Способ измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01N27/90 

Я

и

4 vj

Јь

Ol СО

KJ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет проведения обучающего эксперимента на эталонных образцах. Перед контролем партии изделий отбирается образец, на котором осуществляется обучающая выборка. Во время перемагничивания регистрируются скачки магнитных шумов в образце, полученный сигнал либо усредняется путем выделения огибающей в квадратичном детекторе 6 и фильтре 7 низких частот, либо из него выделяются одиночные импульсы. Далее, проходя обработку либо по амплитуде, либо по длительности, числу и т.д., сигнал мультиплексируется мультиплексором 11, преобразуется в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 12 и запоминается в оперативном запоминающем блоке 12. После набора информации процессор 15 обрабатывает ее для получения количественных характеристик объекта контроля. 1 с.п.ф-лы. 1 ил.

10

ром 11, а второй выход делителя 2 с переменным коэффициентом деления соединен с анализатором 18 спектра.

Способ осуществляют следующим образом.

С целью построения математической модели зависимости механических характеристик контролируемых объектов от измеряемых электрических параметров проводится обучающий эксперимент, проходящий в следующей последовательности. Образец, выбранный из контролируемой партии, устанавливается в

и подвергают механическому нагружению. В этом случае регистрируются относительные значения напряжений в образце. Для случая определения абсолютных значений используются методы релаксаций напряжения, а затем проводится обучающий эксперимент. Затем образец размагничивают, подвергают 25 магнитной подготовке и перемагничи- ванию во взаимно перпендикулярных направлениях, регистрируя скачки магнитных шумов, их длительность, текущее значение индукции. ПолученИзобретение относится к неразру- шающему контролю и может быть использовано для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет проведения обучающего эксперимента на эталонных образцах,

На чертеже представлена блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Устройство содержит соединенные последовательно задающий генератор 1,15 разрывную машину, на его поверхности делитель 2 с переменным коэффициен- размещают первичный преобразователь том деления, управляемый усилитель 3 мощности, первичный преобразователь 4, измерительный усилитель 5, квадратичный детектор 6, фильтр 7 низких 20 частот, фиксатор 8 уровня, амплитудный селектор 9, амшпиудпый детектор 10, мультиплексор 11, аналого-цифровой преобразователь 12 и оперативный запоминающий блок 13.

Устройство содержит также счетчик 14, подключенный к оперативному запоминающему блоку, процессор 15, вход-выход которого соединен с оперативным запоминающим блоком 13, а вы- 30 нал информация запоминается и подходы процессора 15 подключены к из- вергается математической обработке мерительному.усилителю 5, амплитуд- для выявления среднестатистических ному селектору 9, счетчику 14 и муль- закономерностей между величинами по- типлексору 11, и постоянный запомина- лученных сигналов и механическими ющий блок 16, подключенный к процес- 35 св°йствами образцов, сору 15, выход которого соединен с Устройство, осуществляющее пред- управляемым усилителем 3 мощности и делителем 2 с переменным коэффициентом деления.

Кроме того, в состав устройства входят электронный ключ 17, первый вход которого подключен к процессору, второй вход соединен с измерительным усилителем 5, а выход подключен к фиксатору 8 уровня, анализатор 18 спектра, включенный между выходом постояйного запоминающего блока 16 и мультиплексором 11, второй вход анализатора 18 спектра соединен с фикса тором 8 уровня, измеритель 19 длительности импульса и измеритель 20 магнитного момента, включенные между амплитудным селектором 9 и мультиплексором 11. Также устройство содержит блок 21 измерения индукции,вклю- $ усилителя 5. Для регистрации отдель- ченный между выходами первичного ных импульсов служит электронный преобразователя 4 и мультиплексором ключ 17, выделяющий импульсы и подаюлагаемый способ, работает следующим образом.

Задающий ге нератор 1 с кварцевой

40 стабилизацией частоты генерирует

меандр с частотой 52 кГц. Эти импульсы поступают на делитель 2 с переменным коэффициентом деления, задаваемым постоянным запоминающим блоком

45 16 по команде процессора 15. Далее импульсы поступают на управляемый усилитель 3 мощности и на анализатор 18 спектра для синхронизации его работы. После первичного преобразователя 4 информация поступает на измерительный усилитель 5 и мультиплексор 11. В зависимости от амплитуды импульсов процессор 15 устанавливает коэффициент усиления измерительного

50

11/ третий выход первичного преобразователя 4 соединен с мультиплексо

ром 11, а второй выход делителя 2 с переменным коэффициентом деления соединен с анализатором 18 спектра.

Способ осуществляют следующим образом.

