Устройство для электромагнитного неразрушающего контроля

(56) Прибор для неразрушающего контроляматериалов и изделий, Справочник под ред.В,В.Клюева, М.: Машиностроение, 1986, с.64-81,Мельгуй М,А. Магнитный контроль механических свойств сталей. Минск.: Наука итехника, 1980, стр. 46-70,Михеев М.Н., Горхунов Э,С., АнтоновА,В;и др. Прибор для неразрушающего магнитного контроля твердости отпущенныхизделий из конструкционных и простых углеродистых сталей. Дефектоскопия, 1980, М2, с. 31-34,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ферромагнитных материалов и изделий, предназначено для контролямеханических свойств изделий после отпуска, и может быть использовано на машиноИзобретение относится к области не- разрушающих испытаний ферромагнитных материалов и изделий, предназначено для контроля механических свойств иэделий после отпуска, например, их твердости, и может быть использовано на машиностроительных, металлургических и других предприятиях,Известны устройства неразрушающего контроля, содержащие блок перемагничи.Ы 2 1765762 А 1 2строительных, металлургических и других предприятиях, Цель изобретения - повышение достоверности контроля качества конструкционных сталей за счет исключения изменений величины остаточной индукции, При контроле блок 11 управления последовательно запускает блок 1 намагничивания и размагничивания постоянным полем и блок 3 намагничивания и размагничивания переменным полем, которые воздействуют на контролируемую деталь, помещенную в коаксиальные соленоиды 2 и 4, Ферроэонд 5 регистрирует поля рассеяния детали, пропорциональные значениям остаточных индукций В 1 и В 2 после частичного размагничивания блоками 1 и 3 соответственно. Блок 6 регистрации полей рассеяния преобразует измеренные значения в постоянные напряжения А 1 и Аг,которые через блоки 7 и 8 выборки и хранения поступают на первый и второй входы сумматора 9, на третьем входе которого установлено постоянное напряжение Ао Выходное напряжение сумматора 9, пропорциональное параметру контроля К = А, + А 1 В 1+ А 2 В 2 регистрируется индикатором 10. 1 э.п. ф-лы, 3 ил. вания, электромагнитный преобразователь, блок обработки измерительного сигнала и определения магнитных характеристик. Контроль с помощью известных устройств заключается в измерении магнитной характеристики и определении контролируемого свойства при наличии однозначной связи между магнитной характеристикой и контролируемым свойством,5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Недостатком известных устройств является низкая достоверность контроля механических свойств конструкционных сталей после высокотемпературного отпуска (450- 650 С), обусловленная отсутствием однозначной связи между магнитными характеристиками и контролируемым свойством большинства конструкционных сталей после высокого отпуска.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство электромагнитного неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные блок намагничивания и размагничивания постоянным полем и соленоид, последовательно соединенные феррозонд и блок регистрации полей рассеяния и индикатор.Контроль с помощью известного устройства заключается в измерении остаточной индукции детали после частичного размагничивания, по величине которой судят о свойствах материала, Недостатком известного устройства является низкая достоверность, обусловленная тем, что для некоторых деталей величина остаточной индукции после частичного размагничивания немонотонно или незначительно меняется при высоком отпуске.Цель изобретения - повышение достоверности контроля качества конструкционных сталей.Это достигается тем, что электромагнитное устройство неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные блок намагничивания и размагничивания постоянным полем и соленоид, последовательно соединенные феррозонд и блок регистрации полей рассеяния, блок управления, выходом соединенный с управляющим входом блока намагничивания и размагничивания постоянным полем, и индикатор снабжено последовательно соединенными блоками размагничивания переменным полем и вторым соленоидом, двумя блоками выборки и хранения и сумматором, выход блока. регистрации полей рассеяния соединен с первыми входами блоков выборки и хранения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого предназначен для установки постоянного напряжения, а его вход соединен с входом индикатора, второй выход блока управления подключен к управляющему входу блока размагничивания переменным полем, а третий и четвертый выходы соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго блоков выборки и хранения. Блок намагничивания и размагничивания постоянным полем выполнен в виде усилителя мощности с обратной связью по току.На фиг.1 приведена функциональная блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы основных сигналов работы устройства; на фиг.3 - изменение магнитного состояния контролируемой детали при изменении намагничивающего и размагничивающего полей.Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 намагничивания и размагничивания постоянным полем и первый соленоид 2, блок 3 размагничивания переменным полем и второй соленоид 4, а также последовательно соединенные феррозонд 5 и блок 6 регистрации полей рассеяния, блоки 7 и 8 выборки и хранения, сумматор 9, индикатор 10 и блок 11 управления.Выход блока 6 подключен к первым входам блоков 7 и 8, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 9, на третьем входе которого установлено постоянное напряжение, а выход подключен к индикатору 10. Первый выход блока 11 управления соединен с первым входом блока 1, второй выход блока 11 подключен к второму входу блока 1 и к входу блока 3, третий и четвертый выходы блока 11 подключены к вторым входам, соответственно блоков 7 и 8.