Устройство для импульсного магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий Советский патент 1988 года по МПК G01N27/87 

Изобретение относится к исследованиям физико-химических свойств материалов и может быть использовано для Неразрушающего контроля механических свойств ферромагнитных изделий.

Целью изобретения является повышение быстродействия, надежности и уменьшение энеогозатрат за счет сокращения времени установки оптималь- ной амплитуды намагничивающих импульсов и уменьшения разогрева намагничивающего элемента - соленоида.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - зависимости градиента остаточного поля от ампли- туд1)1 намагничивающих импульсов с зазором и без пего.

Устройство содержит последовательно соединенные магниточувствительный элемент, например феррозонд-градиентометр 1, блок 2 измерения, блок 3 памяти, блок 4 сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока 2 измерения, регистр 5 последователь- ного приближения, блок 6 управления, программный генератор 7 импульсов тока и соленоид 8, а также регистратор 9, входы которого соединены с выходом блока 2 измерения и с вторым выходом блока 6 управления. Третий выход блока 6 управления соединен с вторым входом блока 3 памяти, четвертый - с вторым входом регистра 5, а пятый - с вторым входом блока 2 измерения. Второй вход блока 6 управления подключен к второму вьгкоду блока 2 измерения, а третий - к второму выходу программного генератора 7.

Устройство работает следующим об- разом.

При включении блока 6 управления пос1 едний устанавливает регистр 5 последовательного приближения в исходное состояние и запускает программой генератор 7 импульсов тока, который формирует последовательно серию раз- магничиваквдих и серию намагничивающих импульсов, проходящих через намагии- чивакхдий соленоид 8, причем амплитуда намагничивающих импульсов изменяется через каждые две серии сигналом с выхода регистра 5 последовательного приближения, поступающим в блок 6 управления, где величина этого сигнала корректируется с целью имитации зазора. Первая серия размагничивающих импульсов размат ничивает контролируемое изделие (если оно было намагничено).

0 5 О

Q

г

5

0

а первая серия намат ничивакчцих импульсов исходной амплитуды наносит на контролируемое изделие магнитное пятно. Сигнал, пропорциональный градиенту остаточного магнитного поля, воздействующего на феррозонд-градиентометр 1,. измеряется блоком 2 измерения и поступает на вход блока 3 памяти. Сигнал об окончании измерения поступает из блока 2 измерения в блок 6 управления. При этом блок 6 управления выдает сигнал разрешения блоку 3 памяти на переписывание входной информации, переключает коэффициент усиления блока 2 измерения на меньший и вновь запускает программный генератор 7, который генерирует вторую серию размагн11чивающе-намагничивающих и fпyльcoв, которые сначала размагничивают изделие, а затем намагнич1шают его вновь, причем амплитуда этих намагничивающих импульсов меньше, чем в предыдущей серии.

Сигнал об окончании второй серии импульсов поступает в блок 6 управления, который при этом разрешает изме- блоку 2 измерения. При этом на один вход блока 4 сравнения поступает сигнал из блока 3 памяти от предыдущего измерения, а на второй вход - сигнал с блока 2 измерения от последнего измерения. Результат сравнения данных этих измерений поступает с выхода блока 4 сравнения в регистр 5 последовательного приближения. Сигнал результата сравнения переписывается в регистр 5 последовательного приближения после окончания последнего измерения по сигналу из блока 6 управления. Если сигнал предьщущего измерения больше сигнала последнего измерения, то регистр 5 последовательного приближения изменяет свое выходное состояние таким образом, чтобы увеличить амплитуду намагничивающих импульсов для следующих двух серий. Если сигнал предьщущего измерения меньще сигнала последнего измерения, то состояние регистра 5 последовательного прибл 1- жения изменяется таким образом, чтобы уменьшить амплитуду намагничивающих импульсов для следующих двух серий. Далее процесс повторяется, причем каждое последующее приращение амплитуды намагничивающих импульсов равно половине предыдущего. После последней серии импульсов .сигнал из блока 6 управления фиксирует амплитуду намагничивающих импульсов и устанавливает заданный коэффициент передачи блока 2 измерения. В дальнейшем контроль осуществляется одним циклом размагничивание - намагничивание фиксированной ампли-тудой - измерение градиента остаточного поля при фиксированном коэффициенте усиления измерительного блока.,

