Устройство для контроля ферромагнитных материалов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/86 

Изобретение относится к области не- разрушающего контроля ферромагнитных материалов мапштошумовым методом и может быть использовано на тфедприятия приборостроительной, машиностроительной и авиационной промышленности. Известно устройство для неразрушающего контроля ферромагнитных материалов, содержашее генератор низкой частоты, перемагничивакяцую систему и индикаторную катушку, соединенные через избирательные фильтры и усилители с индикатором i , Недостатком известного устройства является то, что оно ЕЮ может осущест. влять послойный контроль материала. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является устройст во ДЛЯ контроля ферромагнитных материа лов магнитошумовым метод ом, содержащее низкочастотный генератор и подключенную к нему схему перемагничивания, индикаторную катушку и последоватегазно соединенные усилитель, гишлизатор спект ра, синхронный детектор к индикатор контролируемого параметра, а также фазовращатель, через который опорный вход синхронного детектора соединен с выходом низкочастотного генератора 2 . Недостатком известного устройства явЛ51ется невозможность обеспечения послойного контроля материалов с изменяющимися по глубине свойствами поверхностных слоев , что объясняется тем, что На индикатс поступает сигнал, несуший интегральную информацию о всем перемагничиваемом объеме образца. . Целью изобретения является обеспечение ПОСЛОЙНОГО контроля материалов. Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительной ивдикаторной катушкой, располагаемой на образцовом участке контролируемого материала, и коммутатором, сигнальные входы которого соединены с катушками, управляющий вход - с выходом фазовращателя, а выход - с входом усилителя, и последовательно соединенные блоком попучония Производной, вход KOTOpoio соединен с выходом.синхронного детектора, и ивдикатором измерения глубины слоя, сигналь ный вход которого соединен с дополнительным выходом анализатора спектра, На фиг. 1 приведена блок-с-хема устройства; на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие прохождение сигнала по измерительному тракту. Устройство содержит схему 1 перемагничивания, дополнительную индикаторную катушку 2, индикаторную катушку 3. Катушка 2 устанавливается на образцовом, а катушка 3 - на контролируемом участках контролируемого материала 4. Устройство содержит также низкочастотный х нератор 5, коммутатор 6, фазоврашатель 7, широкополосный усилитель 8, анализатор 9 спектра, синхронный детектор 10, индикатор 11 контролируемого параметра, блок 12 получения производной и индикатор 13 измерении глубины слоя. Блоки устройства соединены в следую щей последовательности. Схема 1 соединена с выходом генератора 5, Катушки 2 и 3 соединены с входами коммутатора 6, выход которого соединен с последовательно соединенными усилителем 8, анализатором 9, детектором 1О и индикатором 11, Индикатор 13 сигнальным входом соединен с другим вы ходом анализатора 9, а управляющим вхо дом через блок 12 - с выходом детектора 10. Управляющий вход коммутатора 6 и опорный вход детектора 10 соединен через фазовращатель 7 с выходом генератора 5. Катушка 2 располагается на образцовом участке материала 4, а катуш ка 3 - на контролируемом участке. Обе катушки находятся внутри полкжов мйгни топровода схемы 1 перемагничивания. Предлагаемое устройство работает сл дующим образом. По обмотке перемагничивающей схемы 1 проходит ток от генератора 5. Создан ный этимТОКОМ магнитный поток, замыкаясь по сердечнику перемагничивающей схемы 1 и по контролируемому изделию 4, вызывает в последнем необратимые процессы перемагничнвания, которые регистрируются с помощью катушек 2 и 3 Закон изменения напряженности 14 магнитного поля показан на фнг. 2. Сигнал 15 с индикаторной катушки 2 поступает на один из сигналыаах входов коммутатора 6. Сигнал 16 с индикаторной катушки 3 поступает па другой сигнашлгый вход коммутатора 6. На управляющий вход коммутатора 6 поступает сигнал 17 с генератора 5, сдвинутый по фазе на заданный угол фазовращателя 7. При положительной полуволне управляющего напряжения коммутатор 6 пропускает на вход щирокополоснего усилителя 8 сигнал 15 индикаторной катушки 2, а при отрицательной полуволне - сигнал 16 индикаторной катушки 3. С выхода усилителя 8 сигнал 18 поступает на анализатор 9, с выхода которого текущий спектр 19 магнитных шумов подается на сигнальный вход синхронного детектора 10. На опорный вход синхронного детектора Ю подается сигнал 17 с фазоврашателя 7. Если контролируемый и обраацовйй участки материала 4 имеют одинаковые свойства, то в результате синхронного детектирования текущего спектра 19 на выходе синхронного детектора 1О сигнал равен нулю. Если свойства контролируемого участка на некоторой глубине- отличаются от свойств образцового участ- ка, то на выходе синхронного детектора 10 появляется сигнал 20, поступающий на вход индикатора 11. При увеличении частоты генератора 5 на некоторой частоте, соответствующей глубине залегания слоя с отличающимися свойствами, резко изменяется величина сигнала с выхода синхронного детектора 10. При этом на выходе блока 12 появляется сигнал, поступающий на управляющий вход индикатора 13. На сигнальный вход ивдикатора 13 поступает сигнал с анализатора 9, по величине которого в момент поступления сигнала с блока 12 судят о глубине залегания слоя с отличающимися свойствами. Испытания показали, что предлагаемое устройство позволяет производить послойный контроль свойств ферромагнитных материалов и измерять глубину залегания слоя, свойства которого отличаются от свойств офасзцового участка, что известными устройствами не достигается. Формула изобретения Устройство для контроля ферромагнитных материалов магггато1лумовым методом, содержащее низкочастотный генератор и подключенную к кему схему перемогничивания, индикаторную катушку и последоцате;шно соединенные усилитель, анализатор спектра, синхронный детектор и индикатор контролируемого параметра, а также фазовращатель, через который опорный вход синхронного детектора соединен с выходом низкочастотного .генератора, отличающееся тем, что, с целью послойного контроля материалов, оно снабжено дополнительной ивдикаторной катушкой, располагаемой на офазцо-i вом участке контролируемого материала, и коммутатором, сигнальные входы кото рого соединены с катушками, управляюший вход - с выходом фазовращателя, а

выход - с входом усилителя, и последовательно соединенны;ии блоком получения производной, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, и индикатором измерения глубины слоя, сиг нальный вход которого соединен с дополнительным выходом анализатора спектра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ГДР № 71635, кл. 42 К 46/03, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 532803, кл. д 01 N 27/82, 1975 (прототип).