Устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий Советский патент 1991 года по МПК G01N27/80 

ОЭ

ел

Изобретение относится к нераэ- руиающему контролю механических свойств движущихся ферромагнитных изделий. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения контроля широкого класса материалов, например среднеуглеродис- тых слаболегированных сталей. Контролируемое изделие намагничивается до насыщения, проходя мимо намагничивающей катушки. Намагничивающая катушка 13, расположенная между первой и четвертой намагничивающими катушками, обеспечивает формирование на пути движения изделия области с заданной величиной размагничивающего поля. Намагничивающая катушка 12, включенная встречно с катушкой 11, обеспечивает компенсации размагничивающего поля катушки 11 в области расположения измерительного преобразователя и первой намагничивающей катушки. Это позволяет устранить влияние размагничивающего поля на контролируемое изделие в процессе его намагничивания и измерения величины остаточной магнитной индукции измерительным каналом 7. По уровню сигнала канала . 7 осуществляется разбраковка контролируемых изделий исполнительным механизмом 8. 3 ил. V) с

Изобретение относится к неразрушающему контролю механических свойств движущихся ферромагнитных изделий по величине остаточной магнитной индукции и является усовершенствованием устройства по авт.св. К1 1326345.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения контроля широкого класса материалов, например среднеугле- родистых глаболегированных сталей.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства (намагничивающие катущки изображены в продольном сечении); на фиг.2 - распределение магнитного поля Ну вдоль оси х движения изделий при контроле известным (I) и предлагаемым (IT) устройствами; на Лиг.З - результаты контроля качества термообработки (т с отпуска после закалки от температуры 860°С) болтов из стали ЛОУР.

Устройство содержит первую 1, вторую 2, третью 3, четвертую 4 на- магничиваюиие катушки, блок 5 намагничивающего тока, измерительный пре

00 00

1Ч

образователь 6, блок 7 измерения и преобразования информации и исполнительный механизм 8 направляющий желоб

9,через который пропускают изделие

10,дополнительные намагниченные катушки 11% 12 со свободными выводами 13 и 14.

Первая 1„ третья 3, четвертая 4 и вторая 2 намагничивающие катушки расположены последовательно вдоль оси х движения изделий соосно с ней и включены в цепь блока 5 намагничивающего тока таким образом, что магнитные поля, создаваемые третьей 3, четвертой 4 и второй 2 намагничивающими катушками.на их общей оси х, направлены навстречу создаваемому на оси х первой намагничивающей катушкой 1 (точками обозначены начала обмоток намагничивающих |катушек). Измерительный преобразова- тель 6| блок 7 измерения и преобразования информации и исполнительный механизм 8 соединены последовательно . Измерительный преобразователь 6 расположен между четвертой 4 и второй 2 намагничивающими катушками4 Наружные радиусы b,j, bj, Ъ4 первой 1, второй 2,, третьей 3 и четвертой :- намагничивающих катушек равны. Чет-, вертая 4 и вторая 2 намагничивающие катушки выполнены одинаковыми и расположены симметрично относительно измерительного преобразователя на расстоянии своего среднего радиуса одна от другой, площади продольного сечения с первой 18 второй 2( третьей 3 и четвертой 4 намагничивающих катушек (где п - номер катушки) выбирают удовлетворяющими соотношению

8ае54 МК1в8Л к2 (1)

где 5ЈK,Ј20j .

Дополнительные намагничивающие катушки 11 и 12 изготовлены из одинакового проводаs, имеют одинаковую длину и расположены между первой 3 и чевертой -4 намагничивающими катушками так, что их центральные плоскости ч совпадают, шестая намагничивающая катушка 12 охватывает пятую намагничивающую катутку I1 и находится внутри третьей намагничивающей катушки 3 а внутренние и а и внешние Ъ и bf радиусы дополнительных намагничивающих катушек выбираются из соотношения

п

(-)

0

5

0

5

0

5

40

45

50

55

Намагничивающие катушки 11 и 12 включены ягтречно, т.е. так, что маг- читные поля, создаваемые этими ка- тущками и чх общей оси х, направлены навстречу, причем магнитное поле, создаваемое- намагничивающей катушкой 11з направлено навстречу магнитному полю первой намагничивающей катушки 1, Свободные выводы 13 и 14 намагничивающих катушек 1 и 12 в конкрет- Hi-rx вариантах выполнения устройства могут быть включены либо в цепь блока 5 намагничивающего тока последовательно с намагничивающими катушками 4 либо в цепь автономного источника стабилизированного постоянного тока заданной величины (на структурной схема не показан)«,

Устройство работает следующим о разом.

