Устройство для магнитошумовойСТРуКТуРОСКОпии Советский патент 1981 года по МПК G01N27/72 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МА.ГНИТОШМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ них частот, в-ход которого подключен к измерительной обмотке индукционно го преобразователя магнитных шумов, первой дифференцирующей цепью, вход которой подключен через соединенные последовательно, широкополосный усилитель, первый детектор, бло интегрирования и пороговый блок к выходу фильтра верхних частот, а вы ход - ко входу второго детектора, триггером, первый вход которого сое динен с выходом .второго детектора, образцовым резистором, один из контактов которого подключен ко второму выводу обмотки возбуждения, а вт рой контакт - к общему проводу, соединенными последовательно фазоре гулятором, удвоителем частоты, втор пороговым блоком, второй дифференцирующей цепью и третьим детектором выход которого соединен со вторым входом триггера, а вход фазорегулятора соединен со вторым выводом обмотки возбуждения, а также соединенными последовательно, ключевым усилителем, к одному из входов кото рого подключен выход триггера, четв тым детектором и вторым блоком инте грирования, к выходу которого подключен индикатор, умножителем часто ты, переключателем и измерительным генератором, вход умножителя частоты подключен ко второму выводу обмо ки возбуждения, второй вход ключевого усилителя подключен к среднему подвижному контакту переключателя, а выходы умножителя частоты и измерительного генератора соединены с двумя контактами переключателя, На фиг. представлена блок-схем предлагаемого устройства- на фиг. 2 эпюры напряжений в различных точках устройства. Устройство содержит низкочастотный источник 1 перемагничивающего поля, соединенный с обмоткой 2 возбуждения индукционного преобразователя. Последовательно с обмоткой воз.буждения включен образцовый резисто 3. Измерительная обмотка 4 индуктивно связана с контролируемым изделием 5. К выходу измерительной об мотки 4 подключены соединенные по-следовательно фильтр, 6 верхних час,тот, широкополосный усилитель 7, первый детектор 8, первый блок 9 интегрирования, первый пороговый блок 10, первая диф |1еренцирующая цепь I1, второй детектор 12 и первый вход триггера 13. Образцовьй резистор 3 соединен через фазорегулятор 14, удвоитель 15 частоты, вто.рой пороговый блок 16, вторую дифференцирующую цепь 17 и третий детектор 18 со вторым входом триггера 13, к выходу которого подключен первый вход ключевого усилителя 19. Ко второму входу усилителя 9 подключен средний подвижный контакт переключателя 20, к крайним двум контактам переