Устройство для измерения параметров протяженных ферромагнитных материалов Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может использо ваться в дефектоскопии и в-устройствах контроля магнитных параметров, например, коэрцитивной силы-движущих ся протяженных ферромагнитных матери алов. Известны устройства, содержащие намагничивающий элемент и измеритель ную катушку, соединенную с усилителем 1 . Однако точность измерения их недостаточна. Наиболее близким к предложенному устройству являетсяустройство, содержащее намагничивающий элемент, создающий неподвижный в пространстве градиент магнитного поля, измеритель ную катушку, соединенную с усилителем, последоЬательно соединенные два формирователя и дополнительную катуш ку, причем выход первого формирователя соединен с частотомером 2. Недостатком данного устройства является то, что точность контроля коэрцитивной силы зависит от и стабильности скорости движения ферромагнитного материала. Цельизббретения - повышение точности измерения. Это достигается тем,что предложенное устройство, содержащее нама гничивающий элемент, измерительную к.атушку, соединенную с усилителем, последовательно соединенные два формирователя и дополнительную катушку, причем выход первого формирователя соединен с. частотомером, снабжено последовательно соеди1 енными пороговым блоком, детектором, блоком управления, преобразователем код-напряжение и генератором трехфазного напряжения, выходы которого подключены к намагничи:вающему элементу и к второму входу частотомера, третий и четвертый входы которого соединены с вторым и третьим выходами блока управления, своим четвертым выходом подключенного к первому входу первого формирователя, второй вход которого связан с выходом- порогового блока, своим входом подключенного к выходу усилителя, а намагничивающий элемент выполнен, в виде линейного статора. На фиг. 1 представлена функциональная схема данного устройства; на фиг. диаграШи, поясняющие его раВотуТ ..-..-j,-, Это устройство (фиг. 1) содержит намагничивающий элемент, в качестве которогоиспользуется линейный cfатор 1, измерительную катушку 2, соединенную с усилителем 3 последовательно соединенные первый формирователь 4, второй формирователь 5, допо нйтёльнулокатушку 6, причем вход пёрвого форШроватёля 4 соёдиненс частотомером 7, блок управления 8, вшоды которого подключены к nepsoiMjr формирователя 4, частотомеру 7, пре образователю 9 код-напряжение, выход кдторЬг6 подключён к пЁ5авляЩе1 генератора 10 трехфазного напр жёния,подключенного к линейному ста тору -1 и частотомеру 7, а входы блок а управ ле н и я 8 подклрче ны к выходам частотомера 7 и детёктора И, §ggg™которого подключен к выходу порогово го блока Г2, в1сл ЬчейнВш между усили телем 3 и первым формирователем 4. Работает устройство следующим об разрмГГ . --- --,..--..,.....- ,..,...-.,...,.... Протяженный ферромагнетик 13, дви гаясь в градиентах магнитного поля , создаваемого линейным статоррм 1, скачками перемагничивается по йрё ;дeльнoй ветви петли гистерезиса. со скоростью 4- )где V, скорость движения поля в линейном статоре 1, а V - скорость движения ферромагнетика 13. Возникаквдие при этом импульсы ЭДС усиливаются усилителем 3 и поступают на вход порогово го блока 12, который срабатЫвае от импульсов положительной .полярности, превышающих некоторый порог. Рассмотрим режимы работы устройства, задаваемые блоком управления. В режиме измерения скорости движения ферромагнетика 13 блок управле ния 8 выдаёт управляющие сигналы на преобразователь 9 код-напряжение, частотомер 7 и первый формирователь 4. Частотомер переключает на измере йи% чГастотй напряжения, поступающего с генератора 10 трезсфазного напряжения, первый формирователь 4, а напря жение с преобразователя 9 код-напряЖение управляет частотой генератора 10 трехфазного напряжения. Скорость движения поля в линейном статоре 1. % V;i / где К - некоторая постоянная, хара ктёрйзующая конструктивные параметры линейного статора 1; f - напряжения, поступающего в линейный статор с генератора 10, . трехфазного напряжения. Когда скорости движения поля в линейном, стато ре 1 становится равной скорости движения ферромагнетика 13, он перестаёт перемагничиваться, и напряжение на выходе дет.