Способ контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01N27/90 

W

СП

СО

to

00 05 СО

JLJ

в измерительный преобразователь 3 - последовательный ряд образцов с заданными свойствами. При этом регистрируются как параметры скачков Барк- гаузена с помощью узла 12 измерения параметров магнитных шумов, так и

параметры петель перемагничивания. По совокупности набранной статистики осуществляется контроль изделий путем сравнения их характеристик с полученными значениями. 1 ил., 2 с. п.ф-лы,

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий методом регистрации магнитных шумов и может быть использовано в промышленности при анализе качества ферромагнитных изделий. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет получения дополнительной информации при импульсном намагничивании контролируемого изделия. Первоначально осуществляется обучающий цикл, при котором в измерительный преобразователь 4 устанавливается эталонный образец со средними физико-механическими свойствами, а в измерительный преобразователь 3-последовательный ряд образцов с заданными свойствами. При этом регистрируются как параметры скачков Баркгаузена с помощью узла 12 измерения параметров магнитных шумов, так и параметры петель перемагничивания. По совокупности набранной статистики осуществляется контроль изделий путем сравнения их характеристик с полученными значениями. 1 ил., 2 с.п.ф-лы.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий методом регистрации магнитных шумов и может быть использовано в промышленности при анализе качества ферромагнитных изделий.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет получения дополнительной информации при импульсном намагничивании контролируемого изделия.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующая данный способ..

Устройство содер.жит последовательно соединенные контроллер 1 тока намагничивания, блок 2 намагничивания, измерительные преобразователи 3 и 4, аналоговый коммутатор 5, аналоге-

цифровой преобразователь (АЦП) 6 и входной порт 7.

В состав устройства входят также центральная системная шина 8, к которой Подключены контроллер 1 тока на- магничивания и входной порт 7, и мик- роЭВМ 9, соединенная с центральной системной шиной 8.

Кроме того устройство содержит последовательно соединенные блок 10 свя зи, подключенный к центральной системной шине 8, и цифровой фильтр 11, узел 12 измерения параметров магнитных шумов, вход которого подключен к выходу аналогового коммутатора 5, и блок 13 управления и синхронизации, входы которого подключены к центральной системной шине 8 и выходу цифрового фильтра 11, а выходы соединены с входами управления аналогового ком- мутатора 5, АЦП 6, входного порта 7 и блока 10 связи.

Цифровой фильтр 11 содержит системную шину - 14, к которой подключен выход входного порта 7, являющуюся выходом цифрового фильтра 11, блок 15 основной памяти и два блока 16, 17 буферной памяти адресной части сообщений, подключенные к систем

0

5

п

с

о 5 п

5

ной шине 14, ведущий и ведомый микропроцессоры 18 и 19, выходы которых подключены соответственно к блокам 16 и 17 буферной памяти адресной части сообщений, два блока 20 и 21 буферной памяти управляющих слов, два блока 22, 23 буферной памяти входной информации, два блока 24, 25 буферной памяти выходной информации включенные соответственно между системной шиной 14 и ведущим или ведомым микропроцессорами 18, 19 и шинный адаптер 26, включенный между системной шиной 14 и ведущим и ведомым микропроцессорами 18, 19.

Узел 2 измерения параметров магнитных шумов содержит последовательно соединенные фильтр 27 верхних частот, вход которого является входом узла 12 измерения параметров магнитных шумов, блок 28 коммутации, измеритель 29 количества скачков и блок 30 буферной памяти, подключенный к центральной системной шине 8, последовательно соединенные блок 31 согласования, вход которого подключен к выходу блока 28 коммутации, смеситель 32, кварцевый фильтр 33, детектор 34 средних значений, АЦП 35 и блок 36 буферной памяти, подключенный к центральной системной шине 8, и последовательно соединенные измеритель 37 периода наличия магнитных шумов, подключенный к выходам блока 13 управления и синхронизации и фильтра 27 верхних частот, блок 38 управления кратностью, вых,од которого подключен к второйу входу блока 28 коммутации, генератор 39 пилообразного напряжения, второй вход которого подключен к выходу измерителя 37 периода наличия магнитных шумов, и управляемый генератор 40, выход которого соединен с вторым входом смесителя 32.

При реализации данного способа контролируемое изделие (на чертеже не показано) перемагничивают гармонически изменяющимся магнитным полем

в предельном направлении, выделяют спектральные составляющие полученной огибающей путем измерения для каждого значения возбуждающего тока нормированных по его амплитуде мгновенных значений огибающей, измеряют значения намагничивающего тока, соответствующие точкам излома кривой намагничивания объекта контроля для сла бых и сильных полей зондирования, а затем намагничивают изделие в импульсном режиме согласно полученным значениям магнитных полей для точек излома, регистрируют вклады, вносимые в информационный сигнал составляющих магнитное поле - действие и одновременно регистрируют параметры магнитных шумов, возникающих в этом режиме. Согласно полученной при этом информации делается вывод о соответствующих механических свойствах контролируемого изделия.

Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом.

Первоначально проводится цикл обучения на выборке образцов контролируемых изделий. При этом сменные образцы помещают поочередно в измерительны преобразователь 3, а в измерительный преобразователь 4 помещают эталонное изделие со средними значениями физико- механических свойств. При этом величина намагничивающего тока задается контроллером 1 тока намагничивания и формируется блоком 2 намагничивания.

