Устройство для измерения механических напряжений в ферромагнитных изделиях Советский патент 1984 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля качества изделий и может быть использовано для измерения механических напряжений в сварных, прокатных и литых заготовках и конструкциях из ферромагнитных материалов, Известно устройство для многочастотного контроля качества поверх Н9стно-упрочненных слоев ферромаг.нитных материалов, содержащее элект ромагнитный преобразовательS переключатель на |Ц -направлений, П гене .раторов синусоидальных сигналов, П каналов обработки сигналов cyiiматор и подключенньш к его выходу индикатор lj. Данное устройство имеет сложную конструкщю так как для проведения многочастотного контроля используется П генераторов, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения механических напряжений в ферромагнитных изделиях9 содержащее генератор намагничившощего тока, преобразователь, П селективньпс усилителей, которые соединены входами параллельно преобразователю, и подключенные к выходам селективных усилителей последовательно включенные П каналов обработки сигналов и индикаторы. В качестве генератора использован генератор периодических колебаний П-образной формы на базе несинхронизированного мультивибратора и преобразователя, подключенного не посредственно к выходу генератора Однако известное устройство не обеспечивает необходимой ТОЧРТОСТИ контроля э поскольку вькодное напряжение мультивибратора имеет разную длительность полупериодов И; как следствиер низкзло стабильность гармонического состава напряжения„ а при непосредственном подключении преобразователя к генератору и изменении напрязкенно-деформированно го состояния металла контролируемого изделия и немагш-iTHoro зазора между преобразователем и поверхностью изделия все гармоники сигнала преобразователя изменяются монотон но, и разделить влияние изменений зазора и механических напрягкений практически невозмолчно. Цель изобретения - повьшение точ ности измерений. 342 Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения механических напряжений в ферромагнитных изделиях, содержащее генератор намагничивающего тока, преобразователь, П селективных усилителей, которые соединены входами параллельно преобразователю, и подключенные к выходам селективных усилителей. последовательно включенные П каналов обработки сигналов и индикаторы, снабжено конденсатором, образующим с преобразователем последовательный резонансный контур, генератор намагничивающего тока выполнен в виде генератора негармонических колебаний, его выход подключен к преобразователю н входам селективных уси.га-1телей через конденсатор j а частота, резонанса резонансного контура выбрана равной частоте одной .из гармоник намагничивающего тока. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства, Устройство содерлшт последовательно соединенные генератор, включающий релаксатор 1 прямоугольных колебаний синхронизирующий мультивибратор 2 с тра.нсформатор-ными обратными связями и амплитудный огранич.птель 3. К выходу амгшитудного ограничителя 3 подключены через конденсатор 4 преобразователь 5 и входы П селективных усилителей 6 соответству5ощих гармоник сигнала. Преобразователь 5 представляет собой обмоткуз разме.щепную на магнитопроводе (не .показан) . К выходу каждого селективного усилителя 6 подключен канал 7 обработки сигналов выделенных гармоник. Так:им образом, имеется П каналов обработки сигналов. К выходу калдого .кана.па 7 обработки сигналов подключен индикатор 8. З тройство работает следуюищм образом. Релаксатор 1 вырабатывает импульсное напряжение прямоугольной формы и стабильной частоты, под действием которого синхронизируемый мультивибратор 2 с тра.нсформаторньми обра сиыми связями создает переменное н.апряжение так:ке прямоугольной формы. С выхода мультивибратора 2 получеииое напряжение поступает на вход амгшитудпого ограничителя 3, где стабилизируется по амплитуде. С выхода амплитудного ограничителя

3

3 стабильное по частоте и амплитуде переменное напряжение поступает через конденсатор 4 на преобразователь 5 и одновременно на входы селективных усилителей 6. Селективные усилители 6 выделяют из напряжения, параметры которого зависят от физико-механических свойств контролируемого изделия, на преобразователе соответствующие гармоники. С выхода селективного усилителя 6 сигнал гармоники поступает в канал 7 обработки сигналов, где происходит преобразование поступившего сигнала гармоники, с целью вьщеления требуемого контролируемого параметра, например амплитуды или фазы. В соответствии с выбранными контролируемыми параметрами состав канала 7 обработки сигналов может быть различным, например может состоять для контроля изменений величины амплитуды из последовательно соединенных амплитудного детектора и интегрирующего усилителя. С выхода канала 7 обработки сигналов преобразованный сигнал поступает на соответствующий индикатор 8 для регистрации. Конденсатор 4 образует с системой индуктивность обмотки преобразователя 5 контролируемый металл,последовательный колебательный контур, который настраивается в резонанс на одной из гармоник рабочего сигнала.

Для измерений механических напряжений с одновременной отстройкой от влияния на результат измерения изменений величины немагнитного зазора между преобразователем 5 и изделием используются два селективн)Гх усилителя 6, которые выделяют соответственно, высшую гармонику, например .девятую, и низкую гармонику, например первую. Колебательный контур: конденсатор 4, обмотка преобразова234

теля 5 - контролируемый металл настраивают в резонанс по выбранной высшей гармонике (девятой), по изменениям амплитуды напряжения которой измеряют мехащшеские напряжения в контролируемом изделии, а по изменениям амплитуды напряжения выбранной низкой гармоники (первой) создают такой немагнитный зазор,

при котором выделяемый сигнал высшей гармоники не зависит от изменений величины этого зазора в некотором диапазоне.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет получать высокостабильный по частоте и амплитуде намагничивающий ток, проводить измерения, используя различные гармоники рабочего сигнала,

по-разному зависящих от различных физико-механических характеристик изделия. При этом устройство имеет только один генератор намагничиваю-, щего тока, а применение намагничивающего тока негармонической формы упрощает реализацию высокостабильного создающего этот ток генератора, что в целом упрощает конструкцию и повышает качество измерения. Меняя структуру каналов обработки

сигналов гармоник и выделяя необхо.димое число гармоник, можно измерять, кроме механических напряжений,.также структуру, твердость контролируемого металла и др., что расширяет диапазон практического применения устройства.

Кроме того, при помощи предлагаеМОРО устройства можно проводить изкарения с высокой точностью на неподготовленной поверхности изделйя, что повышает производительность процесса измерения и снижает трудоемкость.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ,, содержащее генератор намагничивающего тока, преобразователь, п селективных усилителей, которые соединены входами параллельно преобразователю, и подключенные к выходам селективных усилителей последовательно включенные Ц каналов обработки сигналов и индикаторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено конденсатором, образующим с преобразователем последовательный резонансный контур, генератор намагничивающего тока выполнен в виде генератора негармонических колебаний, его выход подключен к преобразователю и вхоW дам селективных усилителей через конденсатор, а частота резонанса резонансного контура выбрана равной частоте одной из гармоник намагничивающего тока.