Устройство для магнитошумовой структуроскопии

ОПИСАНИЕИЗ О 5 Е г ЕН И я Ц 748238 Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл.1 С 01 М 27/86 С 01 К 33/12 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР ио деяам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15,07.80, Бюллетень йо 26 Дата опубликования описания 180780(72) Авторы изобретения В.С. Малышев, В.Л. Смолович, А.Н, Гуляева и Г.В. Ломаев Ижевский механический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИИзобретение относится к методамнеразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий и можетбыть использовано в дефектоскопии,структуроскопии , в том числе дляконтроля Физико-механических и физико-химических свойств материаловИзвестны устройства для контроляферромагнитных материалов, использующие текущие характеристики шумовБаркгаузена.Известно устройство для контроляпараметров ферромагнитных материаловметодом магнитных шумов, содержащеепоследовательно соединенные генератор,преобразователь, блок обработки сигнала и регистрирующий блок,Недостатком известного устройстваявляется влияние формы иэделия наточность измерения.Известно также устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь, высокочастотный Фильтр, усилитель, амплитудныйселектор и оконечный блок и последовательно соединенные анализатор спектра, детектор, интегратор и делительнапряжения, включенные между выходом усилителя и управляющим входом амплигудногб селектора 1 .Недостатком этого устройства является влияние формы изделия на точность измерения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединен- ф ные генератор, обмотку перемагничивания преобразователя и образцовое сопротивление, последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, усилитель, детектор и Фильтр низких частот, а также двухкоординатный индикатор 21 .Постоянная времени фильтра низких частот выбрана такой, что индикатор регистрирует огибающую .шумов Баркгауэена за один период тока перемагничивания. Контроль проводится визуально по форме огибающей шумов БаркгауэенаНедостатком устройства является то, что кривая огибающей шумов Баркгаузе" на при контроле образцов одинаковой структурыодного химического состава и с одинаковой термообработкой, но различной формой значительно изменяет свой вид. Таким образом, при переходе от контроля образцов одной формы к контролю образцов другой Формыкривая огибающей шумов Баркгаузенане является достоверным критерием качества образца, что понижает точность контроля,5Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранениявлияния формы изделия на результатыизмерения.МОПоставленная цель достигается тем,что устройство снабжено первым управляемым усилителем, включенныммежду фильтром низкой частоты и двухкоординатным индикатором, втсрым управляемым усилителем, включенным15между образцовым сопротивлением идвухкоординатным индикатором, последовательно соединенными нуль-органоми измерителем временных интервалов,включенными между образцовым сопротивлением и управляющими входами первого и второго управляемых усилителейи ключом, включенным между усилителем и другим входом измерителя временных интервалов, 25На Фиг. 1 изображена блок-схемаустройства для магнитсшумовой структуроскопии; на фиг. 2 - графики,поясняющие принцип действия устройства.Устройство содержит генератоР 1 3 Оперемагничивающего тока, перемагничивающуюкатушку 2 и измерительную катушку 3 преобразователя, образцовоесопротивление 4, част,тно-избирательный усилитель 5, детектор б, фильтр 7 З 5низких частот, первый управляемыйусилитель 8 с изменяемым коэффициентом усиления, двухкоординатный индикатор 9, нуль-орган 10, измеритель 11временных интервалов, ключ 12, второй управляемый усилитель 13 с изменяемым коэффициентом усиления.Устройство имеет два режима рабо=ы: "Настройка" и "Работа". В режиме"Настройка" ключ 12 замкнут, и устройство автоматически готовится к работе с образцами данной формы. Пустьнастройка проводится на образцах,петля гистерезиса которых показанана фиг, 2 а (1). При перемагничиванииобразца полем Н,с) шумы (фиг, 2 в) 5 рБаркгаузена возникают при поле Нрегистрируются измерительной катушкрй 3, усиливаются усилителем 5, детектируются детектором б, Постояннаявремени фильтра 7 низких частот такова, что выделяется огибающая шумовБаркгаузена (фиг. 2 г). Сигнал с выхода фильтра 7 низких частот черезпервый усилитель 8 поступает на входвертикального отклонения индикатора 9. На вход горизонтального отклонения через второй усилитель 13 по-.