Устройство для контроля ферромагнитных изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к области иеразрушающего контроля материалов и (Изделий и может быть использовано для определения качества поверхностных слоев ферромагнитных изделий методом регистрации С1умов Баркгауэена.

Цель изобретения - повьш;ение достоверности контроля за счет снижения погрешности усреднения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг., 2 - эпюры сигналов в контрольных точках устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 переменного тока, индукционный преобразователь 2, усилитель 3, детектор 4 аналоги

чный ключ 5, интегратор 6, первый блок 7 выборки-хранения и блок 8 регистрации, последовательно соединенные фильтр 9 нижних частотJ подклю- г енный к выходу детектора 4„ дифференциатор 10, второй детектор 11,, второй блок 12 выборки-хранения и дифференциальньй усилитвгль 13, выход которого подключен к управляющему входу интегратора 6,

Устройство также содержит соединенные последовательно формирователь 14 строб-импульса5 вход которого подключен к источнику 1 переменного тока а выход к управляющему -входу блока 12 выборки-хранения, первый ждущий мультивибратор. 15, управляющий вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 13, а вькод соединен с управляющим входом аналогового ключа 5, и второй ждупл й мультивибратор 16, выход которого подключен к управляющему входу блока 7 выборки- хранения .

Устройство работает (:ледующ м об-- разом.

Источник 1 переменного тока вырабатывает периодический сигнал (, (Ьиг. 2),, который посредством индук- :.;ионного преобразователя 2 перемагни- чивает контролируемое изделие (не по- чазано) о Шумовой сигнал регистрируетс и усиливается усилителем 3(1(} (зиг. 2), Далее сигнал детектируется лервым детектором 4 и через аналого- :зый ключ 5 поступает на интегратор б :1суп(ествляющий операцию усреднения. Выходной сигнал интегратора 6 поступает на вход первого блока 7 выборки- хранения, где запоминается и хранится в течение цикла перемагничивания, и

0

6

„

далее на вход Глока 3 регистрации, индицирую1цего реяул ьтат контроля.

Формирование оптимального значения интервапа времени, i- течение которого измеряют параметр) i.iyNotf, ос;уществля - ется следующим образом.

В ых о д н о и сиг н ал г е р в о дет е к т о - ра i поступает на пуод фильтра 9 нижних частот, выходной сш-нал которого является некоторой сненкой огибающей щумов (U.(t), фиг, 2). Далее сигнал дифференцируется ди(1 ферендиатором 10 (и (t), фиг, 2) и детектируется вто5 рым детектором 11 (iJ(t), фиг. 2). Путем дифференцирпнания определяется текущая скорость изкенения среднего значения сигнала. Необходимость операции детектировагшя диктуется тем обстоятельством, чтс среднеквадрати- геска-я по1фе1лность усреднения определяется абсолютным значением скорости изменения с;рецнего значения процесса и не зависит от ее знака.

Формирователь 14 строб-импульса ньфабатыветет короткий импул1)С, вре- MefiHoe положение которого синхронизи- р 5вано с опрелеленньм значе ием пере- магничивающего тока. Этот импульс управляет работой блока 12 выборки- хранения, который запоминает мгновенное з - ачение выходного сигнала детектора 1 1 5 поэтому выходной (;игнал блока 12 выборки-хранения отражает скорость изменения среднего значения усредняемого сигнала и момент начала усреднения. Кроме того, выходной сигнал формирователя 14 запускает ждущий мультивибратор 1.5, формирующий строб- импульс {IJg(t), фиг. 2), который управляет работой анаппгового ключа 5. Длительность птого строб-нмпу.пьса Т определяет величину интервала усреднения и зависит от напряжения на управляющем входе ждушего мупьтивибра- тора 15. Поскольку на этот вход поступает сигна.п с выхода дифференциального усилителя 13, подключенного к выходу блока 12 вь:борки-хранения, длительность строб-импульса зависит от скорости изменения среднего значения усредняемого процесса.

Дифференциальный усилитель 13 необходим для вычитания выходного сиг15

нала блока 12 выборки-хранения из этйлонного напряжения „, определяющего некоторую начальную длительность строб-импульса. Одновременно В1,гходной сигнал дифференциального усилителя

13 поступает на управляющий вход ин- тегратора 6, что необходимо для изменения постоянной времени интегратора .

Необходимость этого вытекает из самой сущности операции усреднения.

и.

1 Г ,- I U(t) dt.

где Т - постоянная времени интегратора .

Очевидно, что при любом изменении Tj. нужно прямо пропорционально изменять и постоянную интегрирования Тц,. Ждущий мультивибратор 16, подключенный к выходу ждущего мультивибратора 15, вырабатывает импульс, управ- ляющий работой блока 7.

Таким образом, в целом работа устройства сводится к следующему. Пр увеличении скорости изменения сред- него значения сигнала шумов длительность строб-импульса уменьшается (Т, .фиг. 2). В момент максимума огибающей сигнала длительность строб- импульса максимальна (Т , фиг. 2). Это позволяет уменьшить суммарную среднеквадратическую погрешность усреднения .

0

5 0

Ь о

25

Формула изобретен и я Устройство для контроля ферромагнитных изделий, содержащее соединенные последовательно источник переменного тока, индукционный преобразователь, усилитель, первый детектор, - аналого} ый ключ, интегратор, первый блок выборки-хранения и блок регистрации, формирователь строб-импульса, подключенный к источнику переменного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено соединенными последовательно фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу первого детектора, дифференциатором, вторым детектором, вторым блоком выборки-хранения и дифференциальным усилителем, выход которого подключен к интегратору, и соединенными последовательно двумя ждущими мультивибраторами, включенными между выходом формирователя строб-импульса и управляющим входом первого блока выборки-хранения, при этом первый вход первого ждущего мультивибратора объединен с управляющим входом второго блока выборки-хранения, управляющий вход подключен к выходу диф- ференциального усилителя, а выход первого ждущего мультивибратора соединен с управляющим входом аналогового ключа.

Г ЛЛу АА АА niliiП

П. Гереши

Гс г/ г; Состг Техред М.Ходанич

г Составитель 10. Глазков

Корр

Заказ 5991/43Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

- -,. , - -- - - .- - - - - - - - - - - - - - -- - - I

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

Корректор Л. Пилипенко

Изобретение относится к области перазрушающего контроля материалов и изделий. 1 елью изобретения является П 1ВЫ1пение достоверности контроля за счет снижения погрешности усреднения Источник 1 переменного тока намагничивает контролируемое изделие и возбуждает в нем игумы Баркгаузена, которые регистрируются индукционным преобразователем 2, усиливаются, детектируются, уср.едняются интегратором 6 и регистрируются блоком 8 регистрации. Для получения, оптимального интервала времени измерения шумов сигнал после детектора 4 фильтруется, дифференцируется для определения те- ку:дей скорости изменения среднего значения сигнала. При увеличении скорости изменения среднего значения сигнала формирователь 14 строб-импульса вырабатывает импульс уменьшенной игирины, что ведет к изменению постоянной интегрирования интегратора 6 . 2 ил. сл Фиа 1