Устройство для измерения магнитных параметров Советский патент 1989 года по МПК G01R33/12 

Фиг/

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано

Д

1Я неразрушающего контроля качества

ферромагнитных изделий.

Цель изобретения - повышение дос- т1эверности контроля и расширение но- мЬнклатуры контролируемых изделий.

На фиг.1 изображена схема конструк и дифференциального магнитного устЦ| Р

Mi

Ж(

aj

В1

А

йства; на фиг.2 - дифференциальное

гнитное устройство для изделий про- ой формы; на фиг.З - схема располо- ния измерителей поля в дифференци- ьном магнитном устройстве, нечувст- тельном к положению изделия (разрез А на фиг.2).

Дифференциальное мaгнитнoe устрой- во содержит намагничивающие катушки и 2, внутри которых расположен дер- ж тель 3, в гнезде которого помещают и(;пытуемое 4 и стандартное 5 изделия с мметрично относительно плоскости мметрии катушек А-А, а также измери ;ль 6 магнитного поля, ось чувстви- гльности которого лежит в плоскости AJ-A.

В дифференциальном магнитном уст- рбйстве для изделий простой формы измеритель 6 магнитного поля выполне виде полуэлементов 7 и 8, включен- ,1Х градиентометрически и расположен ,1Х симметрично относительно оси катшек 1 и 2, выполненных соосными. I В дифференциальное магнитное уст

ройство, нечувствительное к положению изделия, дополнительно введен второй измеритель 9 магнитного поля, состоящий из полуэлементов 10 и 11, включенных градиентометрически и расположенных симметрично относительно оси катушек 1 и 2 вдоль прямой, перпендику- лНрной оси чувствительности первого и}змерителя 6 магнитного поля.

Дифференциальное магнитное устройство работает следующим образом.

Стандартное изделие 5 закрепляют в держателе 3 в области однородного пЬля, создаваемого катушкой 2, на время контроля партии изделий данного типоразмера. Испытуемое изделие k устанавливают в гнездо держатели 3 в области однородного поля, создаваемого катушкой 1, симметрично с гандартному изделию 5 относительно плоскости симметрии А-А катушек 1 и| 2. В намагничивающие катушки 1 и 2, сЬединенные последовательно - соглас- нЬ подают ток, преобразуемый ими в

5

0 5

0

5

0

5

0

5

магнитное поле, воздействующее на изделия i и 5. Измеритель 6 поля регистрирует величину разностного поля рассеяния от стандартного 5 и испытуемого изделий. При установленной заранее величине магнитного поля, определяемой величиной тока, пропускаемого через катушки 1 и 2, одинаковой, как.правило, при проведении контроля данной партии изделий, вклад величины поля рассеяния от стандартного изделия 5 в показания измерителя 6 магнитного поля постоянен. Величина поля рассеяния от испытуемых изделий в точке расположения измерителя магнитного поля меняется от изделия к изделию и зависит от физико-механических свойств испытуемого изделия Ц, Составляющие полей рассеяния от стандартного 5 и испытуемого k изделий в плоскости измерителя 6 магнитного поля вычитаются, что позволяет измер ять наиболее информативный разностный сигнал (составляющий по величине единицы процентов от полного), в результате чего повышается разрешающая способность устройства при увеличении чувствительности измерителя 6 магнитного поля. Величину магнитного поля, при наложении которого на изделие величина сигнала с измерителя 6 магнитного поля коррелирует с величиной интересующей физико-механической характеристики испытуемого изделия 4, определяют экспериментальным путем или из физических соображений. Если обнаружено, что величина сигнала с измерителя 6 поля при нескольких величинах магнитных полей, создаваемых катушками 1 и 2, коррелирует с несколькими соответствующими физико-механическими параметрами испытуемых изделий k, то при подаче по соответствующей программе тока в катушки 1 и 2 и регистрации в соответствующие моменты сигнала с измерителя 6 магнитного поля возможно осуществление многопара- метрового контроля физико-механических свойств изделий.

Величина разностного поля рассеяния, регистрируемая измерителем 6 магнитного поля, кроме свойств изделий k и 5, определяется расстоянием изделий от плоскости А-А (как правило, постоянное), а также удаленностью измерителя 6 магнитного поля от системы изделий k и и ориентацией его оси чувствительности (регулируемое).

10

15

5. 15256 2

Выбор конкретного расположения катушек 1 и 2 относительно плоскости А-А, их размеров, формы, а также местоположения изделий А и 5 внутри ка- . тушек 1 и 2 производят исходя из типоразмера и формы изделий, предназначенных для контроля. Конструкция намагничивающей системы, включающей держатель 3 и катушки 1 и 2 выполняется, как правило, неизменной для изделий близкой формы и типоразмера. Гнезда под изделия 4 и 5 в держателе 3 в этом случае выполняются подстраиваемыми либо изготавливают несколько сменных держателей 3. Размеры, форма и намоточные данные катушек 1 и 2 также определяются, исходя из необходимости создания намагничивающего магнитного поля определенной величины. Две катушки 1 и 2 могут быть выполнены в виде одной, расположенной симметрично относительно плоскости А-А и создающей одинаковые условия намагничивания для изделий А и 5.