ступает напряжение, пропорциональноеперемагничивающему току с сопротивления 4. Индикатор 9 регистрируеткартину (Фиг. 2 д). Масштаб горизон тального и вертикального отклонения задан коэффициентами усиления усилителей 8 и 13 и определяется состоянием измерителя 11 временных интервалов. Измеритель 11 с нуль-органом 10 и ключом 12 измеряют временной ин" тервал Т (фиг. 2 б), пропорциональный величине внешнего поля Н при котором начинаются шумы Баркгаузена. Известно, что внутреннее магнитное поле образца НЬН связано с внешним полем соотношениемН = НЬнф "фгде й - размагничивающий фактор,определяемый формой образца,- намагниченность образца,При этом внутреннее поле образца Нбн, пРи котоРом начинаютсЯ шУмы Баркгаузена (поле старта, не зависит от формы образца, а полностью определяется. свойствами данного ферромагнетика, т,е, величина внешнего поля, при котором возникают шумы Баркгаузена, Н, = Н, + 813, для образцов с одинаковымй свойствами зависит только от величины раэмагничивающего фактора Н, Измерением временного интервала Т, пропорционального величине поля Н, автоматически с помощью усилителей 8 и 13 задаетмасштабы вертикального и горизонтального отклонения индикатора 9, пропорциональные величине разма 1 ничивающего фактора Н, .В режиме "Работа" ключ 12 разомкнут, и измеритель 11 поддерживает то значение коэффициентов усиления усилителей 8 и 13, которое получено при настройке устройства на эталонном образце. При этом испытуемый образец считается годным при совпадении кривой огибающей шумов Баркгауэена (фиг. 2 г) испытуемого образца с кривой огибающей эталонного образца,При переходе к контролю образцов другой формы устройство проходит настройку на новый эталонный образец замыканием ключа 12. Пусть новые образцы из-эа изменения своей формы (без изменения химического состава и режима термообработки) перемагничиваются по петле гистерезиса,показанной на фиг. 2 а (11), Это при:одит к изменению кривой (фиг, 2 з) огибающей шумов Баркгаузена на выходе детектора б кривой (Фиг. 2 ж) на выходе, фильтра низких частот и кривой (фиг. 2 е), регистрируемой индикатором. Изменением временного интервала (фиг. 2 б)Ф пропорционального величине поля Н, при котором возникают шумы Баркгаузе.- на, автоматически с помощью усилителей 8 и 13 изменяют масштабы вертикального и горизонтального отклонения индикатора 9, пропорциональновеличине раэмагиичивающего фактора. М, Таким образом, картина огибающей шумов Баркгаузена (фиг. 2 е) трансформируется к виду, показанному на фиг. 2 ий совпадающему с ранее выработанным критерием качества, приведенном на фиг. 2 д, Предлагаемое устройство магнитошумовой структуроскопии позволяет контролировать качество образцов различной формы по огибающей шумов Барк гаузена с устранением мешающего воздействия формы образца. Процесс настройки при этом не превышает по времени процесса определения качества одного образца, 10Применение новых блоков - двух усилителей с изменяемым коэффициентом усиления, ключа, нуль-органа и измерителя временных интервалов, устраняет необходимость использования большого числа критериев качества,со- ответствующих образцам различной формы. Это приводит к повышению точности измерения при контроле и упрощает процесс контроля, следствием чего яв- о ляется повышение надежности контроля.формула изобретенияУстройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор, обмотку перемагничивания преобраэователя и образцовое сопротивление, последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, усилитель, детектор и фильтр низких частот, а также двухкоординатный индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения путем устранения влиянияформы изделия на результаты измерения, оно снабжено первым управляемымусилителем, включенным между Фильтромнизкой частоты и двухкоординатным индикатором, вторым управляемым усили-.телем, включенным между образцовымсопротивлением и двухкоординатныминдикатором, последовательно соединенным нуль-органом и измерителемвременных интервалов, включеннымиме:кду образцовым сопротивлением и управляющими входами первого и второгоуправляемых усилителей и ключом,включенным между усилителем и другимвходом измерителя временных интервалов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 549729, кл. 6 О й 27/72, 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 557335, кл. 6 01 В ЗЗ/12, 1975/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,фил Редактор Ю. ПетруЗаказ 4351/10 Составитель А. МатвеевТехред М. Петко Корректор Ю.Макаренк Тираж 1019 Подп НИИПИ Государственного комитетапо делай изобретений и открыт 35, Москва, Ж, Раушская наб.