Устройство для контроля движущихся ферромагнитных материалов в форме протяженных прутков, проволоки и лент

ОПИСАНИЕИЗО РЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 180479 (21) 2754945/18-21с присоединением заявки йо(5)М. Кл. С 01 Я 33/12 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Н.К. Трусов Отдел физики нераэрушающего контроля АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДВИЖУЩИХСЯФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ФОРМЕ ПРОТЯЖЕННЫХПРУТКОВ, ПРОВОЛОКИ И ЛЕНТ Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности, оно предназначено для контроля структуры ферромагнитных проволоки, прутков и лент в процессе волочения и проката и мо жет быть также использовано для бесконтактного измерения козрцитивной силы и дифференциальной магнитной проницаемости.О Известно устройство, содержащее проходную катушку, размагничивающую катушку и электронный блок. Работа устройства заключается в том, что контролируемый материал пропускается 15 через проходную катушку, которая намагничивает материал сначала. до состояния магнитного насыщения одного знака, а затем до состояния насыщения другого знака. Одновременно измеряетО ся изменение магнитного потока в результате перемагничивания этого материала и в электронном устройстве происходит запоминание "половинного" изменения магнитного потока. Величина 25 тока в размагничивающей катушке, вызывающая "половинное" изменение магнитного потока, служит мерой коэрцитивной силы контролируемого материала 13, ЗО Недостатками описанного устройстваявляется низкое быстродействие, обусловленное наличием обратной связи,т,е. необходимостью проведения регулируемой операции размагничивания, иопределенная сложность его реализации.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для контроля движущихсяферромагнитных материалов в формепротяжных прутков, проволоки и лент,содержащее намагничивающую систему,выполненную в виде двух тороидальных. встречно направленных постоянных маг.нитов, соосных с ферромагнитным материалом и измерительной катушкой, расположенной между магнитами. Измерительная катушка подключена к усилителю, к выходу которого подключен регистрирующий прибор,Работа устройства основана на томчто протяженный Феромагнитник, двигаясь в градиенте ф- магнитного полякпостоянных тороидальных магнитов, перемагничивается по предел.,ной петлегистерезиса постепенно пс всей длине.Скачки Баркгаузена, возникающие вместе перемагничивания участка образца иэ одного насыщенного состояния вдругое, улавливаются измерительнойкатушкой, Изменение структуры образца при его непрерывном движении в месте расположения измерительной катушки приводит к изменению частоты скачков Баркгаузена, что и регистрируется фНедостатком известного устройства является зависимость частоты скачков Баркгаузена от скорости движения Ферромагнитного материала. Следовательно, изменение скорости движения Ферромагнитного материала, а также многие другие Факторы, от которых зависят амплитуда и частота скачков Баркгаузена, будут приводить к погрешности измерения.Пель изобретения - повышение точности измерений устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство для контроля движущихся Ферромагнитных материалов в Форме протяженных прутков, проволоки и лент, содержащее намагничивающую систему, выполненную в виде двух тороидальных встречно направленных постоянных магнитов, измерительную катушку, расположенную между магнитами и подключенную к усилителю, снабжено генератором переменного напряжения, дополнительной катушкой и серводвигателем, управляющая обмотка которого подключена к выходу усилителя, а обмотка возбуждения - к выходу генератора переменного напряжения, измерительная катушка выполнена в виде двух секций, включенных навстречу и размещенных симметрично на дополнительной катушке, подключенной к выходу генератора.На Фиг. " представлена схема устройства," на Фиг. 2 - граФики, поясняющие работу устройства.Устройство содержит постоянные тороидальные магниты 1 и 2, между которыми расположена измерительная катушка 3, подключенная к усилителю 4, серводвигатель 5, генератор б переменного напряжения, запитывающий дополнительную катушку 7 контролируемое иэделие 8.