Устройство для многопараметрового контроля качества ферромагнитных изделий Советский патент 1980 года по МПК G01N27/82 

1

Изобретение относится к неразрушакхдему контролю материалов и изделий электромагнитным методом и может найти применение в отраслях черной металлургии и машиностроения длk сор- 5 тировки ферромагнитных изделий на группы качества, например по твердос,ти, химическому составу и т.д.

Известно устройство, содержащее генератор намагничивающего тока, пре- Ю образователь, взаимодействующий с объектом контроля, блок выделения электрических параметров сигнала и регистраторы Щ .

Недостатком устройства является j узкоцелевое назначение и сложность в настройке аппаратуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для многопарс1метрового контроля 20 качества ферромагнитных изделий, содержащее генератор намагничивающего тока заданной формы, преобразователь, блок вьаделения электрических параметров сигнала преобразователя, порого- 25 вые блоки и регистратор 2j .

В этом устройстве используется выделение двух электромагнитных параметров, а именно: проекций вектора ЭДС вторичной - обмотки преобразо- JQ

ES:KBi:ri;;sr5trt:a.

вателя на два взаимно перпендикулярных направления и сравнение их с пороговыми значениями для подавления некоторых мешающих факторов, например изменений диаметра изделия при выявлении трещин.

Недостатком устройства является то, что линии измеряемого и мешающего факторов на комплексной плоскости не всегда имеют постоянное напряжение в широком диапазоне изменения этих факторов, что снижает надежность контроля. Кроме того, изменения двух параметрюв вызывгдат сложность в автоматизации процесса контроля.

Цель изобретения - повышение надежности контроля и автоматизации сортировки материалов и изделий на группы качества при наличии 2-х и более изменяющихся параметров (марки стали, тремообработки, диаметров и т.п.).

Цель достигается тем, что устройство, снабжено логическими элементами И и ИЛИ,пороговые блоки объединены не менее чем в две группы, а число пороговых блоков в каждой группе равно числу блоков выделения параметров и вход каждого из пороговых блоков группы соединен с выходом одного из

.. ... . ....-, .-. . ... .--:......;..--.,-. ,;-,-...,-.-: -. , ,- ... ..... .. -....- ... --j- -- i ;

локов выделения параметров, число , ходов логического элемента И равно

ислу пороговых блоков в одной группе, выходы пороговых блоков одной группы срёдинены со входами одного логиеского элемента И, число которых равно числу групп пороговых блоков, а число логических элементов ИЛИ равно числу групп качествами входы кажого из логических элементов ИЛИ соеинены с выходами двух и более логических элементов И, выходы логических элементов ИЛИ соединены с индикаторами соответствующих групп.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - двухмерная диаграмма в координатах параметров измерений.

Устройство содержит генератор 1 намагничивагощего тока заданной формы (например синусоидальный), преобразователь 2 с намагничивающими обмотками, блоки 3, 4 и 5 ввделения электрических параметров сигнала преобразователя, пороговые блоки 617 щелевого типа с регулируемыми нижними и верхними границами срабатывания, логические элементы 18-21 И, логические элементы 2 и 23 ИЛИ, регистраторы 24 и 25. Пороговые блоки образуют группы, а число пороговых блоков в ней равно числу блоков выделения параметров. Блоки 6, 7 и 8 образуют группу 26, блоки 9, 10 и 11 - группу 27, блоки 12, 13 и 14 - группу 28, блоки 15, 16 F17 - группу 29.

Генератор 1 намагничивающего тока заданной формы нагружен на преобразователь 2, который взаимодействует своим полем с контр1олируемым материалом или изделием. Электрические параметры (,...у) сигнала, измерительной ,обмотки преобразователя (например амплитуда и фаза основной и, внешних гармоник сигнала) содержат информатшю о физико-механических свойствах Контролируемого объекта. Сигнал преобразователя поступает на блоки 3, 4 и 5 выделения электричес5сих параметров, которые вырабатывают напряжения, пропорциональные соответствукнцим параметрам сЛ ,, . .. Эти напряжения поступают на входы пороговых блоков 617 с регулируемыми при настройке нижними ((АН,|Н ) и верхними (,f В и 3) границами срабатывания. Пороговый блок, например б, вырабатывает сй1гнал Да, если измеренное значеmie соответствующего параметра (5) лежи между его нижней (dHj) и верхней (сЛВ| ) границами срабатывания. Все пороговые блоки объединены в группы 26-29, число которых не менее двух. Число пороговых блоков в каждой-группе, равно числу выделяемых параметров (Л,, . ,. .Вход каждого из

пороговых блоков соегдйнен сйыходс м

О)5й6гр из каскадов выделения параметров, то есть на вход одной группы поступают напряжения со всех кас.кадов выделения параметров. Сигналы с пороговых блоков поступают на логические элементы 18-21 И, число которых равно числублоков пороговых устройств. Число входов каждого из элементов И равно числу выделяемых . параметров о( ,р , . . .у. Выходы всех пороговых устройств одной группы соединены со входами одного логического элемента И, например, выходы пороговых блоков 6, 7,и ,8 группы 26 соединены со входами логического элемента 18 И. Логический элемент И вырабатывает сигнал Да., ecnyi выделяемые параметры лежат внутри границ пороговых устройств одной группы, например элемент 18 вырабатывает сигнал Да, если

