Способ измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 И 27/9 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР И. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Омский политехнический институт (72) М.Г.Семенов, П,В.Штоль и О.Н.Копелев(56) Авторское свидетельство СССР В 1032405, кл, С 01 И 27/86, 1983.Авторское свидетельство СССР У 849061, кл. С 01 М 27/90, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ И ПРИЛОЖЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения"остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях. Целью изобретения явЛяется повышение точности измерений за счет проведения обучающего ЯО 1474537 эксперимента на эталонных образцах.Перед контролем партии изделий отбирается образец, на котором осуществляется обучающая выборка. Во времяперемагничивания регистрируются скачки магнитных шумов в образце, полученный сигнал либо усредняется путемвыделения огибающей в квадратичномдетекторе 6 и фильтре 7 низких частот, либо из него выделяются одиночные импульсы. Далее, проходя обработку либо по амплитуде, либо по длительности, числу и т.д., сигнал мультиплексируется мультиплексором 11,преобразуется в цифровой код аналогоцифровым преобразователем 12 и запоминается в оперативном запоминающемблоке 13. После набора информациипроцессор 15 обрабатывает ее дляполучения количественных характеристик объекта контроля. 2 с,п. ф - лы,1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения остаточных иприложенных напряжений в Ферромагнитных изделиях,Цель изобретения - повышение точности измерений за счет проведенияобучающего эксперимента на эталонныхобразцах,На чертеже представлена блок-схемаустройства, осуществляющего предлагаемый способ,Устройство содержит соединенныепоследовательно задающий генератор 1,делитель 2 с переменным коэффициентом деления, управляемый усилитель3 мощности, первичный преобразователь4, измерительный усилитель 5, квадратичный детектор-.б, фильтр 7 низкихчастот, Фиксатор 8 уровня, амплитудный селектор 9, амплитудный детектор10, мультиплексор 11, аналого-цифровой преобразователь 12 и оперативныйзапоминающий блок 13,Устройство содержит также счетчик14, подключенный к оперативному за.поминающему блоку, процессор 15,вход-выход которого соединен с опера.тивным запоминающим блоком 13, а выходы процессора 15 подключены к измерительному, усилителю 5, амплитудному селектору 9, счетчику 14 и мультиплексору 1 1, и постоянный запоминающий блок 16, подключенный к процессору 15, выход которого соединен суправляемым усилителем 3 мощности иделителем 2 с переменным коэффициен-.том деления.Кроме того, в состав устройствавходят электронный ключ 17, первыйвход которого подключен к процессору,второй вход соединен с измерительнымусилителем 5, а выход подключен кФиксатору 8 уровня, анализатор 18спектра, включенный между выходомпостояйнога запоминающего блока 16 имультиплексором 11, второй вход анализатора 18 спектра соединен с фиксатором 8 уровня измеритель 19 длительности импульса и измеритель 20магнитного момента, включенные междуамплитудным селектором 9 и мультиплексорам 11, Также устройство содержит блок 21 измерения индукции,включенный между выходами первичногопреобразователя 4 и мультиплексором11, третий выход первичного преобра"зователя 4 соединен с мультиплексо" ром 11, а второй выход делителя 2 с переменным коэффициентам деления соединен с анализатором 18 спектра.Способ осуществляют следующим образом.С целью построения математической модели зависимости механических характеристик контролируемых объектов от измеряемых электрических параметров проводится обучающий эксперимент, проходящий в следующей последовательности. Образец, выбранный из контролируемой партии, устанавливается в разрывную машину, на его поверхности размещают первичный преобразователь и подвергаютмеханическому нагружению. В этом случае регистрируются относительные значения напряжений в образце, Для случая определения абсолютных значений используются методы релаксаций напряжения, а затем проводится обучающий эксперимент. Затем образец размагничивают, подвергают магнитной подготовке и перемагничиванию во взаимно перпендикулярных направлениях, регистрируя скачки магнитных шумов, их длительность, текущее значение индукции, Йалученная информация запоминается и подвергается математической обработкедля выявления среднестатистическихзакономерностей между величинами полученных сигналов и механическими свойствами образцов.Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, работает следующим образом,Задающий генератор 1 с кварцевой стабилизацией частоты генерируетмеандр с частотой 52 кГц, Эти импульсы поступают на делитель 2 с переменным коэффициентом деления, задаваемым постоянным запоминающим блоком16 по команде процессора 15. Далееимпульсы поступают на управляемыйусилитель 3 мощности и на анализатор18 спектра для синхронизации его работы. После первичного преобразовате-.