Способ магнитошумового контроля механических напряжений Советский патент 1980 года по МПК G01N27/80 

не он не обладает универсальностью применительно к широкому диапазону иделий из различных ферромагнитных материалов, так как величины исходных данных для количественной оценки будут зависеть не только от механических напряжений, но и от материало Это не позволяет получить правильную и достоверную картину плоского напря женного состояния поверхности издели

Цель изобретения - определение правильной и,достоверной картины плоского напряженного состояния поверхности изделия.

Поставленная цель достигается тем, что вращают измеритель вокруг

оси,находят две точки на этой окружности-, в которых будет измерена наименьшая величина сигнала спектра шумов Баркгаузена, перемещают последовательно измеритель в другие точки контролируемой поверхности, причем каждая из этих точек лежит на прямой линии, проходящей через цент предыдущей окружности и одну из точек, в которой была измерена наименьшая величина спектра шумов Баркгаузена и совпадает с осью вращения измерителя, затем соединяют поочередно точки с наименьшей величиной сигнала спектра шумов Баркгаузена и получают линию нейтрали, по ходу которой качественно судят о плоском напряженном состоянии.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - порядок нахождения линии нейтрали.

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1 низкой частоты, измерителя 2, состоящего (не показано) из электромагнита, магнитопровод которого замкнут контролируемым участком изделия и внутри которого установлен индукционный преобразователь, и непосредственное электроиндуктивное воздействие на который практически равно нулю, фильтра 3 высокой частоты, избирательного усилителя 4 и индикатора 5, а также блока 6 сканирования (вращения) измерителя 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 запитывает измеритель 2, ориентирование которого по окружности поиска (сканирование) осуществлЛется с помощью блока 6. Наводимая в измерителе 2 ЭДС скачков Баркгаузена через фильтр 3 подается на избирательный усилител ь 4, настроенный на одну из информативных частот. С выхода избирательного усилителя 4 сигнал подается на стрелочный индикатор 5, показываннций спектральную плотность мощности магнитного шума на информативной частоте в процессе вращения измерителя 2

вокруг его оси. По этому индикатору и находят положение оси измерителя, соответствующее минимальному изменению спектральной плотности магнитного шума. Это происходит, когда - (фиг.2) на поверхности контролируемого изделия 7 вращают измеритель 2 вокруг оси 0 по окружности- с диаметром d и перемещают с дискретным шагом по окружности поиска с центром

-. в Og . При этом точки А и В соответствуют минимальным изменениям спектральной плотности мощности скачков Баркгаузена за оборот измерителя 2 вокруг егб оси 0, т.е. являются точками, принадлежащими линии нейтрали. Для нахождения следующих двух точек С и О линии нейтрали измеритель 2 перемещается на место новой установки с центром окружности поиска в точке Oj, которая удалена от

0 0,2 на (1-2) d. При этом точка Oj лежит на прямой, проходящей через Og и одну из найденных в предыдущем замере точек нейтрали (в нашем случае точку В). Величина выбрана

с из расчета равномерности распределения определяемых точек нейтрали.

Таким образом, линия, проходящая через точки А,В,С,Д, является линией п нейтрали.

Факт наименьших изменений спектральной плотности мощности за один оборот измерителя вокруг его оси на линии нейтрали объясняется тем, что при плоском напряженном состоянии в любой точке по разным направлениям действуют разные по величине и знаку механические напряжения, С ростом отрицательных (сжимающих) напряжений

0 спектральная плотность мощности информативных составляющих уменьшается, а с ростом положительных (растягивающих) напряжений она возрастает, т.е. при совпадении направлений растяг вающих усилий и намагничивающих сил магнитошумового измерителя спектральная плотность мощности максимальна, а в перпендикулярном направлении она минимальна.

П Таким образом, за один оборот магнитошумового измерителя величина спектральной плотности мощности меняется. Изменение ее будет минимальным в oбJJacти нейтрального слоя при совпадении Оси вращения измерителя с линией нейтрали и не будет нулевым, так как нулевое значение возможно только в случае точечного измерителя, а реальный измеритель имеет конечные базовые размеры, захватывающие близлежащие малонапряженные слои. Однако независимо от типа контролируемого ферромагнитного риала,.а также его неоднородности в структуре и химсоставе, всегда минимальные. изменения спектральной плотности мощности будут соответств вать линии нейтрали, а мешанхцие фак торы влияют лишь на величину минима ных значений, от уровня которой не зависит результат измерений, так ка в основу положен принцип не количес венной, а качественной оценки (соот ветствия в каждом конкретном случае линии нейтрали минимального изменения спектральной плотности мощности магнитного шума за оборот измерителя) , Введение вращения измерителя вок руг его оси, перемещение его после каждого оборота с дискретным шагом по окружности поиска, фиксирование точек линии нейтрали, соответствующих минимальным изменениям спектральной плотности мощности магнитного шума за оборот измерителя, и повторение этих замеров при последующих ориентациях окружностей поисков позволяет использовать прин цип не точечной количественной, а качественной оценки, что резко повы шает точность контроля из-за независимости результатов измерений от неоднородностей в структуре и химсоставе. Независимость результатов измерения от типа контролируемого ферромагнитного материала обеспечивает универсальность способа. Формула изобретения Способ магнитошумового контроля механических напряжений на основе измерителя, выполненного в виде электромагнита, магнитопровод которого замкнут контролируемым участком изделия и внутри которого установлен индукционный преобразователь, и непосредственное электроиндуктивное воздействие на который Практически равно нулю, заключающийся в том, что перемагничивают измерителем изделие и регистрируют спектр шумов Баркгаузена, отличающийся тем, что, с целью определения правильной и достоверной картины плоского напряженного состояния изделия, вращают измеритель вокруг оси, находят две точки на этой окружности, в которых будет измерена наименьшая величина сигнала спектра шумов Баркгаузена, перемещают последовательно измеритель в другие точки контролируемой поверхности причем каждая Из этих точек лежит на прямой линии, проходящей через центр предыдущей окружности и одну из точек, в которой была измерена наименьшая величина спектра шумов Баркгаузена, и совпадает с осью вращения измерителя, затем соединяют последовательно поочередно точки с наименьшей величиной сигнала спектра шумов Баркгаузена и получают линию нейтрали, по ходу которой качественно судят о плоском напряженном состоянии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 245427, кл. G 01 N 27/90, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР 461346, кл. G 01 N 27/90, 1972 (прототип).