Магнитошумовой структуроскоп Советский патент 1983 года по МПК G01N27/83 

О)

со со Изобретение относится к.средствам контроля материалов и может быть использовано для контроля физико-механических свойств ферромаг нитных материалов и изделий. Известно устройство для контроля физико-механических свойств фер ромагнитных материалов, принцип ра боты которого основан на интеграль ной оценке шумов Баркгаузена цикли ческого перемагничйвания CllНедостатком указанного устройства является низкая точность конт роля из-за использования режимов перемагничйвания по частньм циклам Наиболее близким к изобретению является магнитршумовой структуроскоп, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов то ка перемагничйвания, индуктивный преобразователь, усилитель, анализатор спектра шумов Баркгаузена и индикатор С23. Недостатком известного устройства является низкая точность контроля, связанная с искажением спектральных характеристик шумов Баркгаузена гармониками частоты пе ремагничйвания. Целью изобретения является повы шение точности контроля. Указанная цель достигается тем, .что магнитошумовой структуроскоп. снабжен блоком деления, включенным между выходом усилителя и входом анализатора спектра шумов Баркгаузена, последовательно соединенными первым анализатором спектра, первым блоком логарифмирования, интегратором, блоком потенциирования и блоком временного преобразования, вклю ченными между вторым выходом усилителя и вторым входом блока деления, и последовательносоединенными вторым анализатором спектра, вторым блоком логарифмирования и нуль-орга ном, включенными между вторым выходом и входом генератора импульсов тока перемагничйвания, причем второй выход интегратора соединен с вторым входом нуль-органа. На чертеже показана блок-схема магнитошумового структуроскопа. Магнитошумовой структуроскоп содержит генератор 1 импульсов тока перемагничйвания, индуктивный преобразователь 2, усилитель 3, первый и второй анализаторы 4 и 5 спек ра, первый и второй блоки б и 7 ло гарифмирования, интегратор 8, нуль орган 9, блок 10 потенциирования, блок 11 временного преобразования, блок 12 деления, анализатор 13 спе ра шумов Баркгаузена, индикатор 14 и контролируемый объект 15. Принцип работы устройства основан на перемагничивании ферромагнит1НЫХ материалов импульсами тока переменной амплитуды, скважности и формы, регистрации ЭДС шумов Баркгаузена и ее спектральном анализе. ЭДС на выходе индуктивного преобразователя представляется в виде свертки двух функций, одна из которых периодическая и изменяется под влиянием частоты перемагничйвающёго поля, а другая - случайная, зависящая от энергетических параметров перемагничйвающёго поля. Разделение сигналов в виде свертки осуществляется спектральным логарифмическим преобразованием благодаря вьзделению периодической составляющей путем вычисления состоятельной оценки логарифмической спектральной плотности мощности исходного сигнала за счет обращения в нуль логарифмической спектральной составлякицей эргодического случайного сигнала и обратного восстановления разделенного периодического сигнала. Восстановление периодической составляющей достигается потенциированием с по следукяцим обратным спектральнвм преобразованием сигнала. Выделение случайной составляющей осуществляется сопоставлением исходного сигнала перемагничйвания с выделенной пепериодической составляющей сигнала. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 подает на контролируемый объект 15 импульсы перемагничйвания одинаковой формы некоторой начальной длительности и амплитуды, следуквдие с определенной частотой, индуктивный преобразователь 2 воспринимает сигналы, возникающие при перемагничивании образца, и они поступают на усилитель 3, где усиливаются для последующего анализа. Одновременно с этим импульсы перемагничйвания поступают в канал преобразования, образованный соединенными последовательно вторым анализатором 5 спектра и вторым блоком 7 логарифмирования, выход которого подключен к второму входу нуль-органа 9. Таким образом, на второй вход нуль-органа 9 поступает значение логарифмической спектральной плотности мощности импульсов перемагничйвания, которая, в силу периодичности следования импульсов и свойства периодичности функций преобразования, является также периодической функцией. Сигнал с выхода усилителя 3, содерзкащий периодическую и случайную составляющие, поступает на вход первого анализатора 4 спектра, с выхода которого он подается на первый блок 6 логарифмирования, с выхода

которого сигнал поступает на интегратор 8. Сигнал на входе интегратора 8 таким образом, представляет сумму двух логарифмических функций, одна из которых периодическая, а другая случайная. На выходе интегратора 8 выделяется только периодическая составлянхцая, которая поступает на первый вход нуль-органа 9 и вход блока 10 потенциирования, с выхода которого сигнал поступает на вход блока 11 временного преобразования/ который преобразует раздельную часть сигнала из частотной области во временную. Этот сигнал поступает на второй вход блока 12 деления, .на первый вход которого с выхода усилителя 3 поступает исходный неразделенный сигнал. На выходе блока 12, такш образом, образуется разделенная случайная составляющая сигнала ЭДС, которая поступает в анализатор 13 спектра шумов Баркгаузена и индикатор 14, показания которого характеризуют физико-механические свойства контролируемого изделия. .

В момент, когда на первом и втором входс1М нуль-органа 9 значения периодических составляющих сигналов будут одинаковы, на выходе нуль-органа 9, подключенного к управляющему.входу генератора 1 перемагничивания, образуется импульс, который переключит работу генератора 1 на следующий режим. В результате этого изменится скважность импульсов перемагничйвания и их амплитуда.

После работы структуроскопа иа всех циклах изменения амплитуды и скважности будет получен оптимальный режим перемагничйвания контро.лйруемого изделия. Использование в структуроскопе новых блоков: логарифмирования, потенциирования, временного преобразования, нуль-оргаиа, деления позволило повысить точность опреде. X ления спектральных характеристик шумов Баркгаузена за счет отстройки от гармоник перемагничивакидего поля и выбора оптимального режима перемагничивания.

МАГНИТОМУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОП, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов тока переМагничивания, индуктивный преобразователь, усилитель, анализатор, спектра шумов Баркгаузена и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точное-ти контроля, он снабжен блоком деле-: ния, включенным между выходом уси;лителя и входом анализатора спектра шумов Баркгаузена, последовательно соединенн1Л4И первым анализатором спектра, первым блоком Логарифмирования, интегратором, блоком потенциирования и блоком временного преобразования, включенными между вторым выходом усилителя и вторым входом блока деления, и последовательно соединенными вторым анализаIтором спектра, вторым блоком логарифмирования и нуль-органом, включенными между вторым выходом и % входом генератора импульсов тока (Л перемагничивания, а второй выход интегратора соединен с вторым входом нуль-органа.