Автоматический коэрцитиметр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 06. 05. 80 (21) 292212 5)М. Кд. 6 0 7 присоелинением заявк й комитет даротееииы СССР делан изабретеии и открытий(23) Приоритет о Опубликовано 15,01,82Дата опубликования оп юллетень 1 т" 53) УДК 620.179 .4 (088.8) анип 15 01 72) Автор. изобретения.А.Исто 71) Заявитель 4) АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОЭРЦИТИ 1 ЕТР коми фазочувстви мутатор и рег ельныи измерит стратор 21.тиметр не обес чности измерен чивае , что автоЭтот коэрц бходимой т зано с разпенсации н нео мыканием контура а заключительном этап измерении е то етения - повы изобрзмере достий коэр е ности тичес доват подкл ь енны фазочувствитусилителем своим выходо обмотками эл мпараторамирвыми вход мощности и своими выходами с регистратором и источником о эрного напряжения, соединенным своими выходамис соответствующими вторыми входами Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения параметров ферромагнитных материалов.Известен автоматический коэрцитиметр, содержащий источник намагничивающего тока, электромагнит, последовательно соединенные феррозонд и блок обработки сигнала, соединенный своим выходом с обмотками электромагнита через импульсный блок1 О преобразования 13.Недостаток известного коэрцитиметра - недостаточная точность измерений, что связано со ступенчатым изменением тока размагничивания.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является автоматичес кий коэрцитиметр, содержащий источ 20 ник намагничивающего тока, электромагнит, соединенный своими обмотками с источником намагничивающего тока, последовательно соединенные феррозонд ий,гается тем, что автомацитиметр снабжен послеединенными интегратором,своим входом к выходульного измерителя, имощности, соединеннымчерез коммутатор сктромагнита, двумя соединенными своими и с выходом усилител5 3 8983компараторов, а своим входом - скоммутатором.На чертеже приведена структурнаясхема автоматического коэрцитиметра.Автоматический коэрцитиметр содерямт источник 1 намагничивающеготока, электромагнит 2, последовательно соединенные феррозонд 3, фазочувствительный измеритель 4, включающийвыпрямительные элементы 5, индика Отор 6 и конденсатор 7, интегратор 8,включающий резистор 9, конденсатор1 О и усилитель 11 постоянного тока,усилитель 12 мощности, подключенныйчерез коммутатор 13 к обмоткам 14и 15 электромагнита 2 и к первымвходам компараторов 16 и 17, ко вторым входам которых подключен источник 18 опорных напряжений, а выходысоединены с регистратором 19.Источник 18 своим входом соединен с выходом коммутатора 13, второй выход которого соединен с входом источника1 намагничивания, включающего диоднотиристорный мост, включающий тиристоры 20 и 21 и диоды 22 и 23.35Автоматический коэрцитиметр работает следующим образом.После установки электромагнита 2 на контролируемую деталь (на чертеже не показана) с коммутатора 13 поступает сигнал положительн 3 й полярности на управляющий вход тиристора 20. Постоянная составляющая четных .гармоник поступает на вход интегратоРа 8, Параметры интегратора (постоянная времени, Функция передачи )подобраны так, что переходная характеристика контура автокомпенсации не имеет выброса и размагничивание детали или ее участка происходит по пре- фО дельной спинке петли гистерезиса до нулябез перехода на частный цикл). В этом случае измеренная величина тока размагничивания соответствует истинному значению коэрцитивной силы.43 Параметры интегратора выбраны из условия обеспечения им функций апериодического звена.На выходе интегратора получается линейно нарастающее напряжение. Это 5 О напряжение усиливается усилителем 12 мощности и поступает в обмотки 14 и 15 электромагнита 2. Размагничивающее поле, создаваемое током, протекающим через обмотки 14 и 15, размагничи вает деталь, и сигнал на выходе ферроэонда 3 уменьшается. Крутизна пилообразного напряжения на выходе инте 17 4гратора. уменьшается, в то времякак наклон обратной спинки петлигистерезиса, по которой следует размагничиваниедетали, увеличивается,Это связано с нелинейной зависимостью индукции от поля для ферромагнетиков и, следовательно, с разной скоростью изменения индукцииво времениМПараметры