Устройство для неразрушающего контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N27/80 

12

Изобретение относится х магнитн;11м измерениям параметров ферромаг-нит1 ых материалов и изделий методом магнитного полюса и может быть использовано для иеразрушающего контроля физико-механических свойств изделий, например TBepflocTt, на машиностроительных, металлургических и других предприятиях.

Цель изобретения - повышение то - ности контроля за счет отстрой кч .от влияния на результаты контроля толщины изделия и расширение эксплуатационных возможностей за счет возможности контроля изделий больших толщин,

На фиг. i изображена схема предлагаемого устройстг а; на фи:г, 2 - изменение магнитных состо ний маг- нитопровода и изделия при работе устройства; на фиг, 3 - зависимость показаний устройства от величины тока частичного размагни нвания; на фиг. 4 - зависимость величинь коэрцитивной силы и показаний H3BecTftoro и предлагаемого устройстгз от температуры отпуска контролируемых изделий, соответствующих рапным струр - турным состояниям.

Устройство содержит источник 1 импульсного тока, намлг 1ичиваю1дую обмотку 2, полуброневой магнитонро- вод ЗУ на дентральном стержне 4 которого размещена обмотка 2, феррозонд 5, размещемнь. й в отверстии 6 центрального стержЕтя у рабочего торца магнитопровода 3, и подкл10ченнь:й к феррозонду 5 измерительный блок / Устройство содерхатт также последовательно соединенные управляемый источник 8 постоянного тока и коммутатор 9, второй вход которого подключен к источнику и шульспого тока, а выход - к намагничивающей обмотке 2. Площадь ceijeHHH наружной части 10 магнитопровода 3 не превь:ш ет площади сечения его центрального стержня 4.

Устройство работает следующим образом.

С выхода источника 1 импульсного тока через коммутатор 9 в намагничивающую обмотку 2 подается однопо- лярный импульс тока, и поле обмотки 2 локально намагничивает контроли- руемое изделие (не показано). После окончания намагничивающего импульса сигна.п феррозонда 5, регистрирующег

72

величину маг гги-| нс 1 о потока н осоьом отверстии 6 г.1б. торна MarHiiTnnpc- вода 3, поступает ;га вход измернп ль- ного блока 7, а коммутатор 9 поцкпю- чает к обмотке 2 y lpaвляe dl.:й источник 8 постоянного тока с выхода ко- торог о в обмотку 2 подается ri. {ый ток, противоположный току S и:ч - пульсе, величина чоторот о упеличи- Бается до тех пор, пока сигнал феррозонда 5 не CTaiieT panei iiyniOj и по зтой величиле тока судят о физико - .механическркк: с пой отв.ах ко;;: р(.).;иру- амого изделия,

В основз работы предлагаемиг о /стройствз положен ( г-геха - :1изм определения оизико-кеха ничег :БОЙСТВ изделий,. П1)и пронуск;ч;ии импульса тока намагиич;-ваюц:,-ю обмотку 2 г :ро исходит локальнее- на - -ia гннчиванке ко ггролируемог(5 изде.и .я ., причем нали -гие магнитопровсла 3 пся- ноляет прома)Л итить изделия бо. 1ь;пс:й толщины, во-первы 5 за счет создания большего во вторых,, за C jer выбора геометрических размеров магнитопровода гггобы п. О ца;;ь с ечения наружной части 10 не прсвы- площадь це;;т1)ального стержня 4 ar нитoпpoпo Ja 3.,

После лоК.И)Пого ;тг;аг П1Ч1Г аиип

.изделия оно гтесте с магните про о о;;ом 3 образует замкнутую магнктиу о цет-. для остаточнс)1 о магнитного ногока. f. в осевом О1 верстии б магнито11рс1 о- имеется riC Toic рассеяния, ;Ч1к . изделие и маг нитопровод акод г о; в 1:)азных мапп-ггиых состс;лMii x ( Л I л на Фиг. 2), Пос Г Ояииое

ЛрОТИВОП(ЗЛОЖИО импульс , Ч:

ра змагничивая маги 1топ};оиод 3 кривой 1 1 и изделие по кр1-)1и;й пе эеводит их в од1-П акопое каг: Г

