Устройство для контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий Советский патент 1989 года по МПК G01N27/80 

11456861

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения механических свойств ферромагнитных изделий. г

Цель изобретения - повьшение достоверности контроля физико-механических параметров подповерхностных слоев изделий за счет исключения влияния на результаты контроля остаточного О магнитного поля верхних слоев изделия.

На фиг. 1 изображено устройство для контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий;

ется в направлении, определяемом п ложением полюсов электромагнита.

Затем подключенные обмотки 3 пе вого электромагнита с помощью комм татора 9 отключают и подключают об моткИ 3 второго электромагнита В зультате изделие намагничивается в перпендикулярном направлении. Дале обмотки 3 второго электромагнита о ключают и через коммутатор 9 к ист нику 10 постоянного тока подключаю блок 7 перемещения дополнительных магнитопроводов 4, при этом дополн

на фиг, 2 - распределение силовых ли- 15 тельные магнитопроводы 4 занимают

НИИ магнитного поля в материале контролируемого изделия.

Устройство содержит намагничивающую систему в виде двух размещенных взаимно перпендикулярно П-образных магнитопроводов, включающих боковые стержни 1 и перемычку 2, размещенные на боковых стержнях 1 обмотки 3, четыре дополнительных магнитопровода 4, ма.гниточувствительный элемент 5, раз- мещенный между полюсами магнитопроводов, охватывающий все элементы корпус 6 и блок 7 перемещения дополнительных магнитопроводов 4. Элемент 5 подключен к измерительному блоку 8,. соединенному через коммутатор 9 с источником 10 постоянного тока. Дополнительные магнитопроводы 4 установлены с возможностью перемещения вдоль

ется в направлении, определяемом положением полюсов электромагнита.

Затем подключенные обмотки 3 первого электромагнита с помощью коммутатора 9 отключают и подключают об- моткИ 3 второго электромагнита В результате изделие намагничивается в перпендикулярном направлении. Далее обмотки 3 второго электромагнита отключают и через коммутатор 9 к источнику 10 постоянного тока подключают блок 7 перемещения дополнительных магнитопроводов 4, при этом дополнинижнее положение (фиг.2).

Магнитная цепь П-образных магнитопроводов оказывается разомкнутой зазорами 12, в результате чего магнитная связь между стержнями 1 электромагнитов существенно снижается. Одновременно с этим образуются четыре новых электромагнита, каждый из которых содержит магнитный стержень 1 (внутренний магнитопровод), катушку 3 и охватывающий ее дополнительный магнитопровод 4. В следующий момент все обмотки 3 электромагнитов подключают через коммутатор 9 к источнику размагничивающего тока.. При этом через обмотки 3 пропускается переменный, спадающий по амплитуде, ток, который, может формироваться,например, с помощью переключения полярности

Изобретение позволяет повысить достоверность контроля по остаточному магнитному полю качества объемной термической обработки ферромагнитных изделий путем размагничивания поверхностного слоя изделия, предварительно намагниченного последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для намагничивания устройство содержит два взаимно перпендикулярных П-образных магнитопровода, имеющих на боковых стержнях 1 обмотки 3 и перемычку 2 между стержнями. Параллельно боковым стержням 1 установлены дополнительные подвижные магнитопрово- ды 4. Устройство содержит также блок перемещения дополнительных магнито- проводов 4, а П-образные магнитопро- воды выполнены с зазором между перемычкой 2 и боковыми стержнями 1. При намагничивании изделия 12 дополни- . тельные магнитопроводы 4 являются частью электромагнитов. ;1ля размагничивания дополнительные магнитопроводы 4 перемещают вдоль боковых стержней 1 к поверхности изделия 12, в результате чего магнитная цепь П-образных магнитопроводов размыкается и одновременно образуются четыре новых электромагнита с сердечником броневого типа. Пропусканием переменного тока по этим электромагнитам достигается размагничивание поверхностного слоя контролируемого изделия 12. 2 ил. t$ (Л г t it 4 сл О) 00

