Преобразователь магнитных полей Советский патент 1985 года по МПК G01N27/83 

1 1

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий во всех областях машиностзроения.

Цель изобретения - повышение производительности, контроля за счет расширения рабочего диапазона матричного преобраз.ователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя магнитных полейJ на фиг. 2 - конструктивное выполнение магниточувствительного узла.

Преобразователь магнитных полей содержит магниточувствительный узел 1,, закрепленный на гибкой эластичной основе (не показана) и расположенный над объектом 2 контроля, выход преобразователя связан с последовательно соединенными парафазным усилителем 3, детектором 4, амплитудным селектором 5 и видеоконтрольным блоком 6, первьш блок 7 развертки, второй блок 8 развертки и синхрогенератор 9, первый выход которого связан с входами первого и второго блоков развертки, а также с вторым входом видеоконтрольного блока, второй его выход соединен с управляющим входом магниточувствительного угла 1, выход первого блока 7 развертки соединен с yj -входами магниточувствителыюго узла 1 , выход второго блока 8 развертки соединен с и Уг -входами магниточувствительного узла 1. Магниточувствительньй узел 1 представляет собой матрицу 10 и содержит ферритовые сердечники 11, 12, 13 и 14 с прямоугольной петлей гистерезиса и различной коэрцитивной силой, причем ферритовые сердечники 1 1 и 12 принадлежат одной магниточувствительной ячейке с коэрцитивной силой Hci Нсясоответственно, а ферритовые сердечники 13 и 14 с коэрцитивной силой Яс1 и Йс 2, соответственно - другой магниточувствительной ячейке, горизонтальные адресные провода 15, вертикальные адресные провода 16, шину 17 перемагничивания и выходную обмотку 18.

Преобразователь работает следующим образом.

Принцип действия магниточувствительного узла основан на явлении электромагнитной индукции. По сигналу от синхрогенератора 9 блоки 7

92032

и 8 разверток подают полутоковые импульсы in УЗ. подпадающие во времени, на соответствующие входы магниточувствительного узла. Например, блок 7 развертки подает импульсы амплитудой У /z на горизонтальный провод Х|( и вертикальный адресньш провод % , одновременно блок 8 развертки подает полутоковые импульсы

О У 1П 2/2 на горизонтальный провод Xz.) и на вертикальный провод При этом под действием совпадающих во времени полутоковых импульсов сердечники 11 и 12, составляющие одну

5 элементарную магниточувствительную ячейку, перемагничиваются из одного насыщенного состояния + Вг в прот.чвоположное - Вг. При этом в одновктковой выходной обмотке 18 наводится

0 ЭДС электромагнитной индукции.

Допустим, что на магниточувствительный узел не действует магнитное поле объекта 2 Контроля (фиг. 2), тогда блоки 7 и 8 разверток пооче5 редно перемагничивают магниточувствительные ячейки строка за строкой. Видеосигнал, возникающий при этом в выходной обмотке 18, усиливается парафазным усилителем 3, детектируQ ется детектором 4 и через амплитудный селектор 5 подается в видеоконтрольный блок 6. При синхронной развертке луча видеоконтрольного блока, обеспечиваемой Синхрогенератором 9, на экране видеоконтрольного блока 6 наблюдают равномерную картину, так как при перемагничивании магниточувствительных ячеек образуются одинаковые по амплитуде электрические сигнтлы. Диагональная выходная обмотка 18 выполнена таким образом (фиг. 2), что ЭДС от сердечников одной магниточувствительной ячейки складываются и дают сигнал выхода Е, т.е. ) где t - ЭДС, возникающая при перемагничивании сердечника с коэрцитив.- ной силой J -ti- ЭДС, возникающая при перемагничивании сердечника с коэрцитивной силой Ис.2.. При отсутствии внешнего магнитного поля от объекта 2 контроля ЭДС Si и t-i имеют максимальную амплитуду и в общем случае могут быть не равны друг другу.

Пусть объект 2 контроля, создающий неоднородное магнитное поле, помещается вблизи магниточувстви3тельного узла 1. Тогда под-действи ем тангенциальной составляющей поля дефекта Кл сердечники, оказавшиеся в зоне поля рассеяния дефекта, изменяют амплитуды ЭДС. Таким образом, под действием поля дефекта сигнал выхода от магн точувствительных ячеек изменяется (уменьшается) и на экране видеоконтрольного блока 6 наблюдается световое пятно, соответствующее полю рассеяния дефекта. Яркость свечения сигнала видеоконтрольного блока 6 реагируется (устанавливается) амплитудным селектором 5. Преобразователь магнитных полей является универсальным, так как ма ниточувствительнаяячейка состоит двух сердечников с различными коэр цитивными силами Нч:1 и Нсг . Намагничивающее поле в этом случае можно увеличивать до больших значе ний. Так, при намагничивающих полях j равных или больших Hcz сердечники с коэрцитивной силой Нс2 нас:ьпцаются и ЭДС перемагничивания 2 равняется нулю. При дальнейшем увеличении намагничивающего поля п ле дефекта будут воспринимать сердечники с коэрцитивной силой Hcj, реагируя на поле дефекта уменьшени ем амплитуды ЭДС j. В намагничивающих полях, сравниваемых с коэрцитивной силой Hti амплитуда ЭДС сердечников с коэрцитивной силой Hci остается постоянной и равной ее максимальному значению, т.е. в слабых намагничивающих полях рабо34тают сердечники с низкой коэрцитивной силой Яс-г, а в сильных сердечники с высокой коэрцитивной силой Нс, при этом сердечники с низкой коэрцитивной силой насыщены сильным намагничивающим полем и их ЭДС 2 равны нулю. После передачи одного кадра (полукадра) по сигналу от синхрогенератора 9 все сердечники матрицы одновременно перемагничиваются в исходное состояние намагниченности. Для этого в шину перемагничивания (управляющий вход) подается мощный токовый импульс ,достаточный для перемагничивания всех сердечников, в том числе и высококоэрцитивных. Видеосигнал, снимаемый с выходной обмотки, представляет собой импульсы разной полярности. Для усиления служит парафазньш усилитель 3. Детектор 4 служит для выпрямления сигнала. Синхрогенератор 9 вьфабатывает строчные и кадровые синхроимпульсы телевизионного стандарта. Число магниточувствительных элементов в строке должно быть нечетным и число строк в матрице должно быть нечетным для того, чтобы по- л мехи от полувыбранных сердечников взаимно компенсировались в выходной обмотке 18. Отношение KaJHcf должно быть не менее двух для эффективного расширения рабочего диапазона, повьш1ения чувствительности и избирательности магниточувствительного узла.

.Г

S. У21

У12

18

УНу 12

(риг, 2

Угз

15 -о jr.

11

У13