Для мелких изделий 4 и 5 несложной формы катушки 1 и 2 располагают под углом 90 к плоскости А-А. Выполнение .измерителя 6 магнитного поля в виде полуэлементов 7 и 8, соединенных гра- диентометрически и расположенных симметрично относительно оси катушек, позволяет исключить влияние нестабильности положения изделия при установке

20

Использование предлагаемого устройства позволяет для широкого ряда типоразмеров изделий различной формы с высокой разрешающей способностью производить контроль физико-механических свойств, коррелирующих с магнитными параметрами изделий. Например, по величине разностного магнитного поля рассеяния при максимальном намагничивающем поле можно судить о пористости (плотности), а по величине поля рассеяния, измеренной после снятия намагничивающего поля, - о содержании углерода для изделий порошковой металлургии. Кроме того, по сравнению с устройством-прототипом конструкция предлагаемого устройства значительно упрощена, что позволяет исключить операции настройки плеч дифференциального преобразователя.

Формула изобретения

25

30

1. Устройство для измерения магнитных параметров, содержащее намагничивающие катушки, включенные последовательно и согласно, и измеритель магнитного поля, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и расширения номенклатуры контролируемых изделий, в него введен держатель, расположенный внутри катушек, расположенных в одной плоскости, в гнездо дердателя 3, поскольку из-за ,, в плоскости взаимной симметрии кату- неизменности условий намагничивания шек расположен измеритель магнитного величина градиента, измеренная измерителем 6 магнитного поля, не изменяется.

Для дифференциального магнитного устройства, нечувствительного к положению изделий и 5, измерителями 6 и 9 магнитного поля регистрируются ортргональные проекции вектора градиента разностного поля рассеяния от изделий 4 и 5. В аппаратной части производится вычисление корня квадратного из суммы квадратов величин сигналов с измерителей 6 и 9 магнитного

поля, что соответствует величине раз- 50 симметрично относительно оси катушек ностного поля рассеяния от изделий k перпендикулярно оси первого измерите- и 5 в плоскости А-А.ля магнитного поля.

поля, а в держателе выполнены симметричные гнезда.

2.Устройство по п.1, о т л и - 4Q чающееся тем, что катушки

расположены соосно, а измеритель магнитного поля выполнен из двух полуэлементов, включенных градиентометри- чески, расположенных симметрично относительно оси катушек.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т - личающееся тем, что оно снабжено дополнительно вторым измерителем магнитного поля, расположенных

45

Использование предлагаемого устройства позволяет для широкого ряда типоразмеров изделий различной формы с высокой разрешающей способностью производить контроль физико-механических свойств, коррелирующих с магнитными параметрами изделий. Например, по величине разностного магнитного поля рассеяния при максимальном намагничивающем поле можно судить о пористости (плотности), а по величине поля рассеяния, измеренной после снятия намагничивающего поля, - о содержании углерода для изделий порошковой металлургии. Кроме того, по сравнению с устройством-прототипом конструкция предлагаемого устройства значительно упрощена, что позволяет исключить операции настройки плеч дифференциального преобразователя.

Формула изобретения

25

,,

30

,,

1. Устройство для измерения магнитных параметров, содержащее намагничивающие катушки, включенные последовательно и согласно, и измеритель магнитного поля, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и расширения номенклатуры контролируемых изделий, в него введен держатель, расположенный внутри катушек, расположенных в одной плоскости, , в плоскости взаимной симметрии кату- шек расположен измеритель магнитного

поля, а в держателе выполнены симметричные гнезда.

2.Устройство по п.1, о т л и - Q чающееся тем, что катушки

расположены соосно, а измеритель магнитного поля выполнен из двух полуэлементов, включенных градиентометри- чески, расположенных симметрично относительно оси катушек.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т - личающееся тем, что оно снабжено дополнительно вторым измерителем магнитного поля, расположенных

5

3

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для неразрушаемого контроля качества ферромагнитных изделий. Целью изобретения является повышение достоверности контроля и расширение номенклатуры контролируемых изделий. Устройство для измерения магнитных параметров содержит намагничивающие катушки 1 и 2, внутри которых расположен держатель 3, в гнезде которого размещены испытуемое 4 и стандартное изделия, расположенные симметрично относительно плоскости А-А симметрии катушек, измеритель 6 магнитного поля, ось чувствительности которого лежит в плоскости А-А. По сравнению с прототипом значительно упрощена конструкция устройства, что позволяет исключить операции настройки плеч данного дифференциального преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

ф1/г.З