МАГНИТОМЕТР ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИЙ Российский патент 2002 года по МПК G01N27/83 G01R33/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения интенсивности магнитных полей или контроля уровня намагниченности деталей, в частности для контроля режимов намагничивания изделий при проведении магнитопорошковой дефектоскопии.

Известны устройства для измерения индукции (напряженности) магнитных полей (см. "Gaussmeter - who can do without them?" -Magnetic-Physik News-No 18, 2000). Указанные устройства имеют цифровую индикацию измеряемой величины.

Недостатки таких устройств заключаются в ограничении их функциональных возможностей, так как, в основном, они измеряют только параметры постоянных магнитных полей, реже и дополнительно - переменных магнитных полей. В случае измерения параметров импульсных магнитных полей они измеряют только амплитуду импульса, вследствие чего отсутствует надежность контроля намагниченности изделия. Особенно это сказывается при магнитопорошковой дефектоскопии, для которой большое значение имеет не только контроль амплитуды намагничивающего импульса, но и контроль его формы и наличия обратного выброса на его спаде.

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению по совокупности признаков и принятым за прототип является "Устройство для определения намагниченности при магнитопорошковой дефектоскопии" (см. авт. свид. СССР 1325345, кл. G 01 N 27/84, 1987), включающее последовательно соединенные источник тока, преобразователь Холла и усилитель.

Однако оно также не позволяет контролировать форму намагничивающего импульса, что снижает надежность контроля режимов намагничивания при проведении магнитопорошковой дефектоскопии, т.к. при импульсном намагничивании изделий большая амплитуда импульса еще не гарантирует достаточность намагничивания. Это связано с тем, что, если в импульсе имеется обратный выброс, он произведет размагничивание детали и сделает процесс магнитопорошкового контроля недостоверным.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности контроля режимов намагничивания при проведении магнитопорошковой дефектоскопии за счет возможности контроля формы намагничивающего импульса, что позволяет учесть степень влияния размагничивающего фактора.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что магнитометр, включающий последовательно соединенные источник тока, преобразователь Холла и усилитель, дополнительно содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный блок и графический дисплей, усилитель имеет вход управления, соединенный с микропроцессорным блоком, а вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителя, причем частота преобразования диалогового сигнала усилителя в цифровой код выбрана так, чтобы интервал между двумя преобразованиями был много меньше длительности магнитного импульса.

Отличительные признаки позволяют, учитывая особенности магнитопорошковой дефектоскопии, реально повысить надежность контроля за счет осуществления как цифровой, так и графической обработки результатов измерений, что позволяет учесть наличие размагничивающего фактора в форме сигнала намагничивающего поля.

Таким образом, каждый существенный признак сам по себе известен, но их совокупность представляет новизну качества, т.е. получено усовершенствование функциональной схемы устройства без значительного ее усложнения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Магнитометр дефектоскопический включает последовательно соединенные источник 1 тока, преобразователь 2 Холла, усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, микропроцессорный блок 5 и графический дисплей 6. Вход управления усилителя 3 соединен с микропроцессорным блоком 5.

Повышение надежности контроля обеспечивается за счет введения микропроцессорного блока и графического дисплея, что позволяет контролировать не только величину создаваемого намагничивающего поля, но и его форму, которая оказывает существенное влияние на выявление дефектов при магнитопорошковой дефектоскопии.

Обработка информации построена на перепрограммируемых микросхемах, что позволяет, в случае необходимости, расширить функциональные возможности устройства.

Магнитометр дефектоскопический работает следующим образом.

Источник 1 тока запитывает стабилизированным током преобразователь 2 Холла. Выходное напряжение преобразователя 2, пропорциональное индукции магнитного поля, проходящего через его кристалл, поступает на вход усилителя 3. Этот усилитель позволяет не только усилить сигнал преобразователя 2, но и скорректировать смещение начального напряжения преобразователя 2, а также выбрать оптимальную величину коэффициента усиления. Управляющие сигналы на усилитель подаются от микропроцессорного блока 5. Усиленное напряжение с выхода усилителя 3 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4, где преобразуется в цифровой код, который затем передается в микропроцессорный блок 5 для дальнейшей обработки. Частота преобразования аналогового сигнала усилителя 3 в цифровой код выбрана так, чтобы интервал между двумя преобразованиями был много меньше длительности магнитного импульса. Это необходимо для точного измерения амплитуды измеряемого импульса магнитного поля, а также для графического представления формы намагничивающего поля на дисплее 6. Микропроцессорный блок 5 вырабатывает два сигнала управления усилителем 3. Один из них задает смещение выходного напряжения усилителя 3 для компенсации начального смещения выходного напряжения преобразователя 2 Холла так, чтобы в отсутствии магнитного поля в зоне преобразователя 2 выходное напряжение усилителя 3 соответствовало нулю. Второй управляющий сигнал управляет коэффициентом усиления усилителя 3 так, чтобы его выходное напряжение всегда находилось в динамическом диапазоне сигналов аналого-цифрового преобразователя 4. В зависимости от характера магнитного поля: постоянное, переменное или импульсное - микропроцессорный блок 5 осуществляет ту или иную обработку входного сигнала с целью вычисления измеряемой величины и передачи результата измерений на графический дисплей 6 для отображения результата в цифровом виде. Кроме того, микропроцессорный блок обеспечивает графическое отображение формы сигнала магнитного поля на графическом дисплее, что очень важно при контроле режимов намагничивания при проведении магнитопорошковой дефектоскопии. Так, при импульсном намагничивании высокая амплитуда импульса, измеренная известным магнитометром, еще не гарантирует достаточную намагниченность детали, так как на спаде импульса может быть отрицательный выброс, размагничивающий деталь. Таким образом, анализ информации, получаемый с графического дисплея, позволяет не только определить величину намагничивающего поля, но и, за счет функции графического режима отображения, его форму с необходимой точностью.

Устройство при его осуществлении предназначено для использования в различных отраслях промышленности, конкретно там, где необходим магнитопорошковый контроль узлов и деталей. Для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано и изложено в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления. В настоящее время предлагаемое изобретение реализовано в магнитометре дефектоскопическом МФ-23ИМ, измеряющим индукцию (напряженность) постоянных, переменных и импульсных магнитных полей.

Преимущество изобретения состоит в том, что возможность реализации измерения параметров магнитных полей любой формы значительно расширяет области промышленного применения, существенно повышает надежность контроля режимов намагничивания при проведении магнитопорошковой дефектоскопии; из уровня техники не известен механизм достижения результата, раскрытый в материалах заявки.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется измерение индукции (напряженности) постоянных, переменных или импульсных магнитных полей, в частности для контроля режимов намагничивания при проведении магнитопорошковой дефектоскопии. Устройство содержит последовательно соединенные источник тока, преобразователь Холла и усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный блок и графический дисплей. Усилитель имеет вход управления, соединенный с микропроцессорным блоком. Вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителя. Технический результат: повышение надежности контроля режимов намагничивания за счет обеспечения контроля формы намагничивающего импульса. 1 ил.

Магнитометр дефектоскопический, содержащий последовательно соединенные источник тока, преобразователь Холла и усилитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный блок и графический дисплей, усилитель имеет вход управления, соединенный с микропроцессорным блоком, и вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителя, причем частота преобразования аналогового сигнала усилителя в цифровой код выбрана так, чтобы интервал между двумя преобразованиями был много меньше длительности магнитного импульса.