Устройство работает следующим образом.Контролируемое изделие 8, двигаясь в градиенте - магнитного поля посд.итоянных тороицальных магнитов 1 и 2, перемагничивается по предельной петле магнитного гистереэиса постепенно по всей длине (Фиг,2 а). Дополнительная катушка 7 (Фиг. 1), эапитанная от генератора б, совершает в линейно нарастающем магнитном поле постоянных магнитов 1 и 2 периодические возврат- НО-поступательные колебания с частотой генератора б. Измерительная катушка 3 выполнена в виде двух навстречу соединенных секций, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга и закрепленных соосно на дополнительной катушке 7, которая охватывает контролируемое иэделие 8, При возвратно-поступательном колебанииизмерительной катушки 3 относительнодвижущегося контролируемого иэделия 8в секциях последней наводится переменная ЭДС с частотой вибрации, пропорциональной диФФерснциальной магнитной проницаемости участка Ферромагнитного материала, находящегосяпод секцией (Фиг. 2 б). Поскольку секции измерительной катушки 3 (Фиг, 1)Явключены навстречу, то регулиру 1 тщаяЭДС равна разности длФференциальныхмагнитных пооницаРмостей соседнихучастков контролируемого изделия 8(Фиг. 2 в). Реэультирую 1 ая ЭДС усиливается у 1 лите 1 е 1 л 4 и по тпает на3 управляющую обмотку серводвигателя 5(Фиг. 1), который начинает вращаться,перемещая иэмерительню катушку 3вдоль контролируемого изделия 8 дотех пор, пока результирующая ЭДС в2 О измерительной катушке 3 станет равной1 чЛЮИзменение структуры контрОл 1 руемого изделия 8 нри его непрерывном движении в месте расположения измери-.тельной катушки 3 приводит к появлению результирующей ЭДС и, следовательно, к изменению места расположения иэмерительнои кату 111 киТаким образом, иэм ряя стандартными методами линейное положен 11 е иэ -3 ) мерительнои катушки 3 относительнонапример, неподзижных магнитов 1 и 2,.можно контро 111;ровать ":,эменение структуры ферромагнитногО контролируемогоиэделия 8.З Предлагаемое устройство можно также испОльзовать для измерения кОэрц 11- тивной силы и диФФеренциальной магнитной проницаемости движущегося Ферром;.гнитного иэделия. Действительно,положение измерительной катушки 3про 1 эор 11 иональыо козрцитивной силе, аамплитуда ЭДС в одной иэ секций измерительной катушки 3 пропорциональнадиФФеренциальной 1 лагнитнОЙ проницаеЯмости,Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более высокую точность, так как результат измерения не зависит от изменений скорости движения контролируемого иэделия.Более высокие качественные показатели устройства в целом обеспечиьаютсятем, что измерения осуществляются наопределенной частоте и э о позволяетсделать электрическую схему селектив 55 ной, т,е. более защитимой от помех.кроме того, устройство обеспечиваетвозможность измерения как коэрцитнвной силы, так и диФФеренциальной магнитной проницаемости движущегосяконтролируемого изделия в виде проволоки, прутков или лент,Формула изобретенияУстройство для контроля движущих 65 ся Ферромагнитных материалов в Формепротяженных прутков, проволоки илент, содержащее намагничивающую систему, выполненную в виде двух тороидальных встречно направленных постоянных магнитов, измерительную катушку,. расположенную между магнитами иподключенную к усилителю, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, оноснабжено генератором переменного напряжения, дополнительной катушкой исерводвигателем, управляющая обмоткакоторого подключена к выходу усилителя, а обмотка возбуждения - к выходугенератора переменного напряжения,измерительная катушка выполнена ввиде двух секций, включенных навстречу и размещенных симметрично на дополнительной катушке, подключенной квыходу генератора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3586963, 324-432,1971.2. Авторское свидетельство СССРР 451970, кл. С 01 В 33/12, 1972.773548 Составитель Е.Данилинаедактор Е.Лупиикова Техред А.Ач Корректор М.Пожо исное а 4/ 11303 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ТиражПИ Государст о делам иэоб 5, Москва, Ж 1019енногоетений35, Ра Поомитета ССоткрытийскан наб.,