Устройство для магнитошумовой структуроскопии Советский патент 1983 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техни ки и модет быть использовано для наразрушающего контроля физико-механических свойств изделий из .стал и чугуна. Известно устройство для контрол по шумам Баркгаузена, содержащее регулируемый источник тока перемаг ничивания, соединенный выходом чер блок управления током с обмоткой возбуждения электромагнитного прео разователя, измерительная обмотка которого через измерительный канал соединена с входом порогового блок и индикаторный блок 1. Недостатком устройства является низкая точность контроля, обусловленная отсутствием магнитной подго товки изделия. Наиболее близким к изобретению является устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные первый перемагничиваквдий генератор, блок управления и обмотку возбуждения преобразователя, второй перемагничи вающий генератор, подключенный к вт рому входу блока управления, последовательно соединенные блок регистр ции поля перемагничивания, компаратор гл индикатор и последовательно соединенные измерительную обмотку прэобрз.зоЕаталя, канал нзмер Н7-1Я Г-Уу мов Баркгаузена и пороговый элемент вкльзчанные к втopo ry входу компаратора Я , 3vo устройство хотя и повышает пo зaзгoycxoйчивocть контроля, но так же обладает недостаточной точностью контроля из-за влияния зазора мелоцу преобразователем и изделием Целью изобретения является ПОБЫ шание точности контроля,, Поставленная цель дocтигc:,.,,i те что устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержахдее последовательно соединенные первый пере™ магничивающий генератор,блок управ ления и обмотку возбуждения преобра зоватвля, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блок.а управления р последовате но соединенные блок регистрации поля перемагничивания,, компаратор и индикатор и последовательно соедине ные измерительную обмотку преобразо вателЯ(, канал регистрации скачков Баркгаузена и пороговый элемент включенные к второму входу компаратора, снабжено последовательно соединенньми К5 -триггером, схемой И, счетчиком импульсов и дешифратором, включенными .между компаратором и ин дикатором, и. генератором тактовых импульсов, пойключенпь 4 к второму входу схемы И, причем выход пэрол ови- го элемента соедиисн с В вхо,цом тригггера,а блок регистрации поля liirptiMarничивания выполнен в виде посл-эдовательно соединенных второй измерительной обмотки, индуктивно связанной с обмоткой возбуждения преобразователя, амплитудного детектора и фильтра низких частот и соединен с -входом триггера, На фиг, 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжения в различных точках схемы. Устройство содержит перемагничиваючий генератор 1, соединенный выходом через блок 2 управления током с обмоткой 3 возбуждения электромагнитЕюго преобразователя 4, устансЕленного с воздушным зазором S. кг. поверхность контролируемого из/деЛИЯ 5. Измерительная обмотка 6 через канал 7 регистрации скачков Баркгауэена соединена с входом порогового элемента 8, выход котсрсго соединен с .S -входом RS -триггзра 9, Преобразователь 4 сг абж:;.:;- Е.;:С ричной обмоткой 10, индуктивно связанной с обмоткой 3 возбу,Г:енкя Выход обмотки 10 через амплитудный детектор 11, ссильтр 12 ннзких частот и компаратор 13 соединен с R -входом R5--триггера 9,,- УЗЫХОЦ которого соеди-нее с первым вхо. ДБухвходовой схед-- Ь; и 14,- второй вход которой соеди НИН с з;;;:;.:л::.:;гд генегатора 15 тактовых иг.-тульсйа ,. Выход схегдзт И 14 через исто r:j-:; 6 и дешифратор 17 соединен яхслк/г. нняклсатора 18, УправляЕСЕлИЙ .,o; JjiOKa 2 управления током сседК4eji с выходом второго перемагничи; :: :дего генератора 19 пилообразного , i.j.rta пере.магничивания.. Ус7:рой:;т1зо работает следующим обиг.зсм, 1.;врэмагнмчизающий гекерагар j- & нерирует переменный синусоидальный ток 1 г (t) (кривая 20)/ подаваемый на вход блока Э управленр5Я током, на вход управления которого подается пилообразный ток управления i i, (t) (кривая 21) с выхода генератора 19. Переменный синусоидальный ток перемагкичиванин с линейно возрастаквдей амплитудой поступает в обмотку 3 возбуждения электромагнитного преобразователя 4, в результате чего в магнитной цепи преобразователя и в контролируемом изделии 5 возникает переменный магнитный поток. При этом напряженноехь синусоидального перемагничивающвго. поля в изделии линейно возрастает (кривые 22 и 23). Напряженность перемагничивающего пол.