Способ магнитного контроля, основанныйна эффекте баркгаузена

Союз Советскмк Соцмапнстмческмк Республик(22) Заявлемо 1801.79 (21) 2715957/10-21с присоединением заявкм 1 ек ГосударственныЯ комитет СССР по делам изобретений и открытнЯ(23) Приоритет Опубликовано 3 О 01 В 1.Бюллетень Й 9 4 Дата опублмковаммя описания 10. 02. 81(54) СПОСОБ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ, ОСНОВАННЫЙ НА ЭФФЕКТЕ БАРКГАУЗЕНА Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано на машиностроительных предприятиях для контроля структуры стальных и чугунных изделий, например, для контроля твердости стальных иэделий после термической обработки.Известен способ магнитной структуроскопии, основанный на эффекте Баркгаузена, при котором перемагничивают контролируемое изделие по предельной петле гистерезиса, регистрируют с помощью индукционного преобразователя ЭДС скачков Баркгаузена и по ъорме нормированного спектра 15 ЭДС судят о свойствах контролируемого изделия (.11Недостатком известного способа является сложность его реализации. 2 фИзвестен также способ магнитного контроля, основанный на эффекте Баркгаузена, при котором перемагничивают контролируемое изделие по предельной петле гистерезиса, регистрируют с помощью индукционного преобразователя ЭДС скачков Баркгаузена и по действующему значению этой ЭДС судят о свойствах контролируемого изделия 2. 30 Недостаток этого способа заключается в низкой чувствительности к свойствам контролируемого изделия, так как чувствительность определяется изменением ЭДС скачков Баркгауэена при изменении магнитных свойств контролируемого изделия, а это изменение невелико даже при переходе от наиболее магнитожесткого к наиболее магнитомягкому изделию (составляет обычно 10-50).Цель изобретения - повышение чувствительности к магнитным свойствам контролируемого изделия.Поставленная цель достигается тем, что в способе магнитного контроля путем перемагничивания контролируемого изделия по предельной петле гистерезиса, регистрации с помощью индукционного преобразователя ЭДС скачков Баркгаузена и определения по действующему значению этой ЭДС свойств контролируемого изделия, ЭДС индукционного преобразователя стробируют прямоугольными импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания, задержка фронтов которых относительно напряженности перемагничивающего поля постоянна, при этом передний фронт соответству 800915ют во времени достижению внешним полем напряженности поля старта длянаиболее магнитомягкого образца, задний фронт - напряженности поля старта для наиболее магнитожесткого образца, а действующее значение ЭДСпреобразователя определяют в интервале стробирования.На фиг. 1 представлено устройство,функциональная схема; на фиг. 2временные диаграммы электрическихпроцессов, происходящих в различныхточках схемы устройства; на фиг. 3графики зависимости ЭДС преобразователя магнитной жесткости образца.Контролируемое изделие 1 циклически перемагничивают с помощью соленоида 2, обмотка которого соединена с зажимами 3 источника переменного тока. В материале образца 1происходят скачки Баркгаузена, которые наводят ЭДС в обмотке;индукционного преобразователя 4. ЭтуЭДС Фильтруют фильтром 5 верхних частот для подавления дискретных компонентов со спектра (первая и высшие гармоники), усиливают широкополосным усилителем б и подают насигнальный вход стробируемого усилителя 7, который пропускает сигнал только в течение интервала действия на его входе управления прямоугольного строб-импульса, в любойдругой момент времени усилитель заперт.Стро-импульс формируют следующимобразом,Напряжение с резистора 8, включенного последовательно с обмоткой соленоида 2, совпадающее по фазе с током перемагничивания и, следовательно, напряженностью перемагничивающего поля, подают на вход фазорегулятора 9. Выходное напряжение Фазорегулятора 9 подают на вход удвоителя 10 частоты. Выходное напряжение удвоителя 10 частоты подают на вход Формирователя 11 строб-импульса, представляющего собой ждущий одно- вибратор с регулируемой длительностью импульса. Выходное напряжение Формирователя 11 подают на вход управления стробируемого усилителя 7. Регулировкой Фазы выходного напряжения фазорегулятора 9 устанавливают йо времени передний Фронт строб- импульса. Регулировкой длительности импульса Формирователя 11 устанавливают во времени задний фронт строб- импульса. Выходное напряжение стробируемого усилителя 7 через детектор 12 действующего значения (квадратический детектор) подают на индикатор 13, по показаниям которого судят о свойствах контролируемого изделия.Сущность данного. способа заключается в следующем. