Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля ферромагнитных изделий Советский патент 1991 года по МПК G01N27/80 

5

Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю ферромагнитных изделий и может быть использовано в лит;ейных и термообрубных цехах машиностроительных предприятий при контроле структуры чугунных и стальных изделий.

Цель изобретения - повышение чувствительности и производительности за счет уменьшения погрешности измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повышения оперативности контроля.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 электромагнитного поля, последовательно соединенные блок 2 преобразователей, блок 3 обработки сигналов и вычислительный блок А (микропроцессор К 580ВМ80А). Первый из управляющих выходов вычислительного блока 4 соединен с входом генератора 1, а информационный выход - с блоком 5 выхода информации, Устройство содержит также генератор 6 акустического поля, выход которого соединен с одним из входов блока 2 преобразователей

Блок 2 преобразователей содержит магнитный преобразователь 7, выполненный, например, в виде приставного электромагнита с феррозондовым преобразователем, и акустический преобразователь8, выполненный в виде раздельно-совмещенного преобразователя. Акустический преобразователь

8размещен между полюсами приставного электромагнита.

Блок 3 обработки сигналов содержит субблок 9 измерения тока размагничивания приставного электромагнита на частном и предельном циклах перемагничивания и субблок 10 измерения скорости продольных акустических колебаний. Субблоки 9 и 10 соединены соответственно с преобразователями 7 и 8. Управляющие входы субблоков

9и 10 подключены к третьему и четвертому управляющим выходам вычислительного блока 4, второй управляющий выход которого подключен к генератору б акустического поля, Выходы субблоков 9 и 10 подключены к входам микропроцессора 4.

Устройство работает следующим образом.

При запуске устройства вычислительный блок 4 осуществляет обработку много- параметровой измерительной информации, поступающей на его информационные ахо- ды от субблока 9 измерения тока размагничивания на частных и предельных циклах и субблока 10 измерения акустических колебаний. Алгоритм работы вычислительного блока 4 предусматривает два режима1 управляющий и обработки измерительной информации.

В режиме управления вычислительный блок 4 выдает на управляющий вход генератора 1 электромагнитного поля команды, по которым последний последовательно подает импульсы тока в намагничивающую катушку магнитного преобразователя 7. Управляющим сигналам вычислительного

0 блока задают величину и направление импульсов тока генератора 1 электромагнитного поля. На управляющий вход субблока 9 подаются команды начала измерения тока размагничивания на частных и предельных

5 циклах намагничивания. Полученные значения тока размагничивания, пропорциональные коэрцитивной силе (Нс), в цифровой форме подаются с выхода субблока 9 на информационный вход вычислительного

0 блока 4 и запоминаются в его регистрах, Затем вычислительный блок 4 включает генератор 6 акустического поля. Его зондирующие импульсы возбуждают пьезоэлемент акустического преобразователя 8, который

5 излучает в контролируемый обьект ультразвуковые волны, Скорость распространения ультрозвуковых продольно-поверхностных (головных) волн определяется блоком рения скорости, на управляющий вход кото0 рого поступают синхронизирующие импульсы от вычислительного блока 4. С выхода субблока 10 значения скорости распространения ультразвуковых колебаний в цифровой форме запоминаются в регистрах

5 вычислительного блока 4,

В режиме обработки измерительной информации вычислительный блок 4 обрабатывает хранящиеся в его регистрах значения коэрцитивной силы Не на частных и предельных циклах намагничивания и скорости распространения ультразвуковых колебаний по экспериментально установленной математической модели регрессии, при которой коэффициент множе5 ственной корреляции между значениями сигналов с преобразователей 7 и 8 и контролируемыми физико-механическими характеристиками контролируемого изделия имеет максимальное значение.

0 Аппроксимируя параболой зависимость между твердостью и током размагничивания на частном цикле, записываем

Н eailjh +bilp1 +ci,(1)

где Н - твердость;

ai, bi. ci - коэффициенты аппроксимации, определяемые из экспериментальных данных на партии образцов.

На предельном цикле

5

Н 82lpi + 02lp2 + С2,

(2)

Умножая уравнение (1) на aa/ai и вычитая из него уравнение (2), получаем

Н А- 1Р1 + С(3)

где

92 bi .0 aib2 .c (ci -C2)-ai 32 -ai 32 -ai

Из выражения (3) видно, что преобразованная зависимости между твердостью и то- ками размагничивания на частном и предельном циклах имеет линейный характер,

С выхода вычислительного блока 4 полученный результат вычисления подается на вход блока 5 вывода информации и индицируется на информационном табло.

Таким образом, подключение в устройстве субблоков измерения магнитных и акустических параметров к входам вычислительного блока благодаря вычислительной обработке выходных сигналов субблоков позволяет уменьшить погрешность измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повысить оперативность контроля.

Формула изобретения Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, содержащее генератор электромагнитного поля, соединенный с ним магнитный преобразователь, генератор акустического поля, соединенный с ним акустический преобразователь, блок обработки сигналов и блок вывода информации, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и производительности, оно снабжено вычислительным блоком, два управляющих выхода которого

соединены с входами соответственно генератора электромагнитного поля и генератора акустического поля, а информационный выход - с блоком вывода информации, магнитный преобразователь выполнен в виде

приставного электромагнита, акустический преобразователь размещен между его полюсами, а блок обработки сигналов выполнен в виде субблоков соответственно измерения тока размагничивания приставного электромагнита на частном и предельном циклах перемагничивания и измерения скорости акустических колебаний, входами соединенных соответственно с магнитным и акустическим преобразователями, выходами - с соответствующими информационными входами вычислительного блока, а управляющими входами - соответственно с третьим и четвертым выходами вычислительного блока.

Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю ферромагнитных изделий и может быть использовано при контроле структуры чугунных и стальных изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности и производительности за счет уменьшения погрешности измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повышения оперативности контроля. По команде вычислительного блока 4 от генератора 1 электромагнитного поля в обмотки намагничивания подаются импульсы тока определенной (малой) амплитуды, под воздействием которых осуществляется перемагничивание контролируемого участка изделия по петле гистерезиса частного цикла намагничивания. В моменты, когда ЭДС магнитного преобразователя 7 становится равной нулю, измеряется ток размагничивания приставного электромагнита, являющийся мерой коэрцитивной силы материала изделия. После 10-12 циклов перемагничивания вычислительный блок вычисляет среднее значение тока размагничивания на частном цикле 1р1. Затем по команде вычислительного блока 4 от генератора 1 в обмотку намагничивания подаются мощные импульсы тока, под воздействием которых осуществляется перемагничивание изделия по петле гистерезиса предельного цикла, при котором достигается техническое насыщение материала изделия. Аналогично предыдущему измеряется среднее значение тока размагничивания Р2 на предельном цикле намагничивания. Далее по команде вычислительного блока 4 измеряется скорость распространения ультразвуковых колебаний. Измеренные значения токов размагничивания и скорости ультразвуковых колебаний используются для расчетов величин механических параметров. 1 ил. С/ С о а Ч а