Способ контроля физико-механических параметров кристаллической структуры ферромагнитных объектов Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико-механических параметров ферромагнитных объектов.

Цель изобретения - повышение информативности контроля состояния кристаллической структуры и определения степени закалки ферромагнитных объектов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - графики развития положительных и отрицательных приращений токов контура по оси частот f, построенные для образцов из нормального, отожженного и нагартованного железа; на фиг. 3 соответствующие зависимости для сырой и закаленной сталей, а также для чистого железа при разных значениях постоянного тока подмагничивания.

Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля, содержит вихретоко- вый преобразователь 1, автогенератор 2, подключенный через резистор 3 к вихрето- ковому преобразователю 1, вольтметр 4 по- стоянного напряжения, вольтметр 5 переменного напряжения, частотомер 6 и осциллограф 7, подключенные входами параллельно резистору 3, привод для перемещения, составляющий из червячной передачи 8 с ручкой 9 управления, дизлекто

00 Ю

ю о о

рического стержня 10 со шкалой и нониуса 11.

Контролируемый ферромагнитный объект закрепляется на конце диэлектрического стержня 10, установленного соосно с вихретоковым преобразователем 1, который выполнен в виде катушки индуктивности, намотанной на коническом каркасе с углом а при вершине порядка 10°. Резистор 3 рекомендуется выбирать с сопротивлением 0,2... 0,3 Ом. Выбор величины сопротивления свыше 0,3 Ом ухудшает условия самовозбуждения автогенератора 2, а при сопротивлении менее 0,2 Ом происходит уменьшение регистрируемых сигналов без каких-либо преимуществ по чувствительности.

Способ контроля физико-механических параметров кристаллической структуры ферромагнитных объектов реализуется следующим образом.

Предварительно выбирают контрольные образцы с различными физико-механическими параметрами, подлежащими контролю. Для автогенератора 2 устанавливают режим мягкого возбуждения, монотонно изменяют его частоту f и измеряют при каждом ее значении изменение Af частоты автогенератора 2 и А I амплитуды его тока под воздействием контрольных образцов. Для этого их приводят в электромагнитное взаимодействие с вихретоковым преобразователем 1 и фиксируют изменение частоты A f с помощью частотомера 6 и изменение амплитуды А I по величине напряжения, фиксируемого вольтметром 5.

На фиг, 2 приведена типичная диаграмма, полученная для образцов с различной кристаллической структурой, связанной с физико-механическими параметрами. Приведенные кривые имеют локальные экстремумы и точки перехода через нуль (частоты баланса fe). По полученной диаграмме выбирают диапазон частот f автогенератора 2 с наибольшей корреляционной связью локальных экстремумов и частот баланса с од- ной стороны и контролируемых физико-механических параметров с другой стороны. Затем определяют совокупность информативных параметров для контролируемого объекта и по ним судят о его параметрах.

Для определения степени закалки контролируемого объекта 12 его перемещают вдоль оси вихретокового преобразователя 1 с монотонно изменяющейся плотностью шаговых линий. Последнее достигается за счет выполнения его обмотки конусной. По мере перемещения контролируемого объекта 12 вносимые параметры A f и АI изменяются. При этом при определенной частоте f автогенератора 1 эти изменения хорошо коррелируют с закалкой объекта. Соответствующие области для закаленных образцов на фиг, 3 показаны в виде заштрихованных участков, где AI зависит от положения объекта 12. Соответствующее положение фиксируется по нониусу 11. По совокупности

изменений AI и Af при заданных перемещениях объекта 12 судят о степени его закалки.

Дополнительное увеличение корреляционных связей может достигаться при подмагничивании образца постоянным током. Величина тока подмагничивания определяется по напряжению, измеряемому вольтметром 4. При этом форма тока должна оставаться гармонической, что контролируется по осциллографу 7.

Формула изобретения

1. Способ контроля физико-механических параметров кристаллической структуры ферромагнитных объектов, заключающийся в том, что в контролируемом объекте вихретоковым преобразователем возбуждают вихревые токи, измеряют вносимые параметры вихретокового преобразователя, монотонно изменяют частоту возбуждения, определяют частоту fe баланса, при которой вносимые параметры равны нулю, и используют полученную частоту fe для определения физико-механических параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности контроля состояния кристаллической структуры ферромагнитных объектов, включают вихре- токовый преобразователь в качестве составной части колебательного контура автогенератора, измеряют в качестве вносимых параметров знаки и абсолютные величины приращений частоты ±Af автогенератора и знаки и абсолютные значения приращений ± АI амплитуды его тока, дополнительно фиксируют совокупность

частот, соответствующих экстремумам ± Af и ± А), и используют зафиксированные значения для определения физико-механических параметров контролируемой кристаллической структуры.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью определения степени закалки объектов, выбирают возбуждающую катушку индуктивности вихретокового преобразователя с монотонно изменяющейся

плотностью силовых линий, проводят серию измерений при разной плотности силовых линий и по разбросу измерений в серии судят о степени закалки.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико-механических параметров кристаллической структуры ферромагнитных объектов. Повышение информативности контропя достигается за счет регистрации ряда информативных параметров, коррелирующих с состоянием кристаллической структуры контролируемого объекта. Контролируемый объект приводит в электромагнитное взаимодействие с вихретоковым преобразователем, подключенным к автогенератору. Изменяя его частоту f. фиксируют локальные экстремумы и частоты баланса, при которых вносимые параметры равны нулю. В качестве вносимых параметров регистрируют изменение Д f частоты автогенератора и изменение ДI его тока. Перемещают контролируемый объект на фиксированное расстояние ь магнитном поле вихретокового преобразователя, которое создают сходящимся. По величине полученных при этом изменений судят о степени закалки, а по значениям экстремумов Д f, Д I и частотам баланса - о других параметрах контролируемого объекта. 3 ип. сл С

0062891

-4/

7ЛЯ7/

Фиг.З