Устройство для контроля глубины локально-упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных изделий Советский патент 1991 года по МПК G01N27/83 

о ю

Ј о

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля качества упрочнения и предназначено для контроля глубины слоев, закаленных лазерным термоупрочнением. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Устройство для контроля глубины локально-упрочненных слоев ферромагнитных изделий содержит последовательно соединенные источник 1 переменного тока, индукционный преобразователь 2, блок 9 измерения, аналого-цифровой преобразователь 10 и блок 11 вычисления. Дополнительно введены последовательно соединенные компаратор 3, инвертор 5, схема И-НЕ 6 и управляемый ключ 8, выход которого соединен с входом блока 9 измерения, а также второй компаратор 4, вход которого соединен с входом первого компаратора, а выход- с вторым входом схемы И-НЕ, и второй инвертор 7,вход которого соединен с выходом схемы И-НЕ, а выход соединен с вторым входом управляемого ключа 8. Блоки 3 8 образуют блок стробирования, обеспечивающий обработку ЭДС шумов Баркгаузена с упрочненного и неупрочненного участков изделия в соответствующие временные интервалы. 2 ил. СО с

Фиг.1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля качества упрочнения, например для контроля глубины слоев, закаленных ла- зерным термоупрочнением.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет выбора режима обработки информации ЭДС магнитных шумов.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - принцип его действия, поясняющийся временными диаграммами.

Блок-схема устройства для контроля глубины локально-упрочненных поверхно- стных слоев содержит источник 1 переменного тока, работающий в режиме поддержания постоянного магнитного потока,, индукционный преобразователь 2 для регистрации шумов Баркгаузена, первый компаратор 3 с регулируемым положительным напряжением порога +Un, второй компаратор 4 с регулируемым отрицательным напряжением порога -Un, первый инвертор 5, схема И-НЕ 6, второй инвертор 7, управ- ляемый ключ 8, блок 9 измерения текущих характеристик ЭДС от шумов Баркгаузена, аналого-цифровой преобразователь 10, блок 11 вычисления.

Источник 1 переменного тока, индукци- онный преобразователь 2, блок 9 измерения текущих характеристик ЭДС от шумов Баркгаузена, аналого-цифровой преобразователь 10 и блок 11 вычисления соединены последовательно. Блоки 3-8 образуют со- бой блок стробирования (фиг. 1, пунктир), включенный между источником 1 тока и блоком 9 измерения. Общий вход первого 3 и второго 4 компараторов является входом блока стробирования, при этом выход пер- вого компаратора 3 через инвертор 5 соединен с первым входом схемы И-НЕ 6, второй вход которой соединен с выходом второго компаратора 4, выход схемы И-НЕ 6 соединен с блоком 9 измерения через первый вход управляемого ключа 8 или через второй инвертор 7 и второй вход управляемого ключа 8, выход которого является выходом блока стробирования.

Устройство работает следующим обра- зом.

Источник 1 переменного тока, работающий в режиме поддержания постоянного магнитного потока (U const), создает ток i(t) 12, который, протекая по первичной об- мотке индукционного преобразователя 2, перемагничивает контролируемый участок изделия (не показано), Во вторичной обмотке индукционного преобразователя 2 индуцируется ЭДС от шумов Баркгаузена e(t) 13,

которая несет в себе информацию о двух потоках магнитного шума: от неупрочненной основы изделия и с поверхности упрочненного слоя, поле старта последних смещено в область полей с более высокой напряженностью. ЭДС e(t) поступает на вход блока 9 измерения.

Рассмотрим принцип формирования строб-импульсов в блоке стробирования. На общий вход компараторов 3 и 4 поступает сигнал 12, пропорциональный напряжению U(t). С выхода первого компаратора 3 в соответствии с выставленным положительным напряжением порога -HJn снимается прямоугольный сигнал Ui(t) 14, передний фронт которого совпадает с моментом возникновения потока шумов Баркгаузена с упрочненного слоя в первом полупериоде перемагничивания. С выхода второго компаратора 4 в соответствии с выставленным отрицательным напряжением порога -Un снимается прямоугольный сигнал L)2(t) 15, задний фронт которого совпадает с моментом возникновения потока шумов Баркгаузена с упрочненного слоя во втором полупериоде перемагничивания. Сигнал Ui(t) 14 инвертируется схемой первого инвертора 5 в сигнал из(т.) 16 и поступает на первый вход схемы И-НЕ 6, на второй вход которой поступает сигнал Ua(t) 15. На выходе схемы И-НЕ формируется сигнал (J4(l) 17, который является первым стробирующим импульсом. Сигнал ) 17, проинвертированный вторым инвертором 7 в сигнал Щт) 18, является вторым стробирующим импульсом. Переключение стробирующих импульсов осуществляется управляемым ключом 8. Блок 9 измерения осуществляет функции усиления и измерения заданной характеристики ЭДС в установленном строб-импульсе, причем, применяя в блоке измерения амплитудную селекцию и измеряя характеристики ЭДС выше установленного порога амплитудной селекции Un повышаются чувствительность и достоверность контроля. Измеренные характеристики ЭДС преобразуются в цифровой вид в преобразователе 10 и запоминаются в блоке 11 вычисления для дальнейшей обработки и индикации результатов контроля.

Таким образом, за счет применения двух компараторов с регулируемыми разно- полярными порогами и общим входом и уп- .равляющего ключа осуществлена возможность раздельного измерения потока шумов Баркгаузена на упрочненном слое и потока шумов Баркгаузена на основе изделия, что позволяет повысить достоверность контроля глубины упрочненного слоя, так как учитывается влияние на измеряемый

магнитного потока, связанного с изменением глубины упрочненного слоя.

Формула изобретения Устройство для контроля глубины локально-упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник переменного тока,индукционный преобразователь, блок измерения, аналого- цифровой преобразователь и блок вычисления и блок стробирования, включенный между источником тока и блоком измереЩг

12

-v

13п

№)

15

%

U4(i)

п

U9(i) 18

ния, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, блок стробирования выполнен в виде последовательно соединенных первого компаратора, первого инвертора, схемы И-НЕ и управляемого ключа, второго компаратора, вход которого соединен с входом первого компаратора, а выход - с вторым входом схемы И-НЕ, и второго инвертора, включенного между выходом схемы И-НЕ и вторым входом ключа, входы компараторов являются входом блока стробирования, а выход ключа - выходом этого блока.

:v и)

/

V /У

IHM

Фиг.2