Устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий Советский патент 1987 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля физико-механических свойств ферромагнитных материалов и изделий методом эффекта Бакргаузена,

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - эпюры сигналов различных блоков; на фиг. 3 - огибающие выбросов ЭДС скачков Баркгауэена нормированные к выбросам собственных шумов, для различных значений внутренних напряжений 6 в ферромагнетике ; на фиг. 4 - калибровочные кривые блока калибровки устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 тока пере

магничивания, индуктивный преобразователь 2, силитель 3, ограничитель 4, аналоговый ключ 5, счетчик 6 импульсов и блок 7 памяти, последовательно соединенные формирователь 8, фток 9 дифференцирования, первый 10 и второй 11 мультивибраторы, третий мультивибратор 12, работающий в ждущем режиме, блок 13 калибровки и индикатор 14. Формирователь 8 соединен с выходом генератора I, второй вход аналогового ключа 5 - с выходом второго мультивибратора 11, третий мультивибратор 12 включен между блоком 9 дифференцирования и третьим входом аналогового ключа 5, а его второй вы- ход соединен с вторым входом блока 7 памяти, выход которого подключен к второму входу счетчика 6 импульсов, вторым выходом соединенного с последовательно включенными блоком 13 калибровки и индикатором 14.

Устройство работает следукяцим образом.

Генератор 1 током I(t) питает об

мотку перемагничивания преобразовате- 45сов ЭДС скачков Баркгаузена путем деля 2. В переменное магнитное полелен1Ш нормируется к числу выбросов H(t) 15 преобразователя помещают конт-напряжения собственных шумов усили- ролируемое изделие (не показано). Прителя. Результат деления поступает на этом в измерительной обмотке преобра-блок 13 калибровки и на индикаторе зователя 2 наводится ЭДС скачков Барк-5014 отрггасается результат контроля, гаузена, которая усиливается усилителем 3 (сигнал Ц 16)о Усилитель имеет большой коэффициент усиления,так что на вход ограничителя 4 поступает как напряжение ЭДС скачков Баркгаузена 55ровать огибающую числа выбросов ЭДС , так и напряжение тепловых шумовскачков Баркгаузена , в каждый цикл усилителя , . Ограничитель 4 преоб-перемагничивания меняется положение разует сигнап 16 в последовательностьстроб-импульса за счет изменения дли- равновеликих импульсов Uj (17), про-тельиости t,, импульса мультивибратоВ следующий период перемагничивания полем H(t) (15) измерения повторяются. Для того, чтобы зарегистри

порциональных числу выбросов сигнала за уровень селекции ограничителя случайного нестационарного по периоду п«р€магничивания сигнала ЭДС скачков Баркгаузена стационарного теплового шума усилителя . Сигнал U поступает на нормально закрытый аналоговый ключ 5.

Напряжение тока I2(t)(15) перемаг- ничивания подается также на формирователь 8, на выходе которого формируется последовательность импульсов Uj (18), длительность которых равна полупериоду перемагничивания Т/2, а передний и задний фронт формируются соответствеН Но минимальным значени/ЛИИ

и макям тока перемагничивания I симальным 1д,о1кс В блоке 9 дифференцирования сигнал Uj преобразуется э

последовательность разнополярных импульсов и(19). Положительным импульсом и запускается первый мультивибратор 10 с регулируемой длительностью t, и{4пульса, задний фронт ко- торого формирует строб-импульс

и (21) постоянной длительности Т , открывающий ключ 5. Стробируемое напряжение с аналогового ключа (напряжение сигнала U 22) поступает на счетчик 6 импульсов. Зарегистрированное число выбросов ЭДС скачков Баркгаузе- на в строб-импульсе записывается в блок 7 памяти.

В момент Т/2 отрицательный имйульс Ujj (19) запускает третий мультивибратор 12, который вьфабатывает строб- импул-ьс Uj, длительностью t , откры- ваюпвй ключ 5. Стробируемое напряжение и2ш) соответствующее напряжению тепловых шумов усилителя, регистрируется счетчиком 6. Одновременно импульсом и мультивибратора 12 содер7 жимое блока 7 памяти переписывается в счетчик 6, в котором число выбросов ЭДС скачков Баркгаузена путем делен1Ш нормируется к числу выбросов напряжения собственных шумов усили- теля. Результат деления поступает на блок 13 калибровки и на индикаторе 14 отрггасается результат контроля, ровать огибающую числа выбросов ЭДС скачков Баркгаузена , в каждый цикл перемагничивания меняется положение строб-импульса за счет изменения дли- тельиости t,, импульса мультивибратосов ЭДС скачков Баркгаузена путем делен1Ш нормируется к числу выбросов напряжения собственных шумов усили- теля. Результат деления поступает на блок 13 калибровки и на индикаторе 14 отрггасается результат контроля, ровать огибающую числа выбросов ЭДС скачков Баркгаузена , в каждый цикл перемагничивания меняется положение строб-импульса за счет изменения дли- тельиости t,, импульса мультивибратоВ следующий период перемагничивания полем H(t) (15) измерения повторяются. Для того, чтобы зарегистриpa 10, которое осуществляется регулировкой опорного напряжения U одновибратора. За

