Устройство для контроля качества поверхностного упрочнения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (11) 1 Х 27/83 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ы ям Рл ;(53) (56)роляник о конт право Машист Л шев СКИФ узен с.90 (54) ПОВЕ роскоп е Баркга 3,КАЧЕСТВА УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ(57) Изобретение касаетсщего контроля физическихромагнитных изделий и можпользовано для оценки каверхностного упрочнения.,ретения является повышениности контроля за счет уЗа 77 УСН неразрушаю свойств ферет быть исества по Целью изобе достовер- транения 4235764/25-2827.04.8707.10.88. Бюл. У 37Устиновский механическии Муромский филиал Владитехнического институтаА.А.Штин и А.И.Соколик620,179.14 (088.8)Приборы для неразрушающматериалов и изделий: Спод ред. В.В.Клюева - Мроение, 1986, кн.2, с.70омаев Г.В., Штин А.А., МВ.С. Портативный структу-1, основанный на эффекта. - Дефектоскопия, 198692 неоднозначности показаний индикатора скачков Баркгаузена при больших остаточных деформациях и напряжениях.Устройство содержит нагружающий элемент 1, последовательно соединенные индукционный преобразователь 3 для регистрации скачков Баркгаузена, усилитель 4, детектор 5, запоминающий дифференциатор 9, функциональный преобразователь 8 и двухканальный аналоговый коммутатор Ь, к выходу кото" рого подключен индикатор 7. Функциональный преобразователь 8 выполнен в виде дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к источнику постоянного опор- Я ного напряжения, а инвертирующийвход является нходом Етнхцнонельното яя я преобразователя. При воздействии на изделие механической силы элемента 1 коммутатор б подключает к индикатору 7 или детектор 5, или преобразователь 8, алгоритм работы которого позволяет компенсировать неоднозначный характер зависимости ЭДС скачков Баркгаузена от внутренних напряжений.1 з.п. ф-лы, 2 ил. ЮИзобретение относится к контрольн "измерительной технике и можетб ть использовано для неразрушающегок нтроля напряжений в поверхностныхслоях при их упрочнении деформированйем.Целью изобретения является повыше.ние достоверности контроля за счетустранения неоднозначности показаний индикатора устройства при большх остаточных напряжениях,На фиг.1 показана блок-схема уструйства; на Фиг.2 - зависимость напркения П, скачков Баркгаузена отнапряжений б,Устройство содержит нагружающийэлемент 1, оказывающий механическоеврздействие на контролируемое изделе 2, последовательно соединенныеиндукционный преобразователь 3 дляРегистрации скачков Баркгаузена,силитель 4, детектор 5, аналоговыйКоммутатор б, индикатор 7, Функциональный преобразователь В, включенный между выходом детектора 5 и вторым входом коммутатора б, и запоминающий дифференциатор 9, включенныймежду выходом детектора 5 и управляющим входом коммутатора б. Вход нагружающего элемента 1 и второй входдифференциатора объединены и являются входом запуска работы устройства,Функциональный преобразователь 8может быть выполнен в виде дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к источнику постоянного опорного напряжения (Фиг.1, 11,) а инвертирующийвход является входом Функциональногопреобразователя.На фиг,1 обозначены также усилиеР, создаваемое элементом 1, перемагничивающее поле Н и некоторые распределения полей рассеяния СБВ(х,у,г,е).Принцип работы устройства поясняется фиг,2, где показана исходнаязависимость выходного сигнала детектора 11 от уровня остаточных напряАжений б (кривая АВС), непосредственно отражающих степень поверхностногоупрочнения, а также аналогичная зависимость показаний индикатора впредлагаемом устройстве 11/ (кривая АВ).