Коэрцитиметр Советский патент 1979 года по МПК G01R33/12 

1

Изобретение относится к области неразрушаю-щего магнитного контроля физикомеханических свойств ферромагнитных материалов и изделий и может быть использовано для локального определения механических свойств стального проката, а также для контроля качества термической и химикотермической .обработки ответственных деталей в металлургической, машиностроительной И других отраслях промышленности.

Известны коэрцитиметры для локального неразрушаюшего контроля физико-механических свойств материалов и изделий, которые содержат приставной электромагнит с раздельными обмотками намагничивания и размагничивания, электронный формирователь импульсов намагничивающего тока и источник регулируемого размагничиваюш;его тока 1.

Коэрцитиметры с раздельными обмотками намагничивания и размагничивания обладают либо увеличенной средней длиной магнитопровода электромагнита, что ухуд- шает характеристики прибора, либо повышенной мошностью, потребляемой от источников намагничивающего и размагничивающего токов, что приводит к нагреву обмоток

и магнитопровода при интенсивной эксплуатации коэрцитиметра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является коэрцитиметр, содержащий приставной электромагнит с общей обмоткой намагничивания и размагничивания, источ-. ник размагничивающего тока, формирователь импульсов намагничивающего тока и электромагнитное реле для переключения обмотки электромагнита от формирователя импульсов намагничивающего тока к источнику размагничивающего тока 2. Формирователь импульсов намагничивающего тока в таком устройстве содержит несколько реле, коммутирующих в процессе формирования импульсов значительный по величине ток. В таком же тяжелом режиме работает реле, переключающее обмотку электромагнита от формирователя импульсов намагничивающего тока к источнику размагничивающего тока. Это снижает надежность устd ройства, особенно при интенсивной эксплуатации.