k -Iциклов перемагничивания регистрируется огибающая числа выбросов ЭДС скачков Баркгаузе на, нормированная к числу выбросов собственных шумов измерительного канала.

Методика работы с устройством ил- лкУЬтрируется кривыми фиг.З, на которой приведены огибающие числа выбросов ЭДС скачков Баркгаузена, нормированные к собственным шумам устройства для различных значений внутренних напряжений, полученные поверхностно пластическим упрочнением дробью.Напряжения в поверхностном слое замерялись методом Давиденкова: кривая 1 .для 6 О, образец неупрочнен; кри- вая 2 - 6 550 МПа, время упрочнения 0,5 мин; кривая 3 - 6 730 МПа, время упрочнения 1,5 мин. Во всех случаях упрочнения диаметр дроби 1,5 мм, давление в пистолете 300 Н. По оси абцисс на фиг. 3 отложена величина поля перемагничивания Н, нормированная к амплитудному значению Н , соответствующему режиму насы

«ИКС щения.

Методика работы с устройством выглядит следующим образом,

Для эталонных образцов, упрочненных различными режимами, записыва ют:1 :я кривые Ncs/Ny, ) (фиг. З ) На них выбираются сечения Н j/H ,дакс 0,65 и 0,81 (положения строб-импулса), при котором наблюдается наибольшая чувствительность к контролируемому параметру. После этого строят ка- либровочные кривые для разных положений строб-импульса. На фиг. 4 приве- д ены такие кривые Nj.g F (у) для Н,7Н„о,ц.с 0,65 и 0,81. Кривая Н,-/Н j. 0,65 имеет больший наклон (большую чувствительность) и она выбирается в качестве калибровочной для настройки блока 13 калибровки. В

положения строб-им- 0,65 не меняется,

55389

режиме контроля пульса на

а на индикаторе отражается результат контроля в едитшцах контролируемой величины (Bir/TpeHHHx напряжений) .При изменении марки стали, вида упрочнения методика калибровки повторяется.

ч

Формула изобретения

1.Устройство для контроля физико механических свойств ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, индуктивный преобразователь усилитель, ограничитель, аналоговый ключ, счетчик импульсов с индикатором и блок стробираВания, вход которого подключен к выходу генератора тока перемагничивания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьщ:е- ния точности контроля, оно снабжено блоком памяти, а блок стробирования снабжен дополнительным выходом, первый вход блока памяти соединен с первым выходом блока стробирования

и с вторым входом аналогового ключа третий вход которого соединен с вторым выходом блока стробирования,второй вход блока памяти соединен с вторым выходом счетчика, второй вход которого подключен к выходу блока памяти.

2.Устройство по п.1, о т л и а ю щ е е с я тем, что блок стробирования выполнен в виде последовательно соединенных формирователя, блока дифференцирования, первого и второго мультивибратора, а также третьего мультивибратора, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, выход третьего мультивибратора соединен с первым выходом блока стробирования, выход второго мультивибратора соединен с вторым выходом блока стробирования, а вход формирователя подключен к входу блока стробирования.

Hdhiit)

так

п

/5 /9

фиг.2

ties /Ntu

0,5

0.55

0,65 0.6OJ

fPuz.3

60

6 550 M Па

6 73 ОМ Па

0,81 0,80,9

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля физико-механических свойств ферромагнитных материалов и изделий.Устройство содержит генератор 1 тока пе- ремагничивания, индуктивный преобразователь 2, усилитель 3, ограничитель 4, аналоговый ключ 5, счетчик 6 импульсов, блок 7 памяти, формирователь 8, блок 9 дифференцирования, мультивибраторы 10, 11, 12, 14, блок 13 калибровки и индикатор 14. Устройство позволяет повысить точност ь контроля. 1 3.п. ф-лы, 4 ил. S ОЭ К сл со 00 со Фиг.

ttcs/Nw

Hi /Hmax 0.53

,ППа

то

Составитель Н.Саришвили Редактор Е.Папп Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 3103/40 Тираж 730Подписное

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