Способ послойного неразрушающего контроля параметров поверхностных слоев ферромагнитных материалов

(51) 4 0 01 Б 33/12, ",т 01 И 27/83 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Дегтерев,Л. ук ерман ени фектос во СГГР/83, 1984 3 РУА(%1РХНОСТАЛОВ НЫХ к измереных велимехаспособа; на фиг, 2 - при мости информативного сло нала Ч магнитошумового и теля от амплитуды 1 тока чивания; на Фиг. 3 - восс зависимости плотности ин шума Е (1, 7) при 1 = 1 ряжений ( (Е) от коорди Приведена также кривая тинное распределение нап слоям,еры зависи 7, и сиг- еобразовае относится к иэмере Изобретенинию электриччин и может сских и магнитных в быть использовано д перемагнитановленные тенсивности ОО пА и нап наты слоя 2 (7,) - исряжений по уры и мехерхностных нализа струк рнжепий в по и ослои ного нап ферромало нитных ма слоях ля своиств защитных покакже конт ытии еь изобретеза счет ис пление точ повчения влияния шумов апон оного ум парат На вариаурыфиг ствляют следующи посом,иэображе ализации сматиче йстна дл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1) 3791763/24-632) 17,09,846) 07,07,89,Бюл(71) Институт приАН БССР(54) ГПОГОБ ПСЛОНОГО НЕРАГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕГЛОЕВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИ(57) Изобретение относитсяАю электрических и магнитчин и может быть испольэовапослойного анализа структурнических напряжений и попер слоях ферромагнитных материалов, а также контроля свойств защитных покрытий, Целью предлагаемого способа является повьш(ение точности за счет исключения влияния спектров фонового шума и шумов аппаратуры.Сущность изобретения заключается в том, что перед контролем предварительно определяют зависимость глубины информативного слоя от амплитуды поля перемагничивания, п( ней определяют диапазон изменения поля от нуля до величины, при которой указанная глубина достигла предельного значенияВ процессе контроля плавно изменяют поле в этом диапазоне, по специаль- с9 ному алгоритму обрабатывают пблученную зависимость интенсивности магнитного шума от амплитуды поля, получают функцин распределения шума поглубине, по которой судят о распределении искомого параметра по глубине. 3 ил.Контр,.пируемым участком изделия 1 замыкают магнитную цепь магнитопровода 2 и с помощью обмотки 3 намагничивания, питаемой от генератора 4 с плавно изменяемой амплитудой токаи перестраинаемым диапазоном нарьиронания амплитуды, производят перемагничинание изделия. Плавно изменяют амплитуду 1 тока перемагничивания н диапазоне отдо 1. (Фиг,2), где- нулевое значение тока или величина тока, сооткетстнующая пороговому значению поля, при котором интенсивность шума становится отлич ной от нуля, , - величина тока, соответствующая предельному полю, .выше которого 7, практически не возорастает.Диапазон изменения 1. -уста нанлинается перед контролем путем анализа экспериментального графика(1). На Фиг.2 (кривая а) показан пример этой занисимости для преобразователя6,5 мм и материала изде лия - стали У 10.Зависимость Е (т) устанавливается н предварительных экспериментах для данного преобразователя по следующей методике. Накладной преобразователь 30 устанавливают на пластинку со стороны слоя, подвергнутого закалке (объемной или лазерной) Другая сторона пластины не подвергнута обработке, Интенсивность шума от закаленной стороны пластины при ее перемагничивании намного меньше интенсивности шума н основном металле, Толщина закаленного слоя - порядка 1 мм, примерно равна предельной глубине 40 контроля, Меняя амплитуду поля перемагничинания от нуля до предельного значения, измеряют зависимость 1. Затеи электролитической полировкой удаляют верхний слой до толщины Ь. Повторно снимают зависимость 11. Эти операции повторяют вплоть до полного стравливания закаленного слоя, По мере удаления закаленного слоя кривые 1(1.) приближаются к кривой , полученной на основном