Устройство для определения магнитной текстуры листового проката сталей Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области измерения электрических и магнитных величин и может быть использовано для неразрушающего контроля магнитной текстуры в листовых материалах. Известно устройство для определения степени совершенства кристаллографической текстуры на целых листах магнитных материалов, со держащее датчик, с корпусом которого соединена ось ротора электродвигателей постоянного тока, причем на ось насажены токосъемные кольца. Ось ротора проходит через две втулки запрессованные в статор, который вьшолнен в виде кольцевого постоянного магнита со скосами в нижней части 1. Недостатком такого устройства является наличие в датчике вращающихся частей, что вносит большие трудности в процесс изготовления датчика из-за сложности центровки системы. Кроме того точность измерений понижается из-за изменения величины зазора между исследуемым образцом и вращающейся частью датчика. Изменения зазора обусловлены неизбежной вибрацией. Наиболее- близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов, содержащий многополюсную магнитную систему и размещенные на ней измерительную и намагничивающие обмотки. Магнитная система вьшолнена в ввде шоголучевой крестовины, образованной из П-образных магнитопроводов с общим центральным стержнем в их пересечении. Количество периферийных полюсов магнитной системы выбрано равным 8. Измерительная обмотка размещена на центральном стержне, а намагничивающие обмотки размещены на каждом из стержней магнитной системы и соединены с коммутатором 2. Для измерения магнитной анизотропии устанавливают преобразователь на поверхность контролируемого изделия. Обеспечивают известный зазор между преобразователем и изделием. Подключают питание к намагничивающей обмотке центрального стержня и отключают все дрзоне намагничиваюидае обмотки. В этом случае ЭДС, снимаемая с измерительной обмотки, практически не записи от текстурованности исследуемого объекта, а зависит от его магнитных свойств. По величине этой ЭДС судят об идентичности магнитных свойств контролируемого изделия и предварительно исследованного эталона с известной анизотропией. Для определения магнитной текстуры выбирают пару периферийных полюсов магнитной системы, расположенных друг против друга. Их обмотки включают встречно с обмотками аналогичной пары. Измеряют сигнал, снимаемый с измерительной обмотки. Затем поступают аналогично со второй, третьей, четвертой парой противоположных полюсов магнитной системы. По полученным результатам суДят о магнитной текстурованности исследуемого объекта.

Недостаток такого преобразователя в необxoiiyiMocTH проведения дополнительных расчетов для определения величины и направления магнитной текстурованности исследуемого объекта, что снижает производительность труда при работе с практическим устройством. Кроме того, пр1еобразователь дает сведения о текстурованности исследуемого объекта только в случае, есЛи объект имеет одноосную текстуру и, в ТО: же время, не позволяет определить тип текстуры без дополнительных операвдй. Это свджает уверенность в результатах контроля и сужает область применения устройства.

Цель настоящего изобретения - повышение точности измерения магнитной текстуры.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее многополюсную магнитную систему с размещенными на ней возбуждающей и измерительными обмотками, генератор переменного тока и индикатор снабжено последовательно соединенными выпрямителями и ключами, количество которых равно количесву переферийных полюсов, последовательно соединенными сумматором и фильтром и последовательно соединенными генератором импульсов постоянной частоты и кольцевым счетчиком, выходы которого подключены ко вторым входам ключей, измерительные обмотки соединены со входами через выпрямители, выходы ключей соед1шены со входами сумматора, а выход фильтра соединен с индикатором.

Возбуждающая обмотка размещена на дентральном полюсе магнитной системы, а измерительные - на периферийных полюсах, причем количество периферийных полюсов N 48.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция магнитной системы; на фиг. 3 - вид сигнала на выходе сумматора в случае отсутствия (Ио) и наличия (И) у исследуемого объекта магнитной текстуры.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, возбужддюп1ую обмотку 2, набор N индикаторных обмоток 3, N выпрямителей 4, N ключей 5, сумматор 6,, фильтр 7, индикатор 8, генератор 9 импульсов постоянной частоты f и кольцевой 10.

Многополюсная магнитная система содержит центральный полюс 11 и N периферийных полюсов 12, расположенных симметрично относительно центрального.

Возбуждающая обмотка 2 размещена на центральном полюсе 11 многополюсной магнитной системы и соединена с генератором 1 переменного тока. N одинаковых индикаторных обмоток 3 размещены соответственно на периферийных полюсах 12 многополюсной магнитной системы и соединены с входами выпрямителей 4. Выходы выпрямителей 4 через ключи соединены с входами сумматора 6. Выход сумматора 6 через фильтр 7 соединен с индикатором 8. Управляющие входы ключей 5 соединены соответственно с выходами кольцевого счетчика 10. Счетньш вход кольцевого счетчика 10 соеданен с генератором 9 импульсов постоянной частоты.

Устройство работает следующим образом.