С целью построения математической модели зависимости механических характеристик контролируемых объектов от измеряемых электрических параметров проводится обучающий эксперимент, проходящий в следующей последовательности. Образец, выбранный из контролируемой партии, устанавливается в

разрывную машину, на его поверхности размещают первичный преобразователь

и подвергают механическому нагружению. В этом случае регистрируются относительные значения напряжений в образце. Для случая определения абсолютных значений используются методы релаксаций напряжения, а затем проводится обучающий эксперимент. Затем образец размагничивают, подвергают магнитной подготовке и перемагничи- ванию во взаимно перпендикулярных направлениях, регистрируя скачки магнитных шумов, их длительность, текущее значение индукции. Полученразрывную машину, на его поверхности размещают первичный преобразователь

нал информация запоминается и подвергается математической обработке для выявления среднестатистических закономерностей между величинами по- лученных сигналов и механическими св°йствами образцов, Устройство, осуществляющее пред-

нал информация запоминается и подвергается математической обработке для выявления среднестатистических закономерностей между величинами по- лученных сигналов и механическими св°йствами образцов, Устройство, осуществляющее пред-

усилителя 5. Для регистрации отдель- ных импульсов служит электронный ключ 17, выделяющий импульсы и подаюлагаемый способ, работает следующим образом.

Задающий ге нератор 1 с кварцевой

стабилизацией частоты генерирует

меандр с частотой 52 кГц. Эти импульсы поступают на делитель 2 с переменным коэффициентом деления, задаваемым постоянным запоминающим блоком

16 по команде процессора 15. Далее импульсы поступают на управляемый усилитель 3 мощности и на анализатор 18 спектра для синхронизации его работы. После первичного преобразователя 4 информация поступает на измерительный усилитель 5 и мультиплексор 11. В зависимости от амплитуды импульсов процессор 15 устанавливает коэффициент усиления измерительного

щий их на фиксатор 8 уровня, а затем на амплитудный селектор 9. После селекции сигнал проходит одну из схем, амплитудный детектор 10, измеритель 19 длительности импульсов, счетчик 14 или измеритель 20 магнитного момента и поступает через мультиплексор 11 в оперативный запоминающий блок 13.

В динамическом режиме работа уст- Ьойства аналогична, за исключением (прохождения сигнала через цепочку: квадратичный детектор 6 - фильтр 7 низкой частоты, с целью выделения огибающей магнитного шума. После сбора информации осуществляется ее обработка в процессоре 15 для вычисления количественных характеристик с использованием методов многопара- метрового контроля.

Формула изобретения

магнитного шума, соответствующей

участку нарастания или спада временной зависимости мощности магнитного шума, разность амплитуд мощностей магнитного шума, измеренных во взаимно перпендикулярных направлениях, амплитуду первой производной мощ- ности магнитного шума, амплитуды гармоник мощности магнитного шума в базису функций Уолта и параметры петли

Q 5

0

5 л ,-

O

0

гистерезиса, по полученной информации методами регрессионного анализа строят математическую модель образца, затем аналогично измеряют параметры, входящие в математическую модель для изделия с неизвестными остаточньми и приложенными напряжениями, после чего, используя данные, полученные на первом этапе, определяют остаточные или приложенные напряжения во взаимно перпендикулярных ндмр г-лп- ниях и строят картину плосконапряженного состояния изделия,

2, Устройство для измерения остаточных и приложенных напряжений в ферромагнитных изделиях, содержащее задающий генератор, соединенные пос-о ледовательно первичный преобразователь и измерительный усилитель и анализатор спектра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено соединенными последовательно процессором, постоянным запоминающим блоком, выход которого подключен к анализатору спектра, делителем с переменным коэффициентом деления, второй вход которого подключен к задающему генератору, а выход - к анализатору спектра, и управляемым усилителем мощности, второй вход которого подключен к постоянному запоминающему блоку, а выход - к первичному

преобразователю, соединенными последовательно квадратичным детектором, подключенным к выходу измерительного усилителя, фильтром низких частот, фиксатором уровня, выход которого подключен к анализатору спектра, амплитудным селектором, второй вход которого соединен с входом управления измерительного усилителя и подключен к процессору, амплитудным детектором, мультиплексором, входы которого подключены к процессору, первичному преобразователю, анализатору спектра и фиксатору уровня, аналого-цифровым преобразователем включенным между выходом мультиплексора, и оперативным запоминающим блоком, связанным с процессором, счетчиком, включенным между выходом процессора и вторым входом оперативно-запоминаюЧ щего блока, электронным ключом, вход которого подключен к измерительному усилителю, выход - к фиксатору уровня, а управляющий вход - к процессору, блоком измерения индукции, вклю514745376

ченным между первичным преобразовате- го момента, включенными между выходом леи и мультиплексором, и измерителя- амплитудного селектора и входами ми длительности импульса и магнитно- мультиплексора.