Целью изобретения является повыщение .надежности коэрцитиметра с приставным электромагнитом. Поставленная цель достигается тем, что В коэрцитимётр, содержащий источник размагничивающего тока и формирователь импульсов намагничивающего тока, выходы которых через электромагнитное реле связаны с обмоткой электромагнита, введены последовательно соединенные блок запуска, первый ждущий мультивибратор, блок временной задержки и второй ждущий мультивибратор, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов намагничивающего тока. При этом второй выход первого ждущего мультивибратора связан с обмоткой электромагнитного реле. Кроме того, формирователь импульсов намагничивающего тока вьгаолнен в виде последовательно соединенных управляемого мультивибратора, согласующего усилителя и блока формирования импульсов. Каждый из двух ждущих мультивибраторов выполнен в виде двух двухвходовых логических элементов И-НЕ и транзистора, коллектор которого соединен с общей щиной источника питания, база через резистор - с выходом мультивибратора, а эмиттер через резистор - с общей точкой соединения времязадающих резистора и конденсатора, включенного между выходом первого и входом второго элемента И-НЕ. На фиг. 1 показана структурная схема коэрцитиметра; на фиг. 2 - схема ждущих мультивибраторов; на фиг. 3 - временные диаграммы, характеризующие работу коэрцитиметра. Коэрцитиметр содержит последовательно включенные устройство запуска 1, срабатывающее от клавиши «пуск, первый ждущий мультивибратор 2, устройство временной задержки 3, второй ждущий мультивибратор 4, формирователь импульсов намагничивающего тока 5, включающий в себя последовательно соединенные автоколебательный мультивибратор 6, согласующий усилитель 7 и тиристорную схему 8, электромагнитное реле 9, обмотка которого подключена к выходу мультивибратора 2, электромагнит 10 и подключенный к контактам реле источник размагничивающего тока 11. Каждый ждущий мультивибратор 2 и 4 выполнен на двух двухвходовых логических элементах И-НЕ 12 и 13 и содержит транзистор 14, коллектор которого соединен с общей щиной источника питания, база через резистор 15 - с выходом мультивибратора, а эмиттер через резистор 16 - с общей точкой соединения времязадающих конденсатора 17 и переменного резистора 18. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии обмотка реле 9 обесточена, и через его нормально замкнутые контакты обмотка электромагнита 10 подключена к регулируемому источнику тока П. Нажатием клавиши «пуск (на черт, не показана) запускается устройство запуска 1, формирующее на выходе короткий одиночный импульс (фиг. 3, а), который запускает мультивибратор 2. Под воздействием выходного импульса (фиг. 3, б) мультивибратора 2 срабатывает реле 9, в результате обмотка электромагнита 10 отсоединяется от источника тока 11 и подключается к выходу формирователя 5. От переднего фронта выходного импульса мультивибратора 2, задержанного по времени устройством временной задержки 3 на время, необходимое для срабатывания реле 9, запускается мультивибратор 4, который своим выходным пмпульсом (фиг. 3, в) запускает мультивибратор 6, генерирующий импульсы прямоугольной формы (фиг. 3,г) в течение всего времени действия импульса мультивибратора 4. Импульсы , Генерируемые мультивибратором 6, управляют через согласующий усилитель 7тиристорной схемой 8, формирующей импульсы тока намагничивания в обмотке электромагнита 10. Путем изменения длите..тьностив1 1ходного импульса мультивибратора 4 регулируется число намагничивающих импульсов тока. По действия импульса мультивибратора 4 с задержкой по времени, необходимой для полного затухания переходных процессов в обмотке электромагнита после прохождения по ней импульсов намагничивающего тока, опрокидывается в исходное состояние и мультивибратор 2. При этом обмотка реле 9 обесточивается, а его обесточенные контакты переключают обмотку электромагнита 10 к источнику тока 11. Изменяя ток источника 11 от нуля в сторону увеличения, производят размагничивание образца и измерение коэрцитивной силы. Так как формирователь 5 работает на значительную индуктивную нагруз-. ку (электромагнит 10), то при заданной амплитуде намагничивающих импульсов тока длительность их должна быть достаточной для полного промагничивания исследуемых образцов, и составляет сотни миллисекунд. Это Требует формирования мультивибраторами 2 и 4 импульсов большой длительности, достигающей, для мультивибратора 2 одной и более секунды. В исходном состоянии ко входу ждущего мультивибратора приложен положительный, относительно общей шины источника питания, потенциал. На выходе мультивибратора в этом случае также действует положительньгй потенциал, который, воздействуя через резистор 15 на базу транзистора 14, поддержива.ет его в открытом состоянии. 8результате объединенные входы элемента И-НЕ 12 находятся под потенциалом, близким к потенциалу общей шины источника питания и равном суммарному падению напряжения на низкоомном резисторе 16 и малом сопротивлении открытого перехода эмиттер-коллектор транзистора 14. На выходе 3vieMeHTa И-НЕ 13 также действует потенциал,близкий к нулю, вследствие чего конденсатор 17 оказывается практически незаряженным. При нажатии клавиши «пуск устройство запуска 1 подает на вход мультивибратора кратковременно действующий нулевой потенциал, в результате чего потенциал выхода элемента И-НЕ 13 становится положительным, а потенциал на выходе мультижительным, а потенциал на выходе Мультии блятппя бпн.им . uvn „.п nnrin.,.n вибратора, близким к нулю, что приводит к запиранию транзистора 14. Конденсатор 17 в этом случае заряжается током, протекающим с выхода элемента И-НЕ 13 через резистор 18 на общую шину источника питания. Время заряда, а следовательно, и длительность импульса на выходе мультивибратора определяются величинами конденсатора 17 и резистора 18 и регулируется последним. Как только падение напряжения на peзиctope 18, обусловленное зарядным током, достигает порога срабатывания элемента И-НЕ 12, потенциал на выходе последнего становится положитёльным, транзистор 14 отпирается, а потенциал выхода элемента И-НЕ 13 становится вновь близким к нулю. В этом случае конденсатор 17 разряжается через малое выходное сопротивление элемента И-НЕ 13, низкоомный резистор 16 и открытый коллекторно-эмиттерный переход транзистора 14, что обуславливает быстрое возвращение мультивибратора в исходное, готовое к повторному запуску, состояние. Надежность и срок службы предложенного коэрцитиметра повыщены,Коэрцитиметр обеспечивает надежный высокопроизводительный контроль механических свойств и качества термической и химико-термической обработки изделий. Формула изобретения 1. Коэрцитиметр, coдepжaJЦий источник размагничивающего тока и формирователь импульсов намагничивающего тока, выходы которых через электромагнитное реле связаны с обмоткой электромагнита, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы,в него введены последователь ° соединенные блок запуска, первый ждуЩии мультивибратор, блок врбменнои задержки и второй ждущий мультивибратор, 1выход которого подключен ко входу формирователя импульсов намагничивающего тока, при этом второй выход первого ждущего мультивиб Ра™Р 2.Коэрцитиметр по п. 1, отличающийся тем, что формирователь импульсов намагничивающего тока выполнен в виде последовательно соединенных управляемого мультивибратора, согласующего усилителя и блока формирования, импульсов. 3.Коэрцитиметр по п. 1, отличающийся тем, что каждый из двух ждущих мультивибраторов выполнен в виде двух двухвходовых логических элементов И-НЕ и транзистора, коллектор которого соединен с общей щиной источника питания, база через резистор - с выходом мультивибратора, а эмиттер через резистор - с общей точкой соединения времязадающих резистора и конденсатора, включенного между выходом первого и входом второго элемента И-НЕ. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.«Дефектоскопия, 1974, № 3, с. ИЗ- 134. 2.Техническое описание коэрцитиметра КИФМ-1. Паспорт Иа2.778.147 ПС.

.1

выход

вхоЗ

fui-г