Способ стуктуроскопии ферромагнитных материалов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/90 

1

Изобретение относится к средствам| структуроскопии материалов по электромагнитным параметрам и может быть использовано для контроля качества структуры ферромагнитных материалов, например, отсутствие дефектов, качество термообработки.

Известен способ контроля физического состояния ферромагнитных сталей методом вихревых токов Ш / заключающийся в том, что сигнал, снимаемый с вихретокового датчика, обрабатывают с помощью электронной аппаратуры и представляют в виде положения точки на экране осциллографа, на вертикальные отклоняющие пластины которого подается постоянное напряжение, пропорциональное квадрату эффективного значения напряжения сигнала датчика, а на горизонтальные - пропорциональное отношению амплитуды одной из высших гармоник сигнсша к его эффективному значению. При этом напряжение на верг тикгшьных отклоняющих пластинах характеризует магнитную проницаемость контролируемой детали, а на горизонг тельных - форму петли гистерезиса. f.e.. . положение светящейся точки на экране осциллографа характеризует физическое состояние контролируемой детали, связанное с ее магнитными параметрами.

Однако в указанном способе контроля требуется постоянство остальных параметров контролируемого образца (размеры, электропроводность), так как их изменение также влияет на положение светящейся точки на экране осциллографа.

10

Известен наиболее близкий по техническому решению к предложенному способ структуроскопии ферромагнитных материалов .2 , заключакядийся в том,

15 что в трансформаторном преобразователе контролируемый образец перемагничивают поочередно полями разных частот, выделяют гармоники этих частот и по соотношению их фаз судят о

20 результатах контроля.

Однако достоверность контроля этим способом недостаточная, т.к. на его результаты также влияет нестабильность 25 электропроводности и размеров образца материала.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Для этого фиксируют значения амплитуд полей, при которых фазы третьих гармоник имеют максимум, определяют магнитные параметры по формулам: у-7гргн;;-р г ж при 1. НС NfF ,. при , «v-..., .:у „где f - частота одного из намагничивающих полей} f - частота другого намагничиваю щего ПОЛЯ} амплитуда поля частоты f , п которой наблюдается максимум фазы третьей гармоники втори ной ЭДС; то же для частоты f Не - коэрцитивная сила; Но- начальная проницаемость} - коэффициент Релея} максимальная проницаемость; Bg - индукция насыщения. и по полученным параметрам судят о качестве структуры материала. На фиг. 1 показана блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - зависимость jui(j/ и oBg от содержания углеродав стали; на фиг. 3 - график зависимости оВд о температуры закалки стали ШХ-15. Устройство состоит из генераторов 1 и 2, коммутатора 3, управляемых электронных ключей. 4, 5, б, 7 трансформаторного преобразователя 8, фазо метров 9 и 10 на частотах 3f и 3f , следящего блока 11, вычислительного блбка 12, регистрирующего блока 13. Устройство работает следующим образом. В первый такт работы коммутатора 3 электронный ключ 4 подсоединяет к преобразователю 8 генератор 1, во вт рой такт работы - генератор 2. При этом контролируемое изделие, находящееся в преобразователе, поочередно намагничивается двумя переменными по лями частот f и f . Напряжение, пода ваемое на первичную обмотку преобразователя, поступает на ключ 5, а вто ричная ЭДС - на ключ 6. Оба эти ключ управляются коммутатором 3, поэтому в первый такт его работы напряжение частоты f и. вторичная ЭДС полученна в поле этой частоты, будут подаватьс на фазометр 9, а во второй такт рабо ты коммутатора напряжение частоты f и соответствующая вторичная ЭДС - на фазометр 10. В этих фазометрах проис ходит выделение третьей гармоники вторичной ЭДС частотой 3f и , утроение частот f и f(создание опорн го напряжения ) и измерение Фазы третьей гармоники вторичных ЭДС. Блок 11 выполнен по схеме, срабатывающей при достижении максимума фазой третьей гармоники, определяемой в фазометрах 9 илк 10. При срабатывании схемы открывается ключ 7, и сигнал, пропорциональный амплитуде поля в преобразователе 8 в этот момент, поступает в вычислительный блок 12. Работа этого блока управляется коммутатором 3 таким образом, что в первый такт его работы поступающая амплитуда поля умнождется на множитель ) (или vffii ), а во второй- на мноj|r. житель /(-Г)(или же:) .Оба эти. и произведения в блоке 12 вычитаются друг из друга и разность поступает на регистрирующий блок 13. По графикам, приведенным на фиг.2 и 3, определяют функции содержания углерода в стали и температуры закалки от полученных параметров. Формула изобретения Способ структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что в трансформаторном преобразователе контролируемый образец перемагничивают поочередно полями разных частот, выделяют гармоники этих частот и по соотношению их фаз судят о результатах контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, фиксируют значения амплитуд полей, при которых фазы третьих гармоник имеют максимум, определяют магнитные параметры по формулам; .ti2-i iu f ,л при f- f ш f n ж xlr ., vfr л n - u u S., .ю при , где f - первая рабочая частота ; вторая рабочая частота; амплитуда поля частоты f , при которой наблюдается максимум фазы третьей гармоники вторичной ЭДС;, . то же для частоты f ; HQ- коэрцитивная сила; {Цд- начальная проницаемость; - коэффициент Релея/ Mm - максимальная проницаемость) a l/A-m ., Bt- индукция насыщения и по полученным параметрам судят о качестве структуры материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 282723, кл. Q 01 N 27/86, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 564589, кл. ( 01 N 27/86, 1975 (прототип) .