боковых стержней 1. И-образные нагни- г источника 10 постоянного тока с однотопроводы выполнены с зазором 11 между боковыми стержнями 1 и перемычкой 2, а боковые стержни 1 со стороны перемычки 2 имеют магнитный контакт с дополнительными магнитопроводамй 4. К входам коммутатора 9 подключены выходы обмоток 3 и блока 7 перемещения.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают на поверхность контролируемого изделия 12. Через коммутатор 9 подключают к ис точнику 10 постоянного электрического тока обмотки 3 одного из электромагнитов . Так как дополнительные магнитопроводы 4 в исходном состоянии находятся в верхнем положении (фиг. 1) , то магнитный поток проходит по замкнутой цепи стержень 1 - дополнительный магнитопровод 4 - перемычка 2 - другой дополнительный магнитопровод 4 - другой стержень 1 - изделие 12. Б результате изделие ;12 намагничива40

45

50

55

временным включением ограничиваняцих ток резисторов.

После уменьшения до нуля электрического тока через электромагниты обмотки 3 и блок 7 перемещения дополнительных магнитопроводов отключают от источника 10 электрического тока. Так как новые электромагниты имеют форму броневого сердечника, силовые линии 13 (фиг. 2) размагничивающего поля замыкаются в основном через участки контролируемого изделия 12, непосредственно прилежащие к магнитным полюсам электромагнитов. В результате как магнитопроводы электромагнитов, так и наиболее сильно намагниченные прилежащие к полюсам участки изделия 12, ограниченные линиями 14 (фиг. 2), оказываются размагниченными, а намагниченность глубоких слоев остается неизменной. Вследствие этого вклад верхних слоер материала изделия в остаточное по-; является существенно ослабленным.

0

5

0

5

временным включением ограничиваняцих ток резисторов.

После уменьшения до нуля электрического тока через электромагниты обмотки 3 и блок 7 перемещения дополнительных магнитопроводов отключают от источника 10 электрического тока. Так как новые электромагниты имеют форму броневого сердечника, силовые линии 13 (фиг. 2) размагничивающего поля замыкаются в основном через участки контролируемого изделия 12, непосредственно прилежащие к магнитным полюсам электромагнитов. В результате как магнитопроводы электромагнитов, так и наиболее сильно намагниченные прилежащие к полюсам участки изделия 12, ограниченные линиями 14 (фиг. 2), оказываются размагниченными, а намагниченность глубоких слоев остается неизменной. Вследствие этого вклад верхних слоер материала изделия в остаточное по-; является существенно ослабленным.

Затем коммутатором 9 (фиг,1) включают измерительный канал, состоящий из магниточувствительного элемента 5 и измерительного блока 8, По сигна- лу с элемента 5 судят о физико-механических параметрах глубоких слоев контролируемого изделия. В сигнале магниточувствительного элемента 5 предлагаемого устройства существенно сни- жена составляющая, характеризующая . параметры поверхностных слоев материала контролируемого изделия, в то же время составляющая от подповерхностных слоев остается неизменной. Формула изобретения

Устройство для контроля физико- механических параметров ферромагнитных изделий, содержащее намагничиваю- шую систему в виде двух размещенных взаимно перпендикулярно П-образных магнитопроводов с обмотками, разме- щенными на боковых стержнях каждого

// Л/ /1 ч

/

ч

из них, и магниточувствительныи элемент, установленный между полюсами магнитопроводов-, отличающее- с я тем, что, с целью повьппения достоверности контроля физико-механических параметров подповерхностных слоев изделий, оно снабжено четырьмя дополнительными магнитопроводами, охватывающими обмотки и установленными с возможностью перемещения вдоль боковых стержней Ц-образных магнитопроводов, блоком перемещения дополнительных магнитопроводов, П-об- разные магнитопроводы выполнены с зазором между боковыми стержнями и перемычкой, дополнительные магнитопроводы со стороны, противоположной рабочему торцу устройства, имеют магнитный контакт с боковыми стержнями магнитопроводов, а в крайнем положении с этой стороны - с их перемычками.

, 1

ч

V

Фиг. 2