Устройство для контроля анизторопии магнитных свойств ферромагнитных материалов Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в электротехнической и меташлургичес кой промышленностях для контроля качества электротехнической стали неразрушающим методом. Известны устройства для определения степени совершенства кристаллографической текстуры или магнитной кристаллографической анизотропии, содержащие враицающийся электромагнит постоянного тока или постоянный магнит, между полюсами которого расположены измерительные элементы в виде катушки или феррозонда, и измеритель ный блок 1. Однако такие устройства, в силу своего назначения, не позволяют достаточно точно определять анизотропию магнитной индукции, так как измеряемые ими величины являются лишь составляющими компонентами вектора магнитной индукции. Кроме того, быстрое вращение магнита над поверхностью исследуемого листа представляет боль шие трудности из-за сложности центровки массивной магнитной системы. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является уст ройство, в котором магнитная система содержит ротор электродвигателя пос тоянного тока, скрепленный с корпусом, и соосно с ним вращающийся статор, выполненный в виде кольцевого магнита со скосами в нижней части, обращенной к измеряемому листу. Скосы статора образуют полюса, в воздушном пространстве между которыми расположены и скреплены со статором катушки поля. При вращении статора в катушках наводится ЭДС, величина которой пропорциональна величине тангенциальной составляющей поля рассеяния, вызываемого нормальной к намагничивающему полю компонентной вектора намагниченности металла. В измерительном блоке из сигнала выделяется четвертая гармоника, амплитуда которой пропорциональна степени совершенства текстуры 2. Однако изготовление устройства с заданной напряженностью магнитного поля, создаваемого вращающимся статором, связано с большими трудностями из-за сложности изготовления самого статора. того, трудность центровки массивного статора и наличие люфта в подшип-никах приводит к колебаниям зазора между статором и исследуемым металлом и, как слелствне, к колебаниям величины магнитного потока, проходящего через исследуемый металл, что существенно снижает точность измерения анизотропии магнитных свойств. Цель изобретения - повышение точнести и упрощение конструкции устройстваоЦель достигается тем, что в устройстве для контроля анизотропии магнитных свойств ферромагнитных материалов, содержащем электромагнит постоянного тока и измерительную катушку, магнитопровод электромагнита выполнен цилиндрическим броневым, а измерительная катушка выполнена в виде рамки, установленной в непосред .ственной близости от внутреннего полюса электромагнита с возможностью вращения относительно его оси, и имеющей в плане прямоугольную форму а в профиль - вид скобы, согнутой под тупым углом, причем поперечная ось рамки параллельна плоскости полю сов, а продольная, совпадающая с одной из ее плоскостей, пересекает ось магнитопровода под прямым углом. На фиг. 1 изображено предложенное устройство, общий вид/ на фиг. 2 измерительная катушка; вид в плане/ на фиг. 3 - измерительная катушка, вид в профиль. Устройство содержит электромагни постоянного тока с магнитопроводом броневого типа, в который помещена намагничивающая катушка 2. Внутренний полюс выполнен короче внешнего так, что в зазоре помещена измерительная катушка 3, закрепленная на немагнитном диске 4, который, в сво очередь, жестко скреплен с осью 5. Ось проходит через подшипники 6 и соединена с валом микродвигателя 7 посредством муфты 8, причем на оси закреплены токосъемные кольца 9. Ко тактная площадка 10 предназначена для замыкания пары контактов, испол зуемых в цепи синхронизации, Микро, двигатель крепится к магнитопроводу посредством втулки 11. Сверху и сни зу устройство защищено крышками 12 13. Устройство работает следующим об оазом. Устройство устанавливают на иссл дуемый лист 14 и включают напряжени питания намагничивающей катушки 2 и микродвигателя 7. Величина и плот. ность магнитного потока, создаваемо го катушкой 2 и проходящего через зазор между внутренним полюсом элек тромагнита и исследуемыг- металлом, зависит от магнитного сопротивления исследуемого металла. В случае неод нородности свойств металла магнитно сопротивление в различных направлениях неодинаково, что приводит к не равномерному распределению магнитно потока на внутреннем полюсе электро агнита. Поэтому при вращении измерительной катушки 3, находящейся в за-, зоре между внутренним полюсом и исследуемым металлом 14, в ней будет наводится ЭДС, пропорциональная про- , изводной вектора магнитной индукции. Этот сигнал поступает на интегратор и далее на схему индикации, которая может быть либо электронным осциллографом, либо самописцем, в котором непосредственно регистрируется кривая анизотропии магнитной индукции. Иштульс синхронизации, поступающий с датчика в момент замыкания контактной площадкой 10 цепи синхронизации, позволяет получить точку отсчета и кривую анизотропии индукции в плоскости листа на экране осциллографа. В случае полностью изотропного металла магнитный поток равномерно распределен в зазоре и в измерительной катушке не наводится ЭДС. Для исключения погрешности измерения, вызванной возможной анизотропией магнитопровода, последний после изготовления отжигается. Повьвдение точности измерения достигается за счет того, что при неподвижном магнитопроводе колебания зазора между исследуемым металлом и полюсом магнитопровода, а, следовательно, и изменение магнитного потока в металле и воздушном зазоре исключается. Применение же изогнутой измерительной катушки не вызывает погрешности измерения при колебании ее в зазоре вследствие люфтов в подваипниках,. так как величина магнитного потока, проходящего через витки катушки, остается неизменной. Применение неподвижного электромагнита вместо постоянного магнита позволяет регулировать напряженность магнитного поля. Отсутствие необходимости вращения массивного магнитопровода позволяет применить для вращения измерительной катушки электродвигатель значительно меньшей мощности, чем в известном устройстве. Формула изобретения Устройство для контроля анизотропии магнитных свойств ферромагнитных материалов, содержащее электромагнит постоянного тока и измерительную катушку, отличающееся тем; что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, магнитопровод электромагнита выполнен цилиндрическим броневым, а измерительная катушка выполнена в виде рамки, установленной в непосредственной близости от внутреннего полюса электромагнита с возможностью вращения относительно его оси, и имеющей в плане прямоугольную форму, а в профиль - вид скобы, согнутой под тупым углом, причем поперечная ось рамки параллельна плоскости полюсов, а продольная, совпадающая с одной из ее плоскостей.

пересекает ось магнктопровода под прямым углом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(.г

1. Измерительная техника, 1967, 10, с. 22.

2.Авторское свидетельство СССР 473134, кл. G 01 R 33/12, 1975.

12