Способ неразрушающего контроля геометрических параметров структурных зон локально-упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрутающего контроля параметров локальноупрочненных зон, например, лазером 5 ферромагнитных изделийо . Целью изобретения является повышение точности раздельного измерения глубины и ширины поверкностного слоя, который подвергнут локальному упроч- 10 нению за счет использования двух преобразователей различного диаметра. На чертеже приведена блок-схема ; устройства, осуществляющего способ контроляi15 Блок-схема включает первый 1 и . : второй 2 индуктивные преобразователи, ; сердечник 3 броневого типа, контро; лируемое изделие 4 с упрочненной зо; ной 5, последовательно соединенные 20 ключ 6, усилитель 7, полосовой фильтр : 8, индикатор 9 и блок 10 вычисления, магнитопровод с намагничивающей ; обмоткой 12. Причем преобразователи ; 1 и 2 расположены в межполюсном: про- 25 странстве магнитопровода 11 соосно ; друг другу и соединены с ключом 6. Сущность способа заключается в сГледующем. Изменение магнитного потока, обу- 30 словленное скачком намагниченности, : в первом приближении экспоненциально ; убывает с увеличением расстояния от i скачка до измерительного преобразова- : теля. При этом вклад различных слоев, 35 1 лежащих на глубине 2 от поверхности, : в общую интенсивность шума, регистрируемого преобразователем, может быть описан выражением V (): где Fyj(Z) - зависимость интенсивности шума от глубины залегания слоя Р плотность скачков Баркгаузена;h глубина информативного Если диаметр преобразователя превьшает ширину закаленной зоны, то регистрируемый сигнал можно записать в виде - сигнал от области вне зоны закалки; 1265580 Зде отк лу но , гд У„ си те за то ра мо 45 и С нал чи Гл де ме ко -сигнал от области, лежащей V под зоной закалки; У. -сигнал от зоны закалки. (s.-s,)I V V V сь of и р декременты затухания шума в закаленной и незакаленной зонах соответственно. После подстановки (2) в (1), учтя, что S., получим: d,-i,()( -1)(3) V. У„. уда и получаем приближенную формудля определения ширины упрочнензоны(V -Vj/d,((;e -1) ( vVs, В/ V /Sn . е К и V . соответственно уровни сигналов, на незакаленном и объемно закаленном образцах, В; глубина информативно го слоя преобразователя, мм; площадь зоны закалки, перекрываемая преобразователем, мм о Если учесть, что, как правипо, гнал от незакаленной основы значильно превьшает сигнал от объемнокаленного материала, V V , и т факт, что площадь первого преобзователя равна площади перекрьшае- й им зоны закалки S , выражепреобразуется к виду помощью которого можно, зная сигпервого преобразователя V , выслить глубину упрочненного слоя h h h,l,(.) убину информативного слоя h опре-т. ляют предварительно известной по тодике. Устройство, реализующее способ нтроля, работает следующим образом. Током обмотки 12 магнитопровода 1 перемагничивают изделие 4. Первоначально в процессе перемагничиванйя производят измерение интен сивности шума V в обмотке J меньшег диаметра, установленной на изделие в упрочненной зоне 5 пшриной Глуби ну информативного слоя h данного преобразователя и интенсивность шума Уд при измерении на неупрочненном . образце определяют предварительно перед контролем. Зная J , по формуле (5) вычисляют приближенно глубину упрочненного слоя h. Затем измеряют сигнал V , в обмотке 2, диаметр кото рой заведомо превьшает ширину зоны упрочнения f. Зная h и V, по формуле (4) вычисляют приближенно ширину упрочненной зоны. Измерение интенсивности шума в обмотках 1 и 2 в данном примере производится с помо-т щью последовательно соединенных ключ 6, подключающего к измерительной цепи последовательно обмотку 1, а затем обмотку 2, широкополосного усшш теля 7, полосового фильтра 8 и индикатора 9. Дпя расчета по формулам (А) и (5) в схеме может быть предусмотрен блок вычислений, Формула изобретения Способ, неразрушающего контроля геометрических параметров структурных зон локально-упрочненных поверхностнык слоев ферромагнитных матери180 алов, основанный на эффекте Баркгаузена, заключающийся в том, что участок изделия перемагничивают низкочастотным магнитным полем из сигнала индуктивного преобразователя .)Накпадного типа 1 вьщеляют спектральные составляющие магнитных шумов V V в неупрочненной и упрочненной зонах соответственно, отличающий - с я тем, что, с целью повьштения точности раздельного контроля глуби- ны и ширины локально-упрочненной,зоны, контроль производят последователь.но двумя индуктивными преобразователями, расположенными соосно, сначала меньшего, а затем большего диаметра, по результату сигнала V первого преобразователя по формуле h ..(V,/Yj определяют глубину h упрочненного слоя, где hg - глубина информативного слоя, а по сигналу V второго преобразователя по формуле 1, (v.-vJ/d,(,.) -О определяют ширину локально-упрочненной зоны, где К 5 S К --, 1 Ь Ь S и а„ - соответственно площадь и fl диаметр второго преобразователя, причем диаметр первого преобразователя выбран меньше ширины упрочненной зоны, а диаметр второго преобразователя - больше ширины этой зоны.