(Лн,(Л В, , н В,,

trH, В,,

С выходов логических элементов И сигнал поступает на входы логических элементов ИЛИ, число которых эавно числу групп качества, на которое сортируются контролируемою материалы и изделия. На входы каждого из элементов ИЛИ поступают сигналы с выходов нескольких (одного или более) логических элементов Ч. Число логических элементов И,- присоединяемых ко входам отдельных элементов ИЛИ, может быть изменено,, но всегда выход любого элемента И присоединен только к одному входу и только одного элемента ИЛИ. Логический элемент ИЛИ вырабатывает сигнал Да, если сигнал Да вырабатывает хотя бы один из логичеких элементов И, присоединенных ко входам данного элемента ИЛИ, а это означает, что качество материала или изделия соответствует группе качества, которая задается совокупностью граничных значений параметров поро-говых блоков, входящих в группы, выходы которых связаны со,входами данных логических элементов И. С выходо.в элементов ИЛИ сигналы поступают на регист агоры 24 и 25 (световые, звуковые или механические).

В качестве примера рассмотрим случай сортировки ферромагнитных изделий по твердости. Положим, что число выделяемых параметров равно двум. В этом случае результаты измерения электрических параметров сигнала преобразователя могут быть представлены на двухмерной диаграмме в координатах параметров Л и f, (фиг. 2). Пусть в результате предв арительных испытаний установлено, что элементарные области Г и 1Г образуют .обла1сть значений о. и р, соответствующую первой градации твердости, а элементарные области iTl и 1V - второй градации. Границы элементарных областей

1, IV устанавливаются при помощи пороговых блоков, например границы элементарной области I могут быть заданы пороговыми блоками 6 и 7, области II - блоками 9 и 10, области III - блоками 12 и 13, области )V - блоками 15 и 16. Если параметры ел и контролируемого изделия лежат в пределах одной из элементарных областей (например, точка а в области IT), то пороговые устройства 9 и 10, л 5гический элемент 19 И и логический элемент 22 ИЛИ вырабатывают сигнал Да, логический элемент 22 дает команду на включение индикатора 24 (Первая градация твердости). Если параметры изделия соответствуют точке сГ (область IV), то команда на включение подается на включение индикатора 25 (Вторая градация твердости ) .

В этом примере рассмотрен простейший случай, когда число выделяемых параметров равно двум, число пороговых групп равно четырем, число логических элементов И равночетырем, число логических элементов ИЛИ равно двум, и изделия сортируются на две группы качества. Это частный случай, удобный для пояснения и графического представления. Обычно с учетом более сложной формы областей для каждой группы качества и их многомерности схема усложняется в сторону увеличения числа выделяемых параметров, числа пороговых устройств. Кроме того, может быть больше логических элементов ИЛИ по числу групп качества, на которые необходимо разделить контролируемые изделия. Логические элементы ИЛИ могут коммутироваться с разны числом элементов И, в зависимости от конфигурации области соответствующей группы качества.

Устройство позволяет не только обнаружить незапланированную марку стали, но и определить ее марку. Испытания макета устройства в технологическом потоке показывают эффективность работы, возможность полной автоматизации процесса контроля.

Экономический эффект получ;аётся за счет сокращений операЦий контроля

при частой смене контролируемых типоразмеров труб, а также возможности контроля при отклонении режимов термообработки и возможностью автоматизации процесса разбраковки с помощью ЭВМ.

Формула изобретения

Устройство для многопараметрового

0 контроля качества ферромагнитных изделий, содержащее генератор намагни,чивающего тока заданной формы, преобразовсСтель, блок выделения электрических параметров сигнала преобразо5вателя, пороговые блоки и регистраторы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля и автоматизации сортировки изделий на группы качества, оно снабжено ло0гическими элементами И и ИЛИ, пороговые блоки объединены не менее чем в две группы, а число пороговых блоков в каждой группе равно числу блоков выделения параметров, и вход каждого

5 из пороговых блоков группы соединен с выходом одного из блоков выделения параметров, число входов логического элемента И равно числу пороговых блоков в одной группе и выходы порого0вых блоков; одной группы соединены со входами одного логического элеме.нта И, число которых равно числу групп пороговых блоков, а число логических элементов ИЛИ равно числу групп качества, и входы каждого из логических

5 элементов ИЛИ соединены с выходами двух и более логических элементов И, входы логических элементов ИЛИ соединены, с индикаторами соответствующих групп.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3706029, кл, 324-40, 1972.

2.Неразрушающий контроль материа5лов и изделий. Справочник. Под ред. Г.С. Самойловича. М. ,. Машиностроение, 1976, с. 272, рис. 82 (прототип) .

;

IS

Hl JLHi Si 6l «/-55

Фиг Z

IBk

J//« /y