блок 15 в режим фиксации текущего значения сигнала е, (ключ запоминающего блока замыкается).Работа блока 14 управления состоит в переводе запоминающего блока в режим памяти при наличии сигнала е и в режим фиксации текущего зна 45 чения при отсутствии сигнала етВыходные сигналы нуль-органа 13 и двухполупериодного выпрямителя 17 (сигналы е и е , фиг,2) своими зад-.ф 50 ними фронтами запускают соответственно первый и второй ждущие мультивибраторы. Короткие выходные импульсы ждущих мультивибраторов служат для последовательности перевода триггера В инверсные состояния, Таким Образом выходной сигнал триггера меняется в соответствии с сигналом еУчет реакции вихревых токов на каждом периоде перемагничивания обеспечивает непрерывное слежение за изменением электрической проводимости материала и соответствующую коррекцию параметров ЭДС шумов Баркгаузена,Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы за счет упрощения конструкции преобразователя и достоверность контроля эа счет учета влияния на ЭДС шумов Баркгаузена электрической проводимости материалаФормула изобретенияУстройство для контроля параметров ферромагнитных изделий, содержащее источник тока низкой частоты, П-образный электромагнит, обмотка возбуждения которого подключена к выходу источника тока низкой частоты, последовательно соединенные обмотку измерения шумов Баркгаузена, усилитель, блок перемножения и анализатор спектра, источник тока высокой частоты, последовательно соединенные вихретоковый преобразователь и блок компенсации, выход которого подключен к второму входу блока перемножения, а второй вход соединен с выходом источника тока высокой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет учета изменения электрической проводимости материала изделия, оно снабжено аналоговым ключом, включенным между источником тока высокой частоты и вихретоковым преобразователем, и последовательно соединенными блоком выделения огибающей, нуль-органом, блоком управления, запоминающим блоком, пороговым элементом и двухполупериодным выпрямителем, включенными между выходом усилителя и управляющим входом аналогового ключа, второй вход блока управления подключен к выходу полупериодного выпрямителя, а вторые входы порогового элемента и запоминающего блока соединены с выходом источника тока низкой частоты.1298626 Составитель А. БодровРедактор М.Блаиар Техред И,Ходанич орректор М.Шарош аказ 881/45 Производственно-поли ическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 Тираж 77 ВНИИПИ Госуд по делам 1)3035, МоскваЕТ рственного ко обретений и о Ж, Раушска дписноеитета СССРкрытийнаб д,4/5