ектора 11 становится равным нулю. Прй этом блок уНрЭйЯёйИ пёреключает данное устройство в режи контроля коэрцитивной силы. Оно выдает управлягадий сигнал на преобразователь 9 кдд-напряжеиие, а частота генератора 10 трехфазного напряжения увеличивается, при этом на фиксированную величину-дО , и ферромагнетик 13 снова будет перемагничиваться со скоростью Частотомер 7 переключаетсяй режим измерения временнйхйнтервс&юв, первый формирователь 4 будет теперь срабатывать от положительных ИмПуйВсов, поступающих с . порогового блока 12, и запускать второй формирователь 5, который вырабатйвйет имп й ьс тбка в дополнительной катушке 6. Пр оисходит намагничивание ферромагнетика 13 до насыщения по восходящей ветви петли гистерезиса. На фиг. 26 Ттуйктиром показано расп с5ёделени е индукции в ферромагнетике 13 пдслё тЬго, как импульс тока (Прекратит свое действие. Сплошной линйёй nolifSiraiHS 1эаепр еделение индукодй до подйчи импульса тока в дополнителЬную катушку 6. Изменение вида распределения индукции в ферромагнетикё 13 обусловлено наличием гистерезиса у ферромагнитного образца. Напиндукция и напряример, в точке женность поля равны в и Н соответственйо, причем индукция в находится на. нисходящей ветви петли гистерезиса (фиг, 2). При движении ферромагнетика 13 индукция в точке а будет меняться по прямой DD (Фиг.2а), т.е. будет оставаться постоянной, и пд.лржйтельныё импульсы на входе усилителя 3 будут отсутствовать. РаспредёЯёйие индукции, создаваемое правим грсщиёнтом, не изменится (фиг. 2б), и на входе усилителя 3 будут присутствова ть тел ьК б отрицательные импульсы. Расстояние , которое пройдет точка а , как индукция в ней иэКейяться, определится как где Н коэрцитивная сила ферромагнетика 13. Время, за которое точка а пройдет расстояние , равно f Как только точка а пройдет расстояние В , на входе усилителя 3 ТкэЯвяТся положительные импульсы. Работа схемы далее будет происходить так, как было описано. Введение порогового блока 12 позволит повысить помехоустойчивость устройства. Данное устройство позволяет повысить точность контроля коэрцитивной силы движущихся ферромагнитных материалов, т:ак-как скорость движения ферр|дйагнётй1 ане влияет на показания устройства. Выбор фиксированной величины ДР позволяет получить оптийальную скорость перемагничивания ферромагнетика :гг так, что дийа лика пёрёйагничивания не влияет на точность контроля коэрцитивной силы. Данное устройство позволяет также контролировать протяженные неподвижные ферромагнитные образцы. Формула изобретения 1. Устройство для измерения параметров протяженных ферромагнитных материалов, содержд цее Намагн(1чива1йщий элемент, измерительную катушку, соеди ненную с усилителем, последовательно соединенные два формирователя и допол нительную катушку, причем выход первого формирователя соединен с частотомером, отличающе е с я тем, что/ с целью повышения точности измерения, устройство снабженр последовательно соединенными порЪговшк блоком, детектором, блоком управления преобразователем код-напряжение и генератором трехфазного напряжения, выходы которого подключены к наиагничиваищему эленюнту и к второму входу |част6т6мера, третий и четвертый входы которого соединены с вторым и третьим выходами блока управления, своим четвертым выходом, подключенного к первому входу первого формирователя. Второй вход которого связан с выходом порогового блока своим входом подключенного к выходу усилителя, 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что намагйичивапций элемент выполнен в виде линейно-го статора. Источники, информации, принятые во ..внимание, при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 451970, кл.It 01 R 33/12, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 573783, кл. 6 01 R 33/12, 1976.

Н

Уг

4«sss