Полученная информация поступает через аналоговый коммутатор 5 и АЦП 6 на входной порт 7 и через центральную системную шину 8 - в микроЭВМ 9. Переключением всех блоков управляет блок 13 управления и синхронизации. В микроЭВМ 9 осуществляется обработка полученной информации, нормировка по текущим значениям намагничивающего тока и вычисление спектральных составляющих .

При регистрации магнитных шумов фильтр 27 выделяет их из полного спектра . При этом измеритель 37 наличия магнитных шумов в режиме обучения ре- гистрирует временной интервал наличия шумов и соответствующие им значения намагничивающего поля. Одновременно информация поступает на блок 38 управления кратностью, который коммутирует блок 28 коммутации, разделяя исходную информацию на два направления . Измерение количества скач

ков Баркгаузена выполняет измеритель 29 количества скачков, передающий полученное значение через блок 30 буферной памяти на центральную системную шину 8.

Измерение спектрального состава магнитных шумов осуществляется следующим образом.

Информационный сигнал через блок 31 согласования поступает на смеситель 32, на второй вход которого поступает опорная частота от управляемого генератора 40, значение которой изменяется с помощью генератора 39 пилообразного напряжения. Кварцевый фильтр 33 выделяет спектральные составляющие, которые после детектирования в детекторе 34 средних значений преобразуются в цифровой код АЦП 35 и через блок 36 буферной памяти поступают на центральную системную шину 8.

Для ускорения операции обучения

5 используются цифровой фильтр II, который через блок 10 связи получает информацию от микроЭВМ,9. Обращение блоков цифрового фильтра 11 к системной шине 14 осуществляется с помощью шин0 ного адаптера 26, который определяет приоритет доступа к ресурсам. Обмен информацией между цифровым фильтром и микроЭВМ 9 осуществляется через блоки 16, 17 буферной памяти адресной части сообщения, блоки 20, 21 буферной памяти управляющих слов и блоки 22-25 буферной памяти входной и выходной информации.

5

0

Обработка полученной информации, записанной в оперативной части блока 15 основной памяти, осуществляется ведущим и ведомым микропроцессорами 18 и 19 по алгоритмам, записанным в постоянной части блока 15 оперативной памяти.

После окончания процесса обучения зарегистрированные сигналы згпоминаются и устройство переводится в режим контроля, осуществляемый аналогично процессу обучения.

Формула изобретения

продольном направлении и регистрируют, спектральные составляющие функций Уолша сигнала отклика, по совокупности которых судят о физико-механических параметрах контролируемого изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, регистрируют процесс намагничивания, изменение форм и петель маг- нитного гистерезиса на различных локальных интервалах при изменении амплитуд магнитного поля от нуля до 150 кА/м, интенсивности скачков Бар- кгаузена на различных интервалах ана- лиза и значения напряженности магнитных полей, соответствующие точкам излома основной кривой намагничивания контролируемого изделия в области слабых и сильных полей, вводят режим импульсного намагничивания, при котором амплитудные значения магнитных полей устанавливают соответственно численно равными измеренным значениям напряженности магнитных полей для точек излома - и регистрируют экспоненциальные составляющие сигнала отклика, отражающие эффекты магнитного последействия в объекте контроля, по которым определяют фазовый состав материала контролируемого изделия, а по совокупности указанных информативных составляющих судят о прочностных свойствах упрочненного слоя И сердцевины контролируемого изделия.

коммутатора, входным портом, входы которого подключены к аналого-цифровому преобразователю и блоку управления и синхронизации, а выход подключен к центральной системной шине, последовательно соединенными блоком связи, подключенным к центральной системной шине и блоку управления и синхронизации, и цифровым фильтром, состоящим из системной шины, подключенной к выходному порту, блоку связи и блоку управления и синхронизации, блока основной памяти и двух блоков буферной памяти адресной части сообщения, подключенных к системной шине, ведущего и ведомого микропроцессоров, выходы которых подключены соответственно к блокам буферной памяти адресной части сообщений, двух блоков буферной памяти управляющих слов, двух блоков буферной памяти входной информации, двух блоков буферной памяти выходной информации, включенных соответственно между системной шиной и ведущим или ведомым микропроцессорами и шинного адаптера, включенного между системной шиной и ведущи и ведомым микропроцессорами, и узлом измерения параметров магнитных шумов, состоящим из последовательно соединенных фильтра верхних частот, вход которого соединен с выходом аналогового коммутатора, блока коммутации измерителя количества скачков и блока буферной памяти, подключенного к центральной системной шине, последовательно соединенных блока согласования, подключенного к выходу блока коммутации, смесителя, кварцевого фильтра, детектора средних значений, второго аналого-цифрового преобразователя и второго блока буферной памяти, подключенного к центральной системной шине, и последовательно соединенных измерителя периода наличия магнитных шумов, подключенного к выходам блока управления и синхронизации и фильтра верхних частот, блока управления кратностью, выход которого подключ ен к второму входу блока коммутации, генератора пилообразного напряжения, второй вход которого подключен к выходу измерителя периода наличия магнитных шумов, и управляемого генератора, выход которого соединен с вторым входом смесителя.