интегратора выбраны приэтом таким образом, что увеличениюкрутизны спинки петли гистерезиса -дЬсоответствует уменьшение нарастаниясс 1тока размагничивания. Скорость изменения индукции в детали - остаетсяас 11постоянной, что предотвращает появление нечетных гармоник в сигналеферрозонда и оказывает также стабилизирующее действие на контур автокомпенсации, Размагничивание детали следует по обратной спинке петли гистерезиса до нулевого значения индукцииВ на всем ее участке, и исключаетсяпереколебательный процесс и переходна частный цикл. Изменение тока размагничивания при этом соответствуетизменению индукции в детали, чтопозволяет предложенным автоматическим коэрцитиметром проводить контрольдеталей по индукции,При выборе параметров интегратораучтена также постоянная составляющаяфазочувствительной измерительной цепи и обеспечены условия надежной работы компараторов. Пульсации и помехи в выходном сигнале интегратораотсутствуют,При использовании автоматического коэрцитиметра для разбраковки деталей по схеме "годная - брак" устанавливают два предельных значения величины тока размагничивания, соответствующих диапазону "годности" деталей. Этот диапазон установлен на основании проведенной статистической обработки практических результатов измерения величины тока размагничивания и сопоставления его значений с твердостью, механическими свойствами и структуроиЛинейно нарастающее напряжение с интегратора подается на входы компараторов 16 и 17, на другие входы которых подаются опорные напряжения с источника 18 опорного напряжения.После достижения выходным сигналом феррозонда нулевого значения коммутататор 13 подает команду на источник18 опорного напряжения, который подает опорные сигналы на компараторы 16 и 17 и обеспечивает сравнение уста- новленного значения на компараторах с величиной тока размагничивания, 3 пропорционального коэрцитивной силе детали. При достижении током размагничивания ранее установленной величины с источника 18 опорного напряжения происходит включение одним из компа раторов регистратора 19, который фиксирует принадлежность контролируе 11 11 мой детали к браку или годноиПри контроле деталей по величине индукции опорные сигналы соответствуют 15 предельным значениям индукций, также установленным путем проведенной статистической обработки результатов измерения. В этом случае происходит непрерывное сравнение сигналов после 20 интегратора 8 и усилителя 12 мощности с опорным напряжением в процессе размагничивания детали по обратной спинке петли гистерезиса. Так как параметрами интегратора 8 обеспечивается изме% нение тока размагничивания, соответствующее изменению индукции в детали, то по его величине можно судить о значении индукции в детали при размагничивании ее по обратной спинке петли З 11 гистерезиса.Автоматический коэрцитиметр обладает повышенной точностью определения коэрцитивной силы детали за счет уменьшения остаточной индукции, позволя 3 ет исключить пульсации и помехи в цепи автокомпенсации и, следовательно, автоматически разбраковывать детали по схеме "годная-брак", обеспе чивает контроль деталей как по коэрцитивной силе, так и по величине индукции.Формула изобретенияАвтоматический коэрцитиметр, содержащий источник намагничивающего тока, электромагнит, соединенный своими обмотками с источником намагничивающего тока, последовательно соединенные феррозонд и фазочувствительный измеритель, коммутатор и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точностиизмерения, он снабжен последовательносоединенными интегратором,подключенным своим входом к выходу фазочувствительного измерителя, и усилителеммощности, соединенным своим выходомчерез коммутатор с обмотками электромагнита, двумя компараторами, соединенными своими первыми входами с выходом усилителя мощности и своимивыходами с регистратором и источникомопорного напряжения, соединеннымсвоими выходами с соответствующимивторыми входами компараторов, а своимвходом - с коммутатором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 504967, кл. С О И 2/80, 1979.2. Авторсное свидетельство СССРР 519626, кл. С 01 й 27/80, 1973898317 аж 882 Подписноеенного комитета СССРобретений и открытий35, Раушская наб., д, 4/5 каз 11939/6 ВНИИПИ