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Контролируемый образец 1 циклически перемагничивают внешним магнитным полем, изменяющимся по синусоидальному закону (Фиг. 2 а). При. этом индукция в образце изменяется по петле гистерезиса (фиг. 2 б), форма которой определяется свойствами образца. При перемагничивании наиболее магнитомягкого образца, имеющего петлю гистерезиса А АВВ, скачки Баркгауэена возникают в материале образца при достижении разности максимального и текущего значений напряженности внешнего поля величины поля старта Нст зародышей обратного перемагничивания (точка А), Дальнейшее изменение напряженности внешнего поля приводит к скачкообразному росту зародышей, скачки доменных границ которых наводят импульсы ЭДС в обмотке индукционного преобразователя 4, расположенного на поверхности контролируемого изделия (участок аана фиг. 2 в). Эти скачки (импульсы ЭДС е(с происходят до тех пор, пока напряженность внешнего поля не достигнет значения напряженности поля финиша Нж(точка А) После этого скачки прекращаются, ЭЛС е (с) становится равной нулю (точка а ), и дальнейшие гистерезисные своства материала определяются лишь процессами вращения векторов спонтанной намагниченности (участок АВ), При обратном перемагничивании этот полуцикл повторяется, скачки происходят на участке петли ВВ, ЭДГ скачков действуют в интервале Ь Ь, При перемагничивании наиболее магнитожесткого образца (петля С С ОО ) скачки оика на устка С Ги О О Эти участки сдвинуты по величине напряженности внешнего поля за счет большего значения напряженности поля старта НетНсг (границы доменов блокированы структурными неоднородностями, дислокациями, внутренними напряжениями и прочим сильнее, чем у магнитомягкого образца) и в общем случае различных значений напряженности поля финиша Нф=Н. Поэтому интервалы времени действия импульсной ЭЛС е(с) интервалов сс и д д не соответствуют интервалам аа и ЬЬ, При этом точки си О всегда сдвигаются вправо по оси времени относительно точек аи Ь 1. Импульсную ЭДС индукционного преобразователя стробируют прямоугольными импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания (фиг. 2 д), задержка фронтов которых постоянна относительно напряженности перемагничивающего поля, передний фронт соответствует по времени достижению внешним полем напряженности поля старта Но для наиболее магнитомягкого об800915 Формула изобретения фиг. 7 разца (точки ди Ь), задний Аронт - напряженности поля старта Нет для наиболее магнитожесткого образца (точки си д 4 . 0 свойствах контролируемого изделия судят по действующему значению ЭДС преобразователя 4 в интервале стробирования (фиг.2 е); ЭДС ООьк(с) для наиболее магнитомягкого образца будет иметь максимальное значение (фиг. 2 е), а для наиболее магнитожесткого ооразца - минимальное значение, равное нулю, так как импульсная ЭДС е(с) действует за пределами интервала стробирования. Для образца с промежуточными свойствами сдвиг точки возникновения ЭДС относительно точки а будет меньше, чем точки С, и ЭДС О,д(1) будет больше нуля, но меньше О 6, таким образом ЭДС О.Ью(с) однозначно изменяется с изменением свойств образца.При реализации известного способа структуроскопии действующее значение ЭДС преобразователя 4 (фиг. 2 в, г) при предельных изменениях магнитной жесткости образца .изменяется от Е до Е(фиг. 3).При реализации йредлагаемого способа действующее значение ЭДС преобразователя 4 в интервале стробирования (фиг. 2 е) изменяется в том же случае от- Ез до Ед. Как видно, прямая ЕЕ 4 имеет больший наклон к оси абсцисс, чем прямая ЕЕ, т,е. чувствительность способа к магнитным свойствам образца выше. Способ магнитного контроля, основанный на эффекте Баркгаузена, путем перемагничивания контролируемого 5 изделия по предельной петле гистерезиса, регистрации с помощью индукционного преобразователя ЭДС скачков Баркгауэена и определения по действующему значению этой ЭДС свойства контролируемого изделия, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности кмагнитным свойствам контролируемогоизделия, ЭДС индукционного преобразователя стробируют прямоугольнымиимпульсами, следующими с удвоеннойчастотой перемагничивания, задержкафронтов которых относительно напряженности перемагничивающего поля постоянна, при этом передний фронт со-.20 ответствует во времени достижениювнешним полем напряженности полястарта для наиболее магнитомягкогообразца, задний фронт - напряженности поля старта для наиболее магни тожесткого образца, а действующеезначение ЭДС преобразователя определяют в интервале стробирования. Источники информации, принятые во внимание при эксперт зеЗО 1. Авторское свидетельство СССР9 461346, кл. С 01 й 27/86, 1972,2. Патент ГДР Р 71635,кл. 42 К, 46/03, 1970.743ого комитета СССРий и открытийРаушская наб.,Тираж Государствен лам иэобрете Москва, Ж