Электромагнитный структуроскоп Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

10

15

20

Изобретение относится к неразруающему контролю ферромагнитных маериалов электромагнитными методами, частности методом высших гармоник, может быть использовано для конт- 5 оля неоднородности структуры материала, режимов термообработки издеий в различных областях машино- ,. строения.

.Цель изобретения - расширение диапазона контролируемых параметров за счет возможности контроля деталей с твердостью меньше 250 ед НВ.

На чертеже представлена блок-схема электромагнитного структуроскопа.

Устройство электромагнитного структуроскопа содержит последовательно соединенные генератор 1, электромагнитньй преобразователь 2, селективн ш у-силитель 3 и первый сун- матор 4, включенные между выходом генератора и вторым входом первого сумматора последовательно соединенные

ИСТОЧНИК 5 опорного напряжения и фор-25 мирователь 6 сдвига фазы, второй вход которого подключен к выходу селектив- ного усилителя 3.

Кроме того, он содержит последовательно соединенные второй электромаг- эд нитньш преобразователь 7, жестко связанный с первым, и второй селективньй усилитель 8, выход которого подключен к второму сумматору 9, второй вход последнего соединен с выходом первого сумматора 4, а его выход - с индикатором 10.

Электромагнитный структуроскоп работает следующим образом.

При контроле изменения структурно- .„ го состояния ферромагнитного материала напряжение с генератора 1 поступает на возбуждающие обмотки электромагнитных преобразователей 2 и 7, из сигналов сложной формы измеритель- . ных обмоток которых с помощью селективных усилителей 3 и 8 выделяются напряжения третьей гармоники. Напряжение и j, с селективного усилителя 3, выделенное с электромагнитного преобразователя 2,. установленного на контролируемом объекте . (бурильном замке) в зоне, не подверженной структурным изменениям, где, например, твердость линейно связана с составляющим треть- .ей гармоники, поступает на один из входов первого сумматора 4, на другой вход которого поступает напряжение, пропорциональное сдвигу фазы лЧ гар35

50

55

0

5

0

5

д

.„ .

5

50

55

МОНИКИ, снимаемое относительно источника 5 опорного напряжения, с формирователя 6 сдвига фазы. Источник 5 опорного напряжения, подключенный к генератору 1, Преобразует синусоидальный сигнал в прямоугольные импульсы напряжения основной частоты и затем с помощью фильтров, настроенных на частоту третьей гармоники, формирует опорное напряжение.

В первом сумматоре 4 происходит вычитание напряжений фаз и амплитуды третьей гармоники, т.е. выходной си1- нал сумматора 4 равен:

U,K,Чз - К, ли,„, .. где К 3, Kq - масштабные коэффициенты. При этом напряжение U пропорционально изменению зазора между электромагнитными преобразователями 2 и 7 и изделием в силу того, что они жестко связаны и это напряжение не зависит от структуры материала.

С электромагнитного преобразователя 7 из напряжения сложной формы селективный усилитель 8 вьщеляет напряжение Ug, пропорциональное струк- турНБМ изменениям материала контролируемой зоны и зазору между электромагнитными преобразователями 2 и 7 и изделием:

- KguL,

где К , Кб масштабные коэффициенты; НВ - твердость материала; дЬ - изменение зазора. Далее U поступает на один из входов второго сумматора 9, на другой

вход которого поступает напряжение , пропорциональное изменению зазора &L. В сумматоре 9 происходит отстойка от зазора между электромагнитным преобразователем 7 и контролируемым изделием, а изменение структурного состояния фиксируется индикатором 10, подключенным к выходу второго сумматора 9.

Таким образом, измерение структуры изделия, например, части бурильного замка из ст. 40ХН производится по изменению амплитуды третьей гармоники ЭДС накладного электромагнитного преобразователя, которая однозначно связана с. твердостью изделия в широком диапазоне.

Формула изобретения

Электромагнитный структуроскоп, содержащий последовательно соединен3 12836424

ные генератор, электромагнитный пре-щ и и с я тем, что, с целью расши- образователь, селективный усилительрения диапазона контролируемых пара- и первый сумматор, включенные междуметров, он снабжен последовательно выходсм-генератора и вторым входомсоединенными вторым электромагнитным, первого сумматора последовательно5 преобразователем, жестко связанным соединенные источник опорного напря-с первым, и вторым селективным уси- жения и формирователь сдвига Лазы,лителем, выход которого подключен второй вход которого подключен к вы-к второму сумматору, второй вход походу селективного усилителя, второйследнего соединен с выходом первого сумматор и индикатор, отличаю- О сумматора,а еговыход -с индикатором.

Изобретение относится к области неразрушающего, контроля и может быть использовано для контроля неоднородности структуры материала. Цель.изобретения - расширение диапазона контролируемых параметров. Для этого используются два жестко связанных между .собой электромагнитных преобразователя 2 и 7, из сигналов сложной формы измерительных обмоток которых с помощью селективных усилителей 3 и 8 вьщеляются напряжения третьей гармоники. На выходе усилителя 4 получают сигнал Uj К afj-K dUj , пропорциональный изменению заяора преобразователями и изделием, а на выходе усилителя 9 - напряжение, пропорциональное структурным изменениям материала изделия и зазору U К,НВ - KgdL. Таким образом осуществляется отстройка от зазора между преобразователями и изделием, а изменение структуры фиксируется индикатором 10. 1 ил. а (Л N5 СХ) СО о: 4 ю 10 -