металле. Имея набор кривых Ч(1), строят зависимости 1 от Ь при различных помехах 1. н логарифмических координатах, Получают линейные зависимости, тангенсы угла наклона которых равны 7 Затем строят зависимости 7, Особенность этих зависимостей н том, что они немонотонны, По этому для одно з нач ности решения амплитуду поля следует ограничить диапазономПри изменении амплитуды тока перемагничинания в преобразователе 5 возникает шумовой процесс, параметры которого, в частности интенсивность шума, изменяются по мере изменения тока . ум в преобразователе 5 усиливается широкополосным усилителем 6 и после прохождения через фильтр 7 низких частот поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 8, с выхода которого сигнал 11 в цифровом виде, пропорциональный интенсивности высокочастотной составляющей шумового процесса в преобразователе 5 при Фиксированном значении тока , поступает на вход микропроцессора 9. Пример зависимости Б приведен на фиг,2 (кривая б). До начала .контроля в память микро- процессора 9 заносится зависимость Е(д) (фиг,2, кривая а).Интенсивность высокочастотной сос" тавляющей шумового процесса в накладном преобразователе 5 может бьггь выражена Формулой-г. /г,1Ч(х) =Р (, 7,)е Ю, (1)огде 2 - глубина залегания слоя,отсчитываемая от поверхности изделия;У (,7.) - зависимость плотности интенсивности магнитного щума вматериале от глубины слояи амплитуды тока перемагничиваник;7.и1 ) - описанные функции, экспериментально определяемые.В микропроцессоре 9 осуществляется обращение преобразования (1), Оно может быть выполнено, например, путем разложения функций У и 7.н степенные ряды и вычисления коэффициентов степенного ряда, аппроксимирующего функцию Р(, 7,), С выхода микропроцессора 9 снимается Функциональная зависимость, характеризующая распределение 711(, 7,).Токможет быть оптимизирован. Тогда с выхода микропроцессора 9 снимается эанисимость У (7,) при= сопнС, Пример восстановленной по данным Фиг,2 зависимостиР,(7,)1 = 100 мА5 1 4923 приведен на Аиг.З (кривая Ь). Эта зависимость поступает на вход микропроцессора 1 О.Перед контролем в память микропро. цессора 10 заносится в циФровом виде5 зависимость плотности интенсивности шума от механических напряженийР (б ) для данного материала, определяемая экспериментально. В микропроцессоре 10 в процессе контроля иэ зависимостей Рц,(7,) = сопят и Рц(б) вычисляется Функциональная зависимость ь (У,), которая воспроизводится дисплеем 11. Пример восстановленной по кривой Рш(Е)100 мА зависимостив(2) приведен на Фиг.З (кривая с). На кривой й (Фиг.З) показано истинное распределение напряжений по глубине. Дополнительно на 2 О дисплей 11 (Фиг.1) могут быть выведены альтернативно все используемые перед и в процессе контроля эависи" мостиформула изобретенияСпособ послойного неразрушающегоконтроля параметров поверхностных 25 6слоев Ферромагнитных материалов,включающий перемагничиваыие изделий переменным магнитным полем, регистрацию шумов Баркгауэена и определение искомого параметра материала по параметрам шума, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния спектров Фонового шума и шумов аппаратуры, измеряют зависимость интенсивности Ч шума от амплитуды поля перемагничиванияпри изменении амплитуды этого поля от нуля до величины,соответствующей предельной глубине иноФормативного слоя Е ", и иэ выраже- ния Ч(1) =Р (1,7)е1 у, огде 7, - глубина залегания слоя;У - плотность параметра шума вслое;7 - предварительно снятая зависимость глубины информативного слоя от амплитудыполя перемагничивания,определяют параметры шума, соответствующие данному слою,1492325 феЛ Корректор Т.Малец ия я на д е оизводственно-издательский комбинат "11 атент", г. Ужгород, ул. Гагарин Составитель Г,Старостинедактор И.Горная Техред Л.Олийнык Заказ 3874/49 тираж 713ВНИИПИ Государственного комитета по иэобрет113035, Москва, Ж, Раушс Подписноеткрытиям при ГКНТ СС