Устройство для неразрушающего контроля анизотропии напряжений в ферромагнитных материалах Советский патент 1987 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники- и может быть использовано для контроля анизотропии механических напряжений в текстурованных ферромагнитных материалах, преимущественно в их поверхностных слоях.

Цель изобретения - повышение точности контроля анизотропии напряжений за счет поддержания одинакового режима для всех направлений пере- магничивания ферромагнитных изделий

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства на фиг. 2- йременные диаграммы сигналов, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит П-образньпЧ электромагнит 1, установленный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 2, на которой расположен датчик 3 угла поворота (например, сельсин-датчик) последовательно соединенные источник 4 переменного тока и обмотку 5 перемагничива- ния электромагнита 1, последовательно соединенные катугаку 6 измерения индукции, намотанную на магнитопро- вод электромагнита 1, интегратор 7, блок 8 памяти, блок 9 управления, подключенный ко второму входу источника 4 переменного тока, компаратор 10, включенный между измерительной катушкой 6, вторым входом интегратора 7 и вторым входом блока 8 памяти источник 11 опорного напряжения, подключенньй ко второму входу блока 9 управления, последовательно соединенные катушку 12 измерения шумов Баркгаузена, усилитель 13, полосовой фильтр 14 и индикатор 15, второй вход которого подключен к датчику 3 угла поворота.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемый источник 4 переменного тока питает перемагничивающую обмотку 5 электромагнита треугольным током (фиг. 2q). При этом выходной сигнал измерительной катушки 6 (фиг. 25) пропорционален скорости изменения индукции в магнитопроводе электромагнита 1. Этот сигнал поступает на вход компаратора 10, выходной сигнал которого представлен на

,фиг. 2&. Нулевой выходной сигнал компаратора 10 разблокирует интегратор 7 и последний интегрирует выход- ной сигнал Измерительной катушки 6.

36212

Единичный выходной сигнал компаратора 10 блокирует интегратор 7 и устанавливает его в исходное нулевое состояние. Таким образом, интегра- 5 тор 7 производит интегрирование выходного сигнала катушки 6 в интервале времени, за которой индукция в магнитопроводе электромагнита 1 изме

няется от +В до В, причем производная dB/d-fc в этот же промежуток времени имеет одну полярность. Очевидно, что амплитуда выходного сигнала интегратора 7 пропорциональна величине 2В, т.е. максимальной индукции в магнитопроводе электромагнита 1.

По положительному фронту компаратора 10 амплитуда выходного сигнала интегратора 7 запоминается блоком 8 памяти,, выходной сигнал которого представлен на фиг. 2р. Этот выходной сигнал поступает на один вход блока 9 управления, на второй вход которого подано опорное напряжение с источника 11. Усиленный сигнал рассогласования между опорным напряжением и выходным сигналом блока 8 памяти поступает на управляющий вход регулируемого источника. 4 переменного тока. Если максимальное значение индукции в магнитопроводе электромагнита 1 по какой-либо причине отличается от величины, определяемой напряжением, снимаемым с источника 11 опорного напряжения, то сигнал рассогласования воздействует на регулируемый источник 4 переменного тока таким образом, чтобы скомпенсировать это отличие. Так как коэффициент передачи блока 9

блока 8 памяти ус анавливается практически равным величине опорного напряжения, снимаемого с источника 11. При этом величина индукции в магнитопроводе электромагнита 1 мало зависит от магнитных характеристик самого магнитопровода.

Таким образом, при повороте электромагнита 1 с катушками 5 и 6 во-р круг оси 2 амплитуда индукции в материале не меняется, Изменяются только параметры шума Баркгаузена, обус- ловленные изменением напряжений

вдоль разных направлений в ферромагнетике. В катушке 12 возникает ЭДС от скачков Баркгаузена, которая уси- гшвается усилителем 13. С помощью

полосового фильтра 14 вьщеляется одна из спектральных составляющих шума, которая подается на первый вход двухкоординатного индикатора 15, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональньй углу поворота магнитопровода 1 с датчика 3 угла. Следовательно, индикатор 15 зарегистрирует зависимость характеризующую кривую анизотропии напряжений в контролируемой области изделия.

Таким образом, в устройстве уменьшается погрешность контроля анизотропии механических напряжений за счет компенсации погрешности, обусловленной анизотропией магнитной проницаемости, имеющей место в тек- стурованньк ферромагнитных материалах.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля анизотропии напряжений в .ферромагнитных материалах, содержащее П-образный электромагнит, устаРедактор А.Ревин

Фи. 2

Составитель В. Филинов Техред В.Кадар

Заказ 379/48

Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

новленный с возможностью вращения вокруг продольной оси, источник переменного тока, подключенный к обмотке перемагничивания электромагнита, последовательно соединенные катушку измерения шумов Баркгаузена, усилитель, полосовой фильтр и индикатор, и датчик ут ла поворота, установленный на оси вращения и подключенный к индикатору, отличающееся тем, что, с целью повьш1е- ния точности контроля анизотропии напряжений при плосконапряженном состоянии, оно снабжено последовательно соединенными интегратором, блоком памяти и блоком управления, подключенным к второму входу источника переменного тока, катушкой измерения индукции, намотанной на маг- нитопровод электромагнита и подключенной к интегратору, компаратором, включенным между катушкой измерения индукции и вторым входом интегратора, и источником опорного напряжения, подключенным к второму входу блока управления, а второй выход компаратора подключен к второму входу блока памяти.

5

0

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники, использующим эффект Баркгаузе- на. Цель изобретения - повышение точности контроля анизотропии напряжений в изделиях, имеющих магнитную текстуру, наведенную различными видами поверхностных технологических упрочняющих обработок - достигается. за счет компенсации мешающих факте- ров, в частности магнитной анизотропии. Информация на индикаторе 15 представляется в виде зависимости ЭДС цгумов Баркгаузена от угла поворота электромагнита 1 вокруг вертикальной оси 2. Система с отрицательной обратной связью по амплитуде магнитной индукции в изделии, включающая катушку 6 измерения индукции, интегратор 7, блок 8 памяти и блок 9 управления, поддерживает постоянство этого параметра перемагничива- ния в процессе поворота преобразователя путем управления током источника 4. 2 ил. «г (Л