Многополюсная магнитная система установлена на поверхность контролируемого объекта. При пропускании тока по возбуждающей обмотке 2 и в магнитной цепи возникает магнитный поток. Этот поток разделяется на N частей по калодому из магпитопроЕодов, содержащих определенный периферийньш полюс многополюсной мапштпой системы 12, центральный полюс 11 и участок исследуемого объекта, лежа-, щий вдоль прямой, их соединяющей. Величина каждого из этих потоков зависит от тока возбуждающей обмотки 2 и магнитного сопротивления объекта в соответствующем радиальном направле1щи. В каждой из индикаторных обмоток 3 индуцируется ЭДС, величина которой пропорциональна потоку в соответствующем радиальном направлении. Постоянные напряжения, снимаемые с выходов вьщрямителей с помощью ключей 5, кольцевЪго счетчика 10, генератора импульсов постоянной частоты 9 и сумматора 6, преобразуются в j последовательность импульсов длительностью , амплит да которых пропорциональна соответствующему постоянному напряжению (фиг. 3). На изотропном материале сигнал на выходе сумматора имеет вид Ио.

Б случае наличия у исследуемого объекта магнитной текстуры сигнал на выходе сумматора будет иметь вид HI . Огибающая этих импульсов характеризует магнитную текстуру, а разность , пропорциональная разности Фп1ах тт характеризует отклонение от изотропности. Кольцевой счетчик собран так, что высокий потенциал находится только на одном из N его выходов, а на остальных выходах - низкий потенциал. Импульсы с генератора импульсов постоянной частоты последовательно передвигают этот высокий потенциал от одного выхода счетчика к другому. Тем самым они последовательно открывают ключи 5, которые осуществляют коммутацию выпрямителей 4 с сумматором 6. Так как в открытом состоянии находится только один клю и происходит последовательное их включение с частотой f, то сигнал на выходе сумматора имеет вид, показанный на фиг. 3. Этот сигнал можно наблюдать на экране осциллографа, подключив его выход к выходу сумматора. Импуль-15

сы синхронизации развертки можно взять с любого из выходов кольцевого счетчика 10. С помощью фильтра 7 выходной сигнал сумматора 6 отфильтровывается от постоянной составляющей и его амплитуда измеряется индикатором 8. По показаниям индикатора можно судить об отклонении магнитных свойств исследуемого объекта от изотропности. Датчик устанавливается на исследуемый лист стали без какой-либо ориентации относительно предполагаемого направления осей текстуры. Относительная ошибка, возникающая из-за этого, при числе каналов N 48, в случае одноосной текстуры, как показывают расчеты, не превыщает 1%. Информацию о типе текстуры и о направлеНИИ осей текстуры можно получить из анализа формы сигнала на экране осдаллографа. О типе текстуры судят но числу импульсов от начала развертки до экстремальных значеш1Й огибающей. В случае необходимости в практиченком устройстве можно ввести блок, который будет осуществлять индикацию количества и направления осей магнитной текстуры (от центра в направлении какого нолюса).

Верхняя граница частоты генератора импульсов постоянной частоты определяется быстродействием ключей f «f , нижняя - необходимостью получить на выходе сумматора полезный сигнал достаточно высокой частоты.

Отстойка от влияния зазора сводится к

увеличению его до такой величины (1-1,5 мм) когда незначительные его колебания от полюса к полюсу, связанные микронеровностями листа, вносят искаже}шя, не выходящие из заданных пределов точности измерения.

Величина тока в возбуждающей обмотке, при котором будут проводиться измерения

текстуры стали в производственных условиях.

Формула изобретения

I. Устройство для определения магнитной текстуры листового проката сталей, содержацдее многополюсную магнитную систему с размещенными на ней возбуждающей и измерителными обмотка ш, генератор переменного тока и индикатор, отличающееся тем, .что, с целью повышения точности измерения магнитной текстуры, оно снабжено последовательно соединенны1 щ выпрямителями и клюпереферийных полюсов, последовательно соединенными сумматором и фильтром и последовательно соединенными генератором импульсов постоянной частоты и кольцевым счетчиком, выходы которого подключен ко вторым входам ключей, измерительные обмотки соединены со вxoдa ш выпрямителей, выходы ключей соединены со входами сумматора, а выход фильтра соединен с индикатором.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что возбуждающая обмотка магнитной системы размещена на центральном полюсе, а измерительные - на переферийных полюсах, причем количество переферийных полюсов N 48.

Источ}шки информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 473134, кл. G 01 R 33/12, G 01 R 33/02, 1972.

2.Авторское сввдетельство СССР № 373513, кл. .G 01 R 1/12, 1970. 6 магнитной текстуры, выбирается в зависимости от параметров многонолюсиой магшттной системы и магнитных свойств исследуемого объекта Использование указанного устройства позволяет исключить из преобразователя все вращающиеся части и в процессе измере шя исключить операции вращения преобразователя относительно своей оси симметрии для определения типа и величины текстуры. Устранена также необходимость нескольких измерений с последующими расчетами. Все это позволяет повысить точность и производ тельность труда при контроле. Простота измерения при достаточной его точности делают удобным использование устройства при контроле магнитной 30 . чами, количество которых равно количеству

фиг.

фиг 2

И.

фиг.5