Блок 1 намагничивания и размагничивания постоянным полем предназначен для создания постоянного тока возбуждения и выполнен по схеме усилителя мощности с обратной связью по току. Блок 3 размагничивания предназначен для создания изменяющегося по времени тока возбуждения ивыполнен по схеме генератора синусоидального тока с измеряемой амплитудой. Соленоиды 2 и 4 предназначены для намагничивания и размагничивания контролируемой детали и выполнены коаксиально. Феррозонд 5 предназначен для регистрации поля рассеяния детали, пропорционального остаточной индукции после частичного размагничивания и выполнен по схеме градиентометра. Блок 6 регистрацииполей рассеяния предназначен для преобразования измеренного поля рассеяния в постоянное напряжение, пропорциональное величине поля, и выполнен по известной схеме, включающей блок возбужденияферрозонда и фазовый детектор, Блок 7 и 8выборки и хранения применяются по своему прямому назначению и выполнены на микросхемах КР 1100 СК 2.Сумматор 9 применяется по своему прямому назначению и выполнен по известной10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 схеме. Индикатором 10 служит вольтметр универсальный В 7-16. Блок 11 управления предназначен для синхронизации работы устройства, выполнен по схеме распределения импульсов, содержит генератор импульсов, делитель частоты и дешифратор.Устройство работает следующим образом, С первого выхода блока 11 управления, управляющий сигнал Чх 1 (фиг.2 а) поступает на вход блока 1, который вырабатывает в интервале Т 1 - Тг намагничивающий ток 1 О и в интервале Тз - Т 4 размагничивающий ток 1 (фиг.2 б). При этом поле в соленоиде 2 меняется как показано на фиг,Зв, а магнитная индукция детали меняется из состояния с произвольной индукцией Во через состояние В.;остаточной индукцией и частичное размагничивание с индукцией Вн в состояние с остаточной индукции В после частичного размагничивания полем Н 1 (фиг,За),Феррозонд 5 регистрирует поле рассеяния детали, пропорциональное индукции В, которое преобразуется блоком 6 в постоянное напряжение Чв, поступающее на первый вход блока 7 выборки и хранения, и в момент Т 5 прихода на его второй вход управляющего сигнала Чз(фиг.2 в) с третьего выхода блока 11, на выходе блока 7 устанавливается постоянное напряжение Чв 1 (фиг,2 г).Блок вырабатывает в интервале времени То - Тт намагничивающий токе и в интервале времени Тв - Тя размагничивающий ток 1 г (фиг.2 б). В интервале времени Тв - Тэ на вход блока 3 поступает управляющий сигнал Чсх 2 (фиг.2 д) со второго выхода блока 11, и блок 2 вырабатывает в интервале Тв - Тд синусоидальный ток 1 з с изменяющейся амплитудой (фиг.2 е). При этом поле в соленоидах 2 и 4 меняется как показано на фиг.Зг, а магнитная индукция детали меняется из состояния с индукцией В 1 через состояние с остаточной индукцией Вг и частичное размагничивание до индукции Вн 2 и по частным петлям гистерезиса в состояние с остаточной индукцией В 2 после частичного размагничивания (фиг.Зб). Феррозонд 5 регистрирует поле рассеяния детали, пропорциональное индукции В 2, которое преобразуется блоком 6 в постоянное напряжение Чвг, которое поступает на первый вход блока 8 выборки и хранейия, и в момент Т 1 о прихода на его второй вход управляющего сигнал Чм(фиг,2 ж) с четвертого выхода блока 11 на выходе блока 8 устанавливается постоянное напряжение Чвг (фиг.2 з). Напряжения Чв и ЧВ 2 с выходов блоков 7 и 8 поступает, соответственно, на первый и второй входы сумматора 9, на третьем входе которого установлено постоянное напряжение Чо,и сумматор 9 реализует формирование выходного сигнала Чк (фиг.2 и) согласно соотношению Ч =Ч +А Чв+ АЮт Изобретение позволяет получить положительный эффект, заключающийся в повышении достоверности контроля механических свойств изделий из конструкционных сталей после высокотемпературного отпуска за счет получения параметра контроля, однозначно связанного с изменением свойств сталей при отпуске, С помощью устройства количественно оценивают контролируемое свойство, например, твердость.Формула изобретения 1, Устройство для электромагнитного неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные блок намагничивания и размагничивания постоянным полем и соленоид, последовательно соединенные феррозонд и блок регистрации полей рассеяния, блок управления, выходом соединенный с управляющим входом блока намагничивания и размагничивания постоянным полем, и индикатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности контроля качества конструкционных сталей, оно снабжено последовательно соединенными блоками размагничивания переменным полем и вторым соленоидом, двумя блоками выборки и хранения и сумматором. выход блока регистрации полей рассеяния соединен с первыми входами блоков выборки и хранения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого предназначен для установки постоянного напряжения, а его выход соединен с входом индикатора, второй выход блока управления подключен к управляющему входу блока размагничивания переменным полем, а третий и четвертый выходы соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков выборки и хранения,2.Устройство по п,1, отл ич а ю ще ес я тем, что блок намагничивания и размагничивания постояйным полем выполнен в виде усилителя мощности с обратнойсвязью по току.1765762 оставитель Л.Литви ехред М,Моргентал едактор ректор Т,П аказ 3382 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101