В каждой паре цикла размагничивание-намагничивание-измерение с исходным коэффициентом усиления блока 2 изУстройство для импульсного магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий, содержа1 1ее последовательно соединенные магниточувствительный элемент, блок измерения, блок управления, программный генератор и намагничивающий элемент, последовательно соединенные блок памяти, входы которого подключены соответственно к выходу блока измерения намагничивание импульсами боль|- мерения и к второму выходу блока управления, блок сравнения, второй вход KdTOporo соединен с выходом блока измерения, и регистратор, входы которого подключены к выходу блока измерения и третьему выходу блока управления, четвертьй выход блока управления и его второй вход соединены соответственно с вторым входом блока измерения и вторым выходом програм - много генератора, отличающееся тем, ЧТО, с целью повьш1е- ния быстродействия, надежности и уменьшения энергозатрат, оно снабжено регистром последовательно1:о прибшей амплитуды, измерение с большим коэффициентом усиления блока 2 измерения, большая амплитуда и большой коэффициент усиления соответствуют контролю без зазора между намагничивающим соленоидом и материалом, а меньшая амплитуда и меньший коэффициент усиления соответствует контролю с зазором. Так как зависимости 10 и 11 (фиг. 2) величины градиента остаточного поля локально намагниченного изделия от амплитуды намагничивающих импульсов при наличии зазора и без него пересекаются, то, изменяя ампли

как при наличии зазора, так и без

него.

Формула изобретения

Устройство для импульсного магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий, содержа1 1ее последовательно соединенные магниточувствительный элемент, блок измерения, блок управления, программный генератор и намагничивающий элемент, последовательно соединенные блок памяти, входы которого подключены соответственно к выходу блока измерения и к второму выходу блока уп

равления, блок сравнения, второй вход KdTOporo соединен с выходом блока измерения, и регистратор, входы которого подключены к выходу блока измерения и третьему выходу блока управления, четвертьй выход блока управления и его второй вход соединены соответственно с вторым входом блока измерения и вторым выходом програм - много генератора, отличающееся тем, ЧТО, с целью повьш1е- ния быстродействия, надежности и уменьшения энергозатрат, оно снабжено регистром последовательно1:о приб

Изобретение относится к исследованиям физико-химических свойств материалов и изделий,Цель изобретения заключается в повышении быстродействия, надежности устройства и уменьшении энергозатрат за счет сокращения времени установки оптимальной амплитуды на 1агничивающих импульсов. Для этого в устрюйстве использован регистр последовательного приближения. Его использование приводит к тому, что амплитуда намагничивающих импульсов изменяется нелинейно, приближаясь к оптимальной с помощью приращений как положительных, так и отрицательных по знаку, причем абсолютная величина каждого Последующего приращения амплитуды намагничивающих импульсов равна половине предыдущего. Это позт воляет ускорить выбор оптимальной амплитуды намагничивающих импульсов, при которой величина градиента остаточного поля не зависит от величины зазора между магниточувствительным элементом и поверхностью исследуемого, изделия. 2 ил. (Л

туду намагничивающих импульсов и срав- лижения, входы которого соединены

нивая результаты измерения градиента остаточного поля, можно найти амплитуду намагничивающих импульсов, при которой результаты измерения близки

выходом блока сравнения и пяТым вы дом блока управления, а его выход подключен к третьему входу блока у равления.

выходом блока сравнения и пяТым выходом блока управления, а его выход подключен к третьему входу блока управления.

Фиа. г

м

тг

Поле на торце соленоида