Способ контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к контрольно-изме1)ительной технике и может быт использовано для контроля качества как самих ферромагнитных материалов, так и технологических операгщй, связанных с формированием структуры поверхностных слоев изделий: шлифование, поверхностная закалка, химико- термическая обработка и др.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения Одинаковых амплитуд изменения индукции в различных точках петли гистерезиса при постоянной амплитуде изменения внешнего магнитного поля.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий; на фиг,2 - временные диаграммы напряжений .

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 переменного тока, электромагнитный преобразователь 2, усилитель 3, ограничитель 4, аналоговый ключ 5, счетчик 6 импульсов, блок 7 памяти, блок .8 анализа, индикатор 9, последовательно соединенные генератор 10 линейного напряжения и первый пороговый элемен 11, второй вход которого подключен к выходу источника 1 переменного тока, последовательно соединенные формирователь 12, интегратор 13, второй пороговый элемент 14 и элемент.ИСКШО- ЧАЮиЩЕ ИЛИ 15, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа 5, последовательно соединенные первый блок 16 опорного напряжения и делитель 17, выход которого соединен с вторым входом второго порогового элемента 14, последовательно соединенные второй блок 18 опорного напряжения, третий пороговый элемент 19, соединенный с генератором 10 линейного напряжения, выход которого дополнительно соединен с вторым входом третьего порогового элемента 19, выход первого порогового элемента 11 соединен с входом интегратора 13, с входом формирователя 12 и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮВЩЕ ИЛИ 15. Выход усилителя 3 дополнительно соединен с вторым входом делителя 17, дополнительный выход источника 1 переменного тока соединен с управляю- входом счетчика 6 импульсов, а выход третьего порогового элемента

19 дополнительно соединен с управляющим входом блока 7 памяти.

Способ контроля физико-механичес- ких свойств ферромагнитных изделий заключается в перемагничивании изде- ЛИЯ магнитным полем низкой частоты, регистрации энергетических и эмиссионных сигналов магнитомеханического

эффекта Баркгаузена при различных значениях величины поля перемагничи- вания, при этом регистрацию сигналов производят в интервалах приращения полей, длительность которых меняют

обратно пропорционально магнитной проницаемости материала изделия, и по результатам измерения судят о физико-механических свойствах контролируемого изделия.

Способ осуществляют следующим образом.

Источник 1 переменного тока питает обмотку перемагничивания электромагнитного преобразователя 2. В пере-

менное магнитное поле электромагнитного преобразователя 2 (напряжение U фиг.2) помещают контролируемое изделие .(не показано), при этом в измери-. тельной обмотке электромагнитного

преобразователя 2 индуцируются шумы Баркгаузена (напряжение U,. фиг.2), которые усиливаются усилителем 3 и преобразуются ограничителем 4 в последовательность импульсов Ui2. равной

величины. Выходной сигнал и генератора 10 линейного напряжения сравнивается с выходным напряжением источника 1 переменного тока в первом пороговом элементе 11, на выходе

которого формируется напряжение Ui /j прямоугольной формы с переменной скважностью. Положение переднего и заднего фронта напряжения U. меняется от цикла к циклу вследствие изменения величины напряжения , при этом скорость изменения этого напряжения выбирается на 2-3 порядка меньше скорости изменения напряжения Uw. Сформированное на выходе первого

порогового элемента 11 напряжение U : поступает на вход интегратора 13, на выходе которого формируется напряжение Uif . Изменение напряжения Uj ,поступающее на вход формирователя 12,

вызывает обнуление интегратора 13,

I)

Выходное напряжение усилителя 3,

пропорциональное величине магнитной проницаемости материала контроли-

руемого изделия, поступает на второй вход делителя 17, выходное напряжение и

24 которого, пропорциональное сравнивается с выходным напря-

13 во втором при этом на

//с,

жением И интегратора пороговом элементе 14, его выходе формируется напряжение U2; Напряжения 1 и U поступают на со- ответствующие входы элемента ИСКШО- ЧАЮГЩЕ ИЛИ 15, на выходе которого формируется напряжение U2g , поступающее на управляющий вход аналогового ключа 5, В результате этого напряжение Ujj поступает на вход счетчика 6 им пульсов, с выхода которого после окончания импульса напряжения информация передается счетчику 6 и блоку 7 памяти, который регистрирует текущую частоту следования шумов Баркгаузена относительно поля пере- магничивания. Сброс счетчика 6 импульсов осуществляется напряжением изо блока 7 памяти и происходит посредством выходного сигнала третьего- порогового элемента 19,

Накопленная в блоке 7 памяти информация об огибающей текущего числа щумов Баркгаузена преобразуется блоком 8 анализа и подается на индикатор 9,

Формула изобретения

1. Способ контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий заключающийся в перемагничивании изт делия магнитным полем низкой частоты и регистрации энергетических и эмиссионных сигналов магнитомеханического эффекта Баркгаузена при различных значениях величины поля перемагничи-г вания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности контроля, регистрацию сигналов производят в интервалах приращения полей, длительность которых меняют обратно пропорционально магнитной проницаемости материала изделия,и по результатам измерения судят о физико-механических свойствах контролируемого изделия,

2. Устройство контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник переменного тока, электромагнитный преобразователь.

усилитель, ограничитель, аналоговый ключ, счетчик импульсов, блок памяти, блок анализа и индикатор, последовательно соединенные генератор линейного напряжения и первый пороговый элемент, второй вход которого подключен к выходу источника переменного тока, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными формирователем, интегратором, вторым пороговым элементом и элементом ИСКПЮЧАЮ1ЦЕГ: ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, последовательно соединенными первым блоком опорного напряжения и делителем, выход которого соединен с вторым входом второго порогового элемента, последовательно соединенными вторым блоком опорного напряжения и третьим пороговым элементом, соединенным с генератором линейного напряжения, выход которого

дополнительно соединен с вторым входом третьего порогового элемента, выход первого порогового элемента соединен с входами интегратора и формирователя и с вторым входом элемента

ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, выход усилителя дополнительно соединен с вторым входом делителя, дополнительный выход источника переменного тока соединен с управляющим входом счетчика импульсов,

а выход третьего порогового элемента

дополнительно соединен с управляющим входом блока памяти.

Фиг. 2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет обеспечения одинаковых амплитуд изменения индукции, в различных точках петли гистерезиса при постоянной амплитуде изменения внешнего магнитного поля. При воздействии переменным магнитным полем преобразователя 2 на контролируемое изделие в нем индуцируются шумы Варкгаузена, которые преобразуются в последовательность импульсов равной величины. Выходной сигнал генератора 10 линейного напряжения сравнивается с напряжением источника 1 переменного тока в пороговом элементе 11, Выходное напряжение, пропорциональное величине магнитной проницаемости а материала контролируемого изделия, подается на вход делителя 17, выход которого, пропорциональный /, сравнивается с соответствующим напряжением в интеграторе 13, Накопленная в блоке 7 памяти информация об огибающей те- кутцего числа шумов Баркгаузена преобразуется блоком 8 анализа и подается на индикатор 9, Устройство регистр|г- рует сигналы электромагнитного преобразователя 2, обусловленные магни- томеханическим эффектом Баркгаузена, в течение времени, зависящего от магнитного состояния контролируемого материала. 2 с,п. ф-лы, 2 ил. i (Л со а ос Ч 05 сл