ля 4 информация поступает на измерительный усилитель 5 и мультиплексор11. В зависимости от амплитуды импульсов процессор 15 устанавливаеткоэффициент усиления измерительногоусилителя 5, Для регистрации отдельных импульсов служит электронныйключ 17, выделяющий импульсы и подающий их на Фиксатор 8 уровня, а затемна амплитудный селектор 9, После се1474537 10 метрового контро ф между выходом мулративным запомина ьтиплексора, и оп ющим блоком, связансчетчиком, вклюдом процессора и ративно-запоминают ронным ключом, вход е ным с процессором ченным между выхо вторым входом опе щего блока, элект которого подключе к измерительному к фиксатор уров- вход - к процессоия индукции, вклюусилителю, выход ня, а управляющий Ру блоком измерен лекции сигнал проходит одну из схем, амплитудный детектор 10, измеритель 19 длительности импульсов, счетчик 14 или измеритель 20 магнитного момента и поступает через мультиплексор 11 в оперативный запоминающий блок 13В динамическом режиме работа устойства аналогична, за исключением прохождения сигнала через цепочку: квадратичный цетектор 6 - фильтр 7 низкой частоты, с целью выделения огибающей магнитного шума. Послесбора информации осуществляется ее.обработка в процессоре 15 для вычисления количественных характеристикс использованием методов многопара 2мула изобретения 1. Способ измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях, заключающийся в том, 25 что иэделие перемагничивают полем низкой частоты, регистрируют возни-. кающие при этом скачки Баркгаузена, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, первоначаль-ЗО но проводят обучающий эксперимент на образце, в котором последовательно создают определенные напряжения различной величины, затем участки образца равные базе первичного преобразоФ. 35 вателя, последовательно перемагничи вают в двух взаимно перпендикулярных направлениях с использованием квази- статического и динамического режимов в каждом из направлений, измеряют среднюю амплитуду импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена, их общее число за определенное время, среднюю вольт- секундную площадь, количество импульсов определенной амплитуды, среднюю длительность ЭДС от скачков Баркгаузена, а также амплитуду мощности магнитного шума, отношение мощности магнитного шума к величине мощности магнитного шума, соответствующей5 О участку нарастания или спада временной зависимости мощности магнитного шума, разность амплитуд мощностей магнитного шума, измеренных во взаимно перпендикулярных направлениях, амплитуду первой производной мощности магнитного шума, амплитуды гар моник мощности магнитного шума в базисе функций Уолша и параметры петли гистерезиса, по полученной инфсрм. ции метоцами регрессионного анализа строят математическую модель образца .затем аналогично измеряют параметры,входящие в математическую модель для изделия с неизвестными остаточными и приложенными напряжениями, после чего, используя данные, полученные на первом этапе, определяют остаточные или приложенные напряжения во взаимно перпендикулярных напрл- ниях и строят картину плосконапряженного состояния изделия,2., Устройство для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях, содержащее адающии генератор, соединенные пос ледовательно первичный преобразователь и измерительный усилитель ианализатор спектра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено соединенными последовательнопроцессором, постоянным запоьмнаюшимблоком, выход которого подключен канализатору спектра, делителем с переменным коэффициентом деления, второй вход которого подключен к задающему генератору, а выход - к анализатору спектра, и управляемым усилителем мощности, второй вход которогоподключен к постоянному запоминающему блоку, а выход - к первичномупреобразователю, соединенными последовательно квадратичным детектором,подключенным к выходу измерительногоусилителя, фильтром низких частот,фиксатором уровня, выход которогоподключен к анализатору спектра, амплитудным селектором, второй вход которого соединен с входом управленияизмерительного усилителя и подключенк процессору, амплитудным детектором, мультиплексором, входы которогоподключены к процессору, первичномупреобразователю, анализатору спектра и фиксатору уровня, аналого-цифровым преобразователем включеннымСоставитель, Ю. ГлазковТехредЛ.Сердюкова Корректор М.Демчик Редактор Н.Тупица Заказ 1886/41 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 1474537 6ченным между первичным преобразовате- го момента, включенными между выходомлем и мультиплексором, и измерителя- амплитудного селектора и входамими длительности импульса и магнитно- мультиплексора,