этом значе}п- и пол частичного магничивания из/делие и маг нитопро- вод образуют однор(. замкп: ; ую цепь и поток рассеяпия в осевом отверстии 6 равен нулю. Для изделия с другими маг иитными свойствами ( вая 13) одинаковое магнитное состояние с магнит(5проводом будет достиг- нуто при другом значении поля частич ног о размагн.ичивания (точка С на фи1 . 2). Следовательно, величину поля частичного размагничивания, при которой поток расс€:яния в осевом отверстии магнитопровода равен нулю, можно использовать в качестве параметра контроля, т.е. регистрируют величину тока, соответствующую полю частичного размагничивания, при кото рой сигнал феррозонда 5 в осевом отверстии 6 магнитопровода 3 равен нулю, и по этой величине тока судят о физико-механических свойствах контролируемого изделия.

На фиг. 4б приведены результаты контроля структурного состояния образцов с помощью устройства по величине тока частичного размагничивания (кривая 14) и с помощью известного устройства по величине нормальной составляющей магнитного потока остаточной намагниченности Фг (кривая 15) Кривые 14 и 15 приведены в одном масштабе. На фиг. 46 видно, что наклон кривой 14 больше, чем наклон кривой 15 и разница тока частичного размагничивания для закаленного об/

разца и отпущенного при 400 С сос

тавляет 59 относительных единиц, в то время как разница магнитного потока остаточной намагниченности для тех же образцов равна 42 относительных единиц, т.е. чувствительность предлагаемого устройства выше 5 чем у известного на 40%. Кроме того, ошибка определения тока частичного размагничивания равна 0,9-1,7%, а ошибка определения магнитного потока остаточной намагниченности равна 4,3-7,9%, т.е. точность предлагаемого устройства выше, чем у известного, во всем диапазоне изменения свойств образцов (температуры отпуска).

.

5

10

15

20

25

30

35

Ход кривой 14 (фиг. 46) аналогичен поведению коэрцитивной силы предельной петли гистерезиса (фиг. 4а), т.е. кривая 14 получена при полном промагничивании образцов, в то время как меньший наклон кривой 15 вызван неполным промагничиванием образцов и, следовательно, аналогичен поведению коэрцитивной силы частной петли гистерезиса.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий, содержащее источник импульсного тока, намагничивающую обмотку, размещенный внутри нее феррозонд и измерительный блок, подключенный к феррозонду, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьщ ения точности контроля и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено полуброневым маг- нитопроводом с отверстием в центральном стержне, подключенными .к намагничивающей обмотке последовательно соединенными управляемым источником постоянного тока и коммутатором, второй вход которого подключен к источнику импульсного тока, а выход - к намагничивающей обмотке, последняя размещена на центральном стержне магнитопровода, в отверстии которого у его рабочего торца размещен феррозонд, а площадь сечения наружной части магнитопровода не превышает площади сечения его центрального стержня.

//

kB

f/

Фиг. 2

г,оти.ед.

100

К

so

s;:

20 О

ч

V

V

О

W W fO Sn wo 120ir,OniH.eri Фиг.

A/M

//.- (, „,

100 и ) 200 300

Is

,.,, ..- ....

5I

Л-

-

I.. .... . JJ

wo 200 WO ч 00 Г С

Ь) ,4

Редактор А, Ревин

Составитель 11, Рекунова Техред В.Кадар

Заказ 379/48

Тираж 777

ВННИПИ Г осу;.;арственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Зэ, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

:

I - 4r Is

,, .,

Л-

4..

Подписное

Изобретение относится к магнитным измерениям параметров ферромагнитных материалов и изделий. Цель изобретения - повышение точности контроля и расширение эксплуатационных возможностей. Источник i имзапитывает {гамагничивающую обмотку 2, поле которой локально намагничивает изделие. Феррозонд 5 регг1стрирует величину магнитного потока в осевом отверстии центрального стержня 4 маг- нитопровода 3, после чего коммутатор 9 под ключает к обмотке 2 источник 8 постоянного тока, В.еличина постоянного тока в обмотке 2, противополож- Hoi o току в и :пyльce, увеличивается до тех пор, пока сигнал феррозонда не будет равен нулю, и по величине этого ток а судят о физико-механических свойствах изделия. Выполнение магнитопровода5 на котором размещена обмотка 2, полуброневым с площадью сечения его наружной части, не превьшающей площа-ди сечения его центральной части, позволяет промагнитить изделие на всю его толщину. 4 ил. с to СО со 05 cpue.f