я в изделии зависит от величины возд тиного зазора S, : при значении зазоа 6i апрял енность Нпер (t)(кривая 22) больше, чем напряженность (t) (кривая 23) при значении зазораSj 8(. Магнитный поток преобразователя 4 наводит переменную синусоидальную ЭДС линейно возрастающей амплитуды во вторичной обмотке 10, Эта ЭДС детектируется амплитудным детектором 11, фильтруется фильтром 12 низких частот в виде импульса Urf (i) пилообразной формы (кривая 24), поступает на вход компаратора 13, переключающегося при условии Ud-(t)-Uo При значении зазора S( импульс Urt-(t) (кривая 24) имеет большую амплитуду, чем при значении зазора ( (кривая 24) Поэтому при значении зазора B переключение компаратора 13 происходит в момент времени ii (точка а на кри вой 24) , а при значении зазора 62 в момент времени t2 (точка Ъ на кривой 24), Выходное напряжение компара тора 13 в виде прямоугольного импуль са (не .показ.ан) поступает на R -вход Й5-триггера 9, переключаквдегося при переключении компаратора в моменты времени {. и t2r при этом происходит формирование переднего фронта прямоугольного выходного строб-импульса Uc (t) (кривая 25) или U (t1(кpивaя 26 триггера. При достижении перемагничиванадим полем в изделии 5 напряженности критического поля (точки А, В на кривых 22 и 23) в ферромагнетике- изделия возникают -скачки Баркгаузена, наводящие импульсы ЭДС в измеритель|Ной обмотке 6. Эта ЭДС проходит через измерительный канал 7, где осуществляется фильтрация высших часто и усиление, и поступает на вход порогового элемента 8, работанадего в режиме нуль-органа. При появлении напряжения сигнала на выходе измерительного канала происходит переключение порогового элемента 8, что свидетельствует о достижении перемагничивающим полем критического значения. Выходное напряжение порогового элемента 8 в виде прямоугольного импульса (не показан) поступает на S -вход RS -триггера 9 и вызывает его обратное переключение в момент времени .Т (кривая 25) или Т (кривая 26), при этом происходит формирование заднего фронта прямоугольного выходного строб-импульса и(; (t) или 0 (t) триггера. Прямоугольный троб-импульс с выхода триггера 9 поступает на первый вход двухвходовой схемы И 14, на второй вход которой поступают прямоугольные импульсы и г (t) (кривая 27) с выхода генератора 15 тактовых импульсов. Схема И 14 осуществляет стробирование импульсов Uf (t) вьоходным импульсом триггера. При этом на выходе схемы И 14 возникает последовательность импульсов Ц (t) (кривая 28) или ивык (t) (кривая 29) , число импульсов в которой пропорционально длительности с троб-импульс а ) или llc (t) , Эта после,цоЕгтельность импульсов через счетчик 16 и дешифратср 17 поступает на нйдикатор 18, показание которого по окончании цик|ла контроля равно числу имрульсов в последовательности иgbi)i ,(t) nnHUgbiKj(t). i Поскольку напряженность критичес/сого поля доменных границ ферромагнетика является мерой его физикомеханических свойств г то и длительность выходных импульсов триггера 9, преобразованная в пропорциональное показание индикатора 18, определяется физико-механическими свойствами изделия, В предлагаемом устройстве длительность строб-импульсов U{ (t) и ll (t) определяется величиной поля перемагничивания, что позволяет автоматически отстраиваться от влияния зазора между преобразователем и изделием на результат контроля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ, содержащее последовательно соединенные первый перемагничиваквдий генератор, блок управления и обмотку возбуждения преобразователя, второй перемагничивающий генератор, подключенный к второму входу блока управления, последовательно соединенный блок регистрации поля перемагничивания, компаратор и индикатор и последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя, канал регистрации скачков Баркгаузена и пороговый элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными R5 -триггером, схемой и , счетчиком импульсов и дешифратором, включенными между компаратором и индикатором, и генератором тактовыхимпульсов, подключенным к второму входу схемы U , причем выход порогового элемента соединен с S -входом триггера, а блок регист- g рации поля перемагничивания выполел нен в виде последовательно соединенных второй измерительной обмотки, индуктивно связанной с обмоткой возбуждения преобразователя, амплитудного детектора и фильтра низких частот и соединен с R -входом триггера. i /IJ .l