Способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

высшей гармоники на выбраниуго ось контроля« Кроме того, сигнал с-измерительной катушки 3 поступает на преобразователь 13 среднего значения напряжешш и запоминается пиков11гм детектором 4„ При срабатывании датчика 20 положения изделия прекращается подача переменного тока на соленоид 2 и изделие остается остаточно намагниченным последней полуволной переменного тока максимального значения в заданной полярности. Сигналы с вы1

Изобретение относится к неразру- шаговдему контролю и может быть использовано для контроля качества термообработки ферромагнитных изделий с большим коэффициентом размагничиваШ1Я ,

Цель .изобретения -- повышение достоверности контроля изделий с большим коэффициентом размагничиваршя, например шаров, за счет ослабления влияния на результаты контроля таких мешающих факторов, как вариация размеров изделия, изменения напряженности поля, вариация магнитных свойств изделия,

На чертеже иредт;ставлена схема устройства для электромагшгтного контроля качества терг-шческой обработки ферромагнитных изделий, реализующего способ.

Устройство содержит блок 1 намаг- 1-1Ш1ивания-размагничивания, связашаы с соленоидом 2, измерительную катушку 3, расположенную ко аксиально с соленоидом, канал амплитудно-фазовой селекции, выполненный в виде последовательно соединенных селективного усилителя 5, синхронного детектора 6 с фазовращателем и запом1-1наю щего пикового детектора 7, блок 8 оценки коэрцитивной силы и последовательно соединенные блок 9 задержки сигналов, вычислительно-логический блок 10 и индикатор П. Устройство также содержит блок 12 отстройки от влияния мешающих факторов, состоящий из последовательно соединенных преоб- разователя 13 среднего значения напходов запоминающих пиковых детекторов 14,7 и 24 поступают на вычислительно-логический блок 10, которьй выдает результируюпцй сигнал на индикатор 11 Благодаря одновременному измереншо обоих параметров обеспечивается высокая чувствительность в области недогрева, так и перегрева, исключается возможность попадания незакаленных изделий с низкой твердостью в область годных изделий. ил. 2с.и4з.п. ф-лы.

0

5

0

5

0

5

ряжения, запоминающего пикового детектора 14 и двух детекторов 15 и 6 отношений, вход преобразователя 13 среднего значения напряжения связан с измерительной катушкой 3, вторые входы детекторов 15 и Г6 отноше- НИИ связаны с выходами канала 4 амплитудно-фазовой селекции и блока 8 оценки коэрцитивной силы.соответственно, а выходы - с блоком 9 задержки сигналов.

Блок 1 намагничивания-размагничивания вьтолнен в виде последовательно соединен -&тх конденсаторов 17, тиристора 18, .параллельно-встречно включенного с последним диода 19, а также последовательно соединенных датчика 20 положения изделия и узла 2 управления, выход которого связан с управляющим входом тиристора 18. Блок 8 оценки коэрцитивной силы выполнен в,виде последовательно соединенных магниточувствительного элемента 22, усилителя 23 и запоминающего пикового детектора 24.

Способ осуществляется следующим образом.

Многократно перемагничивают изделие- по гистерезисным циклам, намагничивают изделие, оценивают коэрцитивную силу материала изделия, измеряя, например, остаточную намагниченность изделия, по которому определяют его качество, в процессе перемагничивания изделия в переменном магнитном поле преобразуют изменения магнитного потока ин- дукцииг вызванные циклическим изменением намаг ниченности изделия, в электрический сигнал и о качестве изделия судят с учетом его параметров. Измеряют выбранный параметр электрического сигнала, сравнивают его с установленным для данного типа изделий уровнем и, если он превьппает его, контроль ведут по этому превьшению, в противном случае - по величине остаточной намагниченности изделия. В качестве информативного параметра целесообразно использовать высшую гармоническую составляющую сигнала. Для этого выделяют высшую гармоническую составляющую электрического сигнала, преобразуют ее в постоянное напряжение и о качестве судят с учетом его величины. Для упрощения реализации подавляют первую гармоничес- кую составляющую, определяют среднее значение выспшх гармонических составляющих электрического сигнала и о качестве изделия судят с учетом его зна;чения.

Для отстройки от влияния мешающих факторов дополнительнб определяют среднее значение электрического сигнала и о качестве изделия судят по значению отношения информативного параметра к- величине среднего значения электрического сигнала.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

По мере внесения изделия внутрь соленоида 2 оно многократно перемаг- ничивается по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие явления резонанса напряжений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значения при нахождении изделия в рабочем положении.