Величину намагничивающего тока блока 5 устанавливают такой, чтобы контролируемое изделие намагничивалось в поле первой намагничивающей катушки 1 до состояния, близкого к магнитному насыщению. Величину тока в намагничивающих катушках 1 и 12 устанавливают такий, чтобы суперпозиция полей этих катушек с полями намагничивающих катушек 1-4 образовала на пути движения контролируемых изделий область с магнитным полем, направление которого противоположно направлению поля в первой намагничивающей катушке, а величина обеспечила частичное размагничивание (игги перемагничивачие) контролируемых изделий (фиг,2), Величина размагничивающего поля (определяемая при постоянном токе блока 5 намагничиваю- атего тока чишь величиной тока ъ на магничиванмих катушках П и 12 и их геометрическими размерами) устанавливается на основ1нии предварительно проведе.нных экспериментов такой, чтобы была обеспечена однозначная зависимость измеряемого магнитного параметра (остаточной индукции в из- дклиг) и т контролируемых мвхьничес- кюс свойств. Конструктивные особенности намагничивающих катушек i и 12 обеспечивают равенство магнитных моментов этих катушек HS следовательно, при встречном их включении резкий спад гоздавагмого ими размагничивающего поля за пределами кату- лек. Поэтому рсь агнпччвающее поле xaTvmeK П и 3 2 воздействует на

контролируемое изделие лишь при прохождении его сквозь эти катушки. При намагничивании изделия в поле первой намагничивающей катушки 1 и при измерении величины остаточной индукции в изделии измерительным преобразователем 6 размагничивающее пол намагничивающих катушек II и 12 не оказывает влияния на контролируемое изделие, Это проиллюстрировано на фиг.2 зависимостью распределения вдоль оси х магнитного поля, воздействующего на изделие, для одного из конкретных вариантов выполнения пред ложенного устройства (кривая II).

В том случае если геометрические параметры а, аб, и bg намагничивающих катушек 11 и I2 не обеспечивают выполнения соотношения (2), степень компенсации размагничивающего поля намагничивающей катушки 11 в области расположения измерительного преобразователя 6 и первой намагничивающей катушки 1 будет недостаточно полной. Это ухудшает достоверность контроля.

Таким образом, контролируемое изделие 10 в процессе своего движения вдоль направляющей 9 после намагничивания в магнитном поле катушки 1

до состояния, близкого к магнитному насыщению, подвергается воздействию противоположно направленного магнитного поля (фиг,2), частично размагничивается в нем, выходит из зоны

действия размагничивающего поля и воздействует на измерительный преобразователь 6. Измерение величины остаточной магнитной индукции в изделии И) осуществляется измерительным каналом 7 и разбраковка изделий обеспечивается исполнительным механизмом 8. Благодаря промежуточному воздействию на контролируемое изделие размагничивающего поля определенной величины для изделий из многих марок сред неуглеродистых слаболегированных сталей зависимость измеренного магнитного параметра от контролируемых свойств становится однозначной,

Формула изобретения

Устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий по авт.св. fr 1326345, отличающееся тем, что, с целью расширения

области использования за счет обеспечения контроля широкого класса материалов, оно снабжено включенными встречно двумя дополнительными коак- сиально установленными намагничивающими катушками одинаковой длины, охватываемыми третьей намагничивающей катушкой, а внутренние радиусы а и а6 и наружные радиусы Ъg- к Ъ$ дополнительных намагничивающих катушек выбраны из условия

LH

-O

li

Й

e

s

s

CSj

i

зоо . joo j-°c °о

Фь/23огп