Способ магнитошумовой структуро-СКОпии и уСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕ-СТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N27/83 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий из них и может быть использовано для контроля структуры ферромагнитных материалов после их термической, холоднопластической обработки, а также для определения содержания отдельных элементов в сплавах.

Известен способ контроля качества ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемое изделие перемагничивают, преобразуют скачки Баркгаузена в ЭДС, усиливают, фильтруют, измеряют мощности или другие энергетические параметры спектра магнитного шума при различных значениях перемагничивающего поля и сравнивают измеренные значения с соответствующими значениями эталонной кривой 1. Сложная и неоднозначная зависимость параметров спектра шума от контролируемых дефектов структуры материала, а также его низкая помехоустойчивость связаны с влиянием на спектральные характеристики шума большого числа структурных составляющих материала и низким отношением - полезный сигнал/помеха.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийся в том,

что контролируемое изделие перемагничивают, преобразуют скачки ЭДС самоиндукции в периодический сигнал, ограничивают сигнал по амплитуде и по нему судят о структуре материала 2.

Способ осуществляется устройством, содержащим генератор, к выходу которого подключен индукционный преобразователь и широкополосный усилитель, вход которого соединен с индукционным преобразователем.

Основным недостатком данного способа и основанного на нем устройства является низкая точность контроля из-за неопределенности в выборе ограничения сигнала.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что скорость перемагничивания контролируемого

изделия, предельное значение намагничивающего поля и уровень ограничения выбирают из условия

d-N

макс,

d-a

где. N - измеряемое число импульсов;

а - значение контролируемого параметра,

и о структуре материала судят по количеству импульсов за период измерения, амплитуда которых превосходит уровень ограничения, итличие устройства, позволяющего осуществить данный способ, заключается в том, что оно снабжено соединенными последовательно фильтром, вход которого подключен к выходу усилителя, амплитудным ограничителем и счетчиком импульсов.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ.

Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1, к выходу которого подключен индукционный преобразователь 2 и широкополосный усилитель 3, вход которого соединен с индукционным преобразователем, последовательно соединенные фильтр 4, вход которого подключен к выходу усилителя 3, амплитудный ограничитель 5 и счетчик 6 импульсов.

Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом.

Индукционный преобразователь 2 помещают на поверхность контролируемого изделия (на чертеже не показано).

От генератора 1 на возбуждающую обмотку индукционного преобразователя 2 поступает сигнал перемагничивания. Возникающие вследствие необратимых процессов скачки намагниченности в локальных объемах контролируемого изделия наводят в измерительной катушке индукционного преобразователя скачки ЭДС Ьаркгаузена, которые поступают на вход широкополосного усилителя 3. Усиленный щумовой сигнал попадает на узкополосный настраиваемый фильтр 4, где преобразуется из апериодического в периодический. Согласно преобразования Фурье форма этого сигнала будет определяться как амплитудами, так и длительностями скачков Баркгаузена, а частота /ф - полосой и средней частотой пропускания фильтра. Иными словами, не зависит от импульсов Баркгаузена, а определяется характеристиками самого фильтра. Полученный периодический сигнал проходит через ограничитель 5. Уровень ограничения выбирается из условий получения максимальной чувствительности метода, d- N

т. е. максимума , где N - измеряеd-a

мое число импульсов, а - значение контролируемого параметра.

Основными изменяемыми параметрами описываемого способа контроля являются: скорость перемагничивания контролируемого материала, задаваемая генератором переменного тока; предельное значение намагничивающего поля; уровень ограничения сигнала на выходе ограничителя. Выделенные ограничителем 5 импульсы поступают на счетчик 6 импульсов. Таким образом, число импульсов характеризует свойства материала контролируемого изделия.

Формула изобретения

1.Способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемое изделие перемагничивают, преобразуют скачки ЭДС самоиндукции в периодический сигнал, ограничивают сигнал по амплитуде и по нему судят о структуре материала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, скорость перемагничивания контролируемого изделия, предельное значение намагничивающего поля и уровень ограничения выбирают из

условия

- макс. ,d-a

где Л - измеряемое число импульсов;

а - значение контролируемого параметра,

и о структуре материала судят по количеству импульсов за период измерения, амплитуда которых превосходит уровень ограничения.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее генератор, к выходу которого подключен индукционный преобразователь и широкополосный усилитель,

вход которого соединен с индукционным преобразователем, отличающийся тем, что оно снабжено соединенными последовательно фильтром, вход которого подключен к выходу усилителя, амплитудным ограничителем и счетчиком импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР № 71635, кл. G 01 N 27/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 655965, кл. G 01 iN 27/86, 1977 (прототип) .