Сигнал с измерительной катушки 3, вызванньй циклическим изменением намагниченности, поступает на селектив ньй усилитель 5, далее на синхронный детектор 6 и запоминается пиковым детектором 7 канала 4 амплитудно-фазовой селекции. В зависимости от настройки синхронного детектора 6 его выходной сигнал пропорционален амплитуде, фазе либо проекции высшей гармоники на выбранную ось контроля. Кроме того, сигнал с измерительной катушки 3 поступает на преобразователь 13 среднего значения напряжения и запоминается пиковым детектором 14 Далее срабатьгоаёт датчик 20 положения изделия, вьздающий сигнал на узел 21 управления, который выключает тиристор 18. При выключении тиристора

18 прекращается подача переменного тока на соленоид 2, а его последняя полуволна, пропускаемая диодом 19 и проходящая через соленоид 2, заряжает конденсатор 17. После этого ток

в колебательном контуре прекращается и изделие остается остаточно намагниченным последней полуволной переменного тока максимального значения з заданной полярности. Сигналы с выхог

дов запоминающих пиковых детекторов 14,7 и 24 поступают на детекторы 15 и 16 отношений и далее на блок 9 задержки сигналов. Блок 9 задержки сигналов после намагничивания изделия

в соленоиде 2 подключает блок 8 оценки коэрцитивной силы и канал 4 амплитудно-фазовой селекции через детекторы 15 и 16 отношений на вычислительно-логический блок 10, который

вьщает результирующий сигнал на индикатор 11.

Таким образом, благодаря одновременному измерению обоих параметров обеспечивается высокая чувствитаттьность как в области недогрева, так и перегрева, исключается возможность попадания незакаленных изделий с низкой твердостью в область годных изделий, что обеспечивает высокую

достоверность контроля.

Кроме того, среднее значение электрического сигнала, вызванного циклическим изменением намагниченности, пропорционально максимальному магнитному моменту шара (изделия), который в свою очередь пропорционален объему, напряженности поля и практически не зависит от магнитных свойств изделия, а следовательно, и его структуры.

Поэтому при оценке качества изделий по отношению названных информативных, параметров к среднему значению сигнала обеспечивается ослабление влияния таких мешающих факторов, как вариация размеров изделия и напряженности поля, что также повьппает достоверность контроля.

55

Формула изобретения

1. Способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что многократно перемагни51

чивают Изделие по гистерезисным циклам, намагничивают изделие и, if.3Me- ряя, например, остаточную намагниченность изделия, оценивадат коэрдаг-- тивность материала изделия, о т л и- чающийся тем, что, с целью п6вьше1шя достоверности контроля изделий с больпшм коэффициентом раз- магни твания, в нроцессе перемагни- чивания изделия преобразуют измене- 1ШЯ магнитного аотока индукции в элек.тр1тческий сигнал, а качество термической обработки онределяют ана лизируя совместно полученный электрический сигнал и коэрцитивность на териагга.

2,Способ по п. I , о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что используемъш в качестве информативного параметра элек трический сигнал сравнивают с установленным для данного типа изделий уровнем, в случае превышения ст;гна- лом уровня контроль ведут по величине информативного параметра, а в про тивном случае - по величигсе остаточной намагниченности.

3.Способ по nn.i и 2, о т л и - чающийся тем, что в качестве информативного параметра используют высшую гармоническую составляющую электрического сигнала.

4,Способ по ппо и 2, о т л и -- чающийся тем, что в качестве информативного параметра используют среднее значение высших гармонических составляющих электрического сиг-нала.

5.Способ по пп.4, отличающийся тем, что определяют среднее значе ше электрического сигРедактор М.Петрова

Составитель И.Кесоян

Техред Л.Олийньж Корректор И.Муска

Заказ 3381/39

Тираж 776Подписное

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

W

269846

нала, а ткачество изделия определяют по отношению информативного параметра к величине среднего значения электрического сигнала.

5 6. Устройство-для электромагнитного контроля качества термической обработки, ферромагнитных изделий, содержащее блок намагничива1шя-разм аг- ничивания с соленоидом, измеритель- yio катутку, установленную коакси- ально соленоиду, блок оценки коэрци- . тивности и последовательно соединенные блок задержки, вычислительно-логический блок и индикатор, отличающееся тем, что оно снабжено каналом ai-тлитудно-фазовой селекции, состоящим из последовательно соединенных селективного усилителя, вход которого соединен с измерительной катушкой 5 синхронного детектора с фазовращателем5 второй вход которого соединен с измерительной катущ- кой, и запоминающего пикового детектора, и блоком отстройки от влияния мешагощих факторов, включающим последовательно соединенные нреобразова- тель среднего значения напряжения, вход которого соединен с измерительной катушкойJ, второй запоминающий пиковый детектор и первый детектор отношений, второй вход которого подключен к выходу первого запоминающего пикового детектора, а также второй детектор отношений, первый вход которого соединен с выходом второго пикового детектора, а второй вход - с выходом блока оценки коэрцитивное- ти, а выходы первого и второго пиковых детекторов соединены с входами блока задержки.

20

25

30

35

40

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано дпя контроля качества термообработки ферромагнитных изделий с большим коэффициентом размагничивания. Цель изобретения - повьшение достоверности контроля изделий с большим коэффициентом размагничива- - ния. По мере внесения изделия внутрь соленоида 2 оно многократно перемаг- ничивается по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие явления резонанса напряжений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значения при нахождении изделия в рабочем положении. Сигнал, вызванный циклическим изменением намагниченности, поступает через селективный усилитель 5 и синхронный детектор 6 и запоминается пиковым детектором 7, выходной сигнал которого пропорционален амплитуде, фазе, либо проекции с 12