Скачки Баркгаузена в контролируемом изделии 2 возбуждаются переменным магнитным полем Н(г.), которое10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тролируемому изделию. Эту функцию в устройстве выполняет запоминающий дифференциатор 9. Кроме дифференцирования запоминающий дифференциатор 9 запоминает также знак приращения входного сигнала, а точнее полярм кость проди 4 ференцированного сигнала. Знак приращения сигнала 11индицируется в виде логических уровней "0" или "1", Указанный принцип определения знака приращения влечет за собой необходимость жесткой синх 5 ронизации работы нагружающего элемента 1 и дифференциатора 9. Это достигается соединением входов силозадающего элемента 1 и дифференциатора 9, образующих вход запуска работы устройства, После определения знака приращения сигнала П при нагружении контролируемого изделия 2 остается произвести следующую операцию. При бб достаточно просто подключить индикатор 7 к детектору 5. При б6 необходимо преобразовать сигнал ПА определенным образом, а именно из условия однозначности зависимости показаний индикатора от остаточных напряжений б . С целью упрощения аппроксимируем зависимость П (б) дву мя отрезками прямых (фиг.2, ломаная линия АВС), Идеальная зависимость показаний индикатора П(б) показана 25 пунктиром (фиг,2, линия АВП), Таким образом, при Б ) б необходимо включать между детектором 5 и индикатором 7 функциональный преобразователь 8, который осуществлял бы преобразование характеристики ВС и характеристику ВП.Алгоритм функционирования преобразователя сигнала П можно пояснить следующим образом, Запишем в общем виде уравнения прямых ВС и АВП =-К 6+ЬАРУПь,= К,б+ Ьгде К, К, Ь Ь - некоторые постоянные.После простых преобразований получимК К Ь + К,ЬПЦ2Ю К ьс Кили, в более общем виде, запишемалгорИтм преобразования 50КоПьс+ ЬоВидно, что сущность функционального преобразования сигнала ПА при б ) б сводится к инвертированию с55 некоторым коэффициентом К и суммиорованию с постоянным напряжением, численно равным параметру Ь , Наи-,более просто это решается путем использования в качестве функционального преобразователя дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к источнику постоянного опорного напряжения, а инвертирующий вход является входом функционального преобразователя (фиг.1).Необходимость введения двухканального аналогового коммутатора 6 очевидна, поскольку устройство должно работать в двух режимах, На управляющий вход коммутатора 6 поступает выходной сигнал с запоминающего дифференциатора 9. Структура коммутатора 6 такова, что, когда один канал его открыт, другой закрыт.Предположим, что случаю, когда б с б, соответствует уровень "0" на выходе дифференциатора 9, При. этом открывается второй канал коммутатора 6, а первый канал закрывается, Выходное напряжение детектора 5 без изменения поступает на индикатор 7 и непосредственно отражает величину остаточных напряжений, Пусть приконтроле очередного изделия на выходе дифференциатора 9 появился уровень "1", что соответствует бб . В этом случае открывается первый ка" нал коммутатора 6, а второй канал закрывается, Поскольку первый сиг- нальный вход коммутатора 6 соединен с выходом функционального преобразователя 8, а вход последнего - с выходом детектора 5, то выходной .сигнал детектора будет подвергаться коррекции в соответствии с алгоритмом определения Ь , Следовательно, неоднозначность показаний индикатора будет устранена, а достоверность контроля повысится.Формула изобретения1. Устройство для контроля качества поверхностного упрочнения, содержащее последоваельно соединенные индукционный преобразователь для ре-. гистрации скачков Баркгаузена, усилитель,. детектор и индикатор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено аналоговым коммутатором, включенным между выходами детектора и входами индикатора, функциональным преобразователем, включенным между142900 б 10 Составитель В.ФилиновТехред А.Кравчук Корректор Л.Патай едактор С.Пе т Тираж 847 Государственног елам изобретений Иосква, Н, Ра Подписно аказ 5117/40 ВНИИпо113035 комитета ССС открытий ская наб, д/5 нно-полиграфическое предприятие Произв жгород, у ектная выходом детектора и вторым входоманалогового коммутатора, запоминающим дифференциатором, включенным между выходом детектора и управляющимВходом коммутатора, и нагружающимзлемантом, вход которого объединенвторым входом запоминающего дифференциатора и является входом запуска работы устройства. 2, Устройство по п 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что функциональный преобразователь выполнен в виде дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к источнику постоянного опорного напряжения, а инвертирующий вход является входом функционального преобразователя.