Устройство для контроля ферромагнитных изделий методом эффекта Баркгаузена Советский патент 1984 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к средства контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразру шаю111его контроля параметров слоев изделий после поверхностного пластического деформирования, шлифования, химико-термической обработки. Известно устройство контроля по шумам Баркгаузена (ШБ), содержащее последовательно соединенные генератор, магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, оконечный блок и последовательно соединенные анализатор спектра, детектор, интегратор и делитель напряжения 1. Недостатком известного устройств являются большие непроизво,дительные затраты электрической энергии, обусловленные работой генератора и магнитоиндукционного преобразовател в то время, когда производится смен контролируемого изделия. I Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля ферромагнит ных изделий методом эффекта Баркгау зена, содержащее последовательно соединенные генератор низкой частот усилитель мощности, магнитоиндукцио ный преобразователь, режекторный фильтр, усилитель, детектор и блок измерения параметров шумов Баркгаузена. Контроль структуры материала проводится по результатам измерения параметров ЭДС ШБ 2. Недостатком этого устройства являются значительные потери электрической энергии, которые происходят при смене контролируемого изделия. Кроме того, работа магнитоиндукцион ного преобразователя в непроизводительные периоды приводит к нагреву его магнитопровода, изменению его характеристик и понижению надежности всего устройства. Цель изобретения - повышение надежности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля ферромагнитных изделий методом эффе та Баркгаузена, содержащее последовательно соединенные генератор низкой частоты, усилитель мощности, ма нитоиндукционный преобразователь, режекторный фильтр, усилитель, дете тор и блок измерения параметров шумов Баркгаузена, снабжено последова тельно соединенными измерителем сре йего значения ЭДС шумов Баркгаузена первь)м пороговым элементом, первым аналоговым ключом, блоком измерения полного сопротивления, вторым пороговым элементом и вторым аналоговым ключом, включенными между входом усилителя мощности и вторым, выходом детектора, второй вход второго анал гового ключа соединен с выходом генератора низкой частоты, а второй вход первого аналогового ключа с вторым выходом индукционного преобразователя. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 низкой частоты, второй аналоговый ключ 2, усилитель 3 мощности, магнитоиндукционный преобразователь J, режекторный фильтр 5, усилитель 6, детектор 7 и блок 8 измерения параметров шумов Баркгаузена. Выход магнитоиндукционного преобразователя через последовательно соединенные первый аналоговый ключ 9, блок 10 измерения полного сопротивления и второй пороговыйэлемент 11 подключен к управляющему входу второго аналогового ключа. Выход детектора через измеритель 12 среднего значения ЭДС шумов Баркгаузена и перВЫЙ пороговый элемент 13 электрически связан с управляющим входом первого аналогового ключа 9. Устройство работает следующим образ ом. . При отсутствии контролируемого изделия блок 10 измерения полного сопротивления с помощью порогового элемента 11 и аналогового ключа 2 разъединяет генератор 1 низкой частоты и усилитель 3 мощности. В этом случае магнитоиндукционный преобразователь 4 не создает мощного перемагничиваквдего поля и отсутствуют непроизводительные затраты электрической энергии. При контакте преобразователя с ферромагнитным изделием (не показано) изменяется полное сопротивление преобразователя, что регистрируется блоком измерения полного сопротивления. Срабатывание порогового элемента 11 с помощью аналогового ключа 2 приводит к подаче напряжения с генератора низкой частоты на усилитель мощности. Преобразователь 4 создает переменное , магнитное поле, которое приводит к возникновению в ферромагнетике шумов Баркгаузена и импульсов ЭДС от ШБ в измерительной катушке преобразователя. Сигнал ЭДС от ШБ через режекторный фильтр 5(Частотно-избирательный усилитель 6 и детектор 7 подается на блок 8 измерения параметров шумов -Баркгаузена, по показанию которого опреде яют результат контроля. Кроме того, измерителем 12 измеряется среднее значение ЭДС ШБ за период перемагничивания. .Если среднее значение ЭДС ШБ отлинно от нуля, происходит срабатывание порогового элемента 13, который посредством аналогового ключа 9 отключает блок 10 измерения полного сопротивления от преобразователя 4. В этом случае блок 10 измерения полного сопротивления не искажает магнитное поле, создаваемое преобразователем 4 и не оказывает влияния на результат контроля.

При отсутствии контакта контррлируемого изделия с преобразователем ЭДС от ШБ не возникает. Так как среднее значение ЭДС от ШБ в этом случае равно нулю, то пороговы элемент 13 через KJjro4 9 подключает блок 10 измерения полного сопротивления к преобразователю 4. Блок измерения полного сопротивления фиксирует отсутствие контакта.и с помощью порогового элемента 11 и аналогового ключа 2 разъединяет генератор 1 низкой частоты и усилитель 3 мощности.

Частоту режекторного фильтра выбирают равной частоте работы измерителя полного сопротивления.

Частоту работы измерителя, полного сопротивления выбирают не превыш ющей 20 f , где f - частота генератора низкой частоты.

Устройство позволяет существенно снизить энергетические затраты на проведение контроля и исключить.нагрев преобразователя, так как во подготовительных операций {снятие и установка контролируемого изделия) генератор низких частот отключается от усилителя мощности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, содержащее последовательно соединенные генератор низкой частоты, усилитель мощности, магнитоиндукционный преобразователь, режекторный фильтр, усилитель, детектор и блок измерения параметров шумов Баркгаузена, о т личающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено последовательно соединенными измерителем среднего значения ЭДС шумов Баркгаузёна, первым пороговым 3лементом, первым аналоговым ключом, блоком измерения полного сопротивления, вторым пороговым, элементом и вторым аналоговым ключом/ включенными между входом усилителя мощности и вторым выходом детектора, второй вход второго аналогового ключа соединен с выходом генератора о низкой частоты, а второй вход перво- ® го аналогового ключа - с вторым вы(Л ходом магнитоиндукционного преобразователя. 00 4i О Л