Способ структуроскопии ферромагнитных материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

-ib

Изобретение относится х неразрушающему контролю ферромагнитных материалов электромагнитными методами и может быть использовано при контроле структуры. Цель изобретения - повышение чувствительности контроля - достигается путем более полного использования информации о нелинейных магнитных свойствах контролируемого материала Сигналы, снимаемые с сопротивления 3 и катушки 4, поступают в блок 5 выделения одной из высших гармоник и определения их активной и реактивной составляющих. Полученные на его выходе сигналы Ua, Up, Ea. Ep преобразуются по формуле Е 1аОа + IpUp, где Ua, Up - активная и реактивная составляющие выделенной гармоники напряжения на омическом сопротиплении 3; U и 1Р - активная и реактивная составляющие выделенной гармоники ЭДС с катушки 4 Величина Е отображается индикатором 7 2 ил. w Ё

Фаг. 1

Изобретение относится к неразрушающему контролю ферромагнитных материалов электромагнитными методами и может най|И применение при контроле структуры путем определения глубины, например, ТВЧ-закаленногс слоя на поверхности чугунных изделий.

Цель изобретения - повышение чувствительности контроля, достигается путем более полного использования информации о нелинейности магнитных свойств контролируемого материала.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - прямые, характеризующие зависимость выходных сигна/ в от глубины ТВЧ - закаленного слоя чугунных изделий: прямая 1 иллюстрирует предлагаемый способ, прямая 2 - способ-прототип.

Устройство содержит источник 1 намагничивающего напряжения, преобразователь, содержащий в своей цепи намагничивающую катушку 2, омическое сопротивление 3, равное индуктивному сопротивлению намагничивающей катушки 2, измерительную катушку 4, блок 5 выделения одной из высших гармоник и определение их активных и реактивных составляющих, блок 6 для вычисления энергии намагничивания, индикатор 7.

Способ осуществляется следующим образом.

При noMoi ,и намагничивающей катушки 2 преобразователя в контролируемом изделии 8 возбуждается перементе поле, величина которого определяется напряжением на омическом сопротивлении 3. Величина же магнитного потока определеяется ЭДС, возникающей в измерительной катушке А. Сигналы, снимаемые с сопротивления 3 и катушки 4, поступают в блок 5, где из них выделяется одна из высших гармоник и определяются ее активная и реактивная составляющие. Все четыре сигнала (Ua, Up, la, IP) из блока 5 поступают в блок 6, результаты вычислений с которого поступают на индикатор 7. Вычисление проводился по формуле

Е l3Ua + IpUp,

где иа. Up - активная и реактивная составляющие выделенной гармоники напряжения на омическом сопротивлении 3;

la и Ip - активная и реактивная составляющие выделенной гармоники ЭДС с катушки 4.

Прямая 1 на фиг. 2 иллюстрирует зависимость Е от глубины d3 ТВЧ-закаленного слоя контролируемого изделия. Коэффициент линейной корреляции между Е и da

рчвен - 0,863 + 0,05. При изменении da от 1,4 мм до 3,7 мм Е изменяется в 4,36 раза. Для сравнения на прямой 2 показана зависимость реактивной составляющей (|RJ вторичной ЭДС (выходной сигнал

способа-прототипа) от da. Коэффициент линейной корреляции между IR и da намного выше и равен - 0,085±0,04, но при изменении da от 1,4 мм до 3,7 мм UR меняется в 1.76 раза, т. е. чувствительность Е к глубине закалки в 2,48 раза выше, чем чувствительность.

Таким образом, за счет более полного использования информации о нелинейности магнитных свойств чувствительность

контроля увеличивается в два с половиной раза.

Формула изобретения

Способ структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемое изделие намагничивают переменным полем с помощью преобразователя, содержащего в своей цепи намагничивающую и измерительную катушки, определяют вторичную ЭДС в измерительной кагушке, выделяют одну из ее высших гармоник, определяют активную и реактивную составляющие этой гармоники и используют их для оценки структуры изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, дополнительно определяют напряжение на омичэском сопротивлении, выделяют одну

из его высших гармоник и определяют активную и реактивную составляющие этой гармоники, омическое сопротивление в цепи преобразователя выбирают равным его индуктив ому сопротивлению для выделения гармоники, а за выходной сигнал для контроля принимают вепичину

Е laUa + IpUp,

где la, Ip - активная и реактивная составля- ющие выделенной гармоники вторичной ЭДС:

Ua, Up - активная и реактивная составляющие той же гармоники напряжения на сопротивлении.

«p.f& и,дел.

.. ..уп

юо

20

50 - - - Ю

Ч111-tf,82,22,63,0 J,4

Фиг. 2

-+- М

3,8 dt.MM