Способ магнитного контроля, основанныйНА эффЕКТЕ бАРКгАузЕНА Советский патент 1981 года по МПК G01R33/00 

(54) СПОСОБ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ, ОСНОВАННЫЙ НА ЭФФЕКТЕ БАРКГАУЗЕНА

т во времени достижению внешним поем напряженности поля старта для аиболее магнитомягкого образца, задий фронт - напряженности поля стара для наиболее магнитожесткого обазца, а действующее значение ЭДС преобразователя определяют в интерале стробирования,

На фиг. 1 представлено устройство, функциональная схема; на фиг. 2 временные диаграммы электрических процессов, происходящих в различных точках схемы устройства; на фиг. 3 графики зависимости ЭДС преобразователя магнитной жесткости образца.

Контролируемое изделие 1 циклически перемагничивают с помощью соленоида 2, обмотка которого соединена с зажимами 3 источника переменного тока. В материале образца 1 происходят скачки Баркгаузена, которые наводят ЭДС в обмотке .индукционного преобразователя 4. Эту ЭДС фильтруют фильтром 5 верхних частот для подавления дискретных компонентов со спектра (первая и высшие гармоники ) , усиливают широкополосным усилителем 6 и подают на сигнальный вход стробируемого усилителя 7, который пропускает сигнал только в течение интервала действия на его входе управления прямоугольного строб-импульса; в любой другой момент времени усилитель заперт.

Стро-импульс формируют следующим образом.

Напряжение с резистора 8, включенного последовательно с обмоткой соленоида 2, совпадающее по фазе с током перемагничивания и, следовательно, напряженностью перемагничивающёго поля, подают на вход фазорегулйтора 9. Выходное напряжение фазорегулятора 9 подают на вход удвоителя 10 частоты. Выходное напряжение удвоителя 10 частоты подают на вход формирователя 11 строб-импульса, представляющего собой ждущий одновибратор с регулируемой длительностью импульса. Выходное напряжение формирователя 11 подают на вход управления стробируемого усилителя 7. Регулировкой фазы выходного напряжения фазорегулятора 9 устанавливают йо времени передний фронт стробимпульса. Регулировкой длительности импульса формирователя 11 устанавливают во времени задний фронт стробимпульса. Выходное напряжение стробируемого усилителя 7 через детектор 12 действующего значения (квадратический детектор) подают на индикатор 13, по показаниям которого судят о свойствах контролируемого изделия.

Сущность данного.способа заключается в следуквдем.

Контролируемый образец 1 циклически перемагничивают внешним магнитным полем, изменяющимся по синусоидальному закону {фиг. 2а). При этом индукция в образце изменяется по петле гистерезиса (фиг. 2б), форма которой определяется свойствами образца. При перемагничивании наиболее магнитомягкого образца, имеющего петлю гистерезиса , скачки Баркгаузена возникают в материале образца при достижении разности максимального и текущего значений напряженности внешнего поля величины поля старта Нсц зародышей обратного перемагничивания (точка А Дальнейшее изменение напряженности внешнего поля приводит к скачкообразному росту зародышей, скачки доменных границ которых наводят импульсы ЭДС в обмотке индукционного преобразователя 4, расположенного на поверхности контрол1 руемого изделия (участок а а J, на фиг. 2в). Эт скачки (импульсы ЭДС e(t)) происходят до тех пор, пока напряженность внешнего поля не достигнет значения напряженности поля финиша Нф (точка А) После этого скачки прекращаются, ЭДС e(t) становится равной нулю (точка а), и дальнейшие гистерезисные свойства материала определяются лиьчь процессами вращения векторов спонтанной намагниченности (участок А2В), При обратном перемагничивании этот полуцикл повторяется, скачки происходят на участке петли , ЭДС скачков действуют в интервале Ь bj. При перемагничивании наиболее магнитожесткого образца (петля скачки возникают на участках и Эти участки сдвинуты по величине напряженности внешнего поля за счет большего значения напряженности поля старта ( (границы доменов блокированы структурными неоднородностями, дислокациями, внутренними напряжениями и прочим сильнее, чем у магнитомягкого образца) и в общем случае различных значений напряженности поля финиша Нф НФ2Поэтому интервалы времени действия импульсной ЭДС ) интервалов и d d. не соответствуют интервалам и ,. При этом точки с и d-i всегда: сдвигаются вправо по оси времени относительно точек а и Ь. Импульсную ЭДС индукционного преобразователя стробируют прямоугольными импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания (фиг. 2д), задержка фронтов которых постоянна относительно напряженности перемагничивающего поля, передний фронт соответствует по времени достижению внешним полем напряженности поля старта Нет- для наиболее магнитомягкого образца (точки b) , задний Лронтнапряженности поля старта Нста для наиболее магнитожесткого образца (точки с и d -, . О свойствах контролируемого изделия судят по действующему значению ЭДС преобразователя 4 в интервале стробирования (фиг.2е ЭДС Utb«(t) для наиболее магнитомягкого образца будет иметь максимальное значение (фиг. 2е), а для наиболее магнитожесткого ооразца- минимальное значение, равное нулю, так как импульсная ЭДС eg(t} действует за пределами интервала стробирования. Для образца с промежуточными свойствами сдвиг точки возникновения ЭДС относительно точки -а будет меньше, чем точки С , и ЭДС (t) будет больше нуля, но меньше .U6ux(t), таким образом ЭДС (t) однозначно изменяется с изменением свойств образца.

При реализации известного способа структуроскопии действующее значение ЭДС преобразователя 4 (фиг. 2в, г) при предельных изменениях магнитной жесткости образца .изменяется от Е до Ет (фиг. 3)., При реализации предлагаемогЪ способа действующее значение ЭДС преобразователя 4 в интервале стробирования (фиг. 2е) изменяется в том же случае от ЕЗ до Е, Как видно, прямая имеет больший наклон к оси абсцисс, чем прямая , т.е. чувствительность способа к магнитным свойствам образца вшпе.

Формула изобретения

Способ магнитного контроля, основанный на эффекте Баркгаузена, путем перемагничивания контролируемого изделия по предельной петле гистерезиса, регистрации с помощью индукционного преобразователя ЭДС скачков Баркгаузена и -определения по Действующему значению этой ЭДС свойства контролируемого изделия, о тличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к магнитным свойствам контролируемого изделия, ЭДС индукционного преобразователя стробируют прямоугольными

5 импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания, задержка фронтов которых относительно напряженности перемагничивакяцего поля постоянна, при этом передний фронт соответствует во времени достижению

0 внешним полем напряженности поля старта для наиболее магнитомягкого образца, задний фронт - напряженности поля старта для наиболее магнитожесткого образца, а действующее

5 значение ЭДС преобразователя определяют в интервале стробирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Авторское свидетельство СССР № 461346, кл. G 01 N 27/86, 1972.

2.Патент ГДР № 71635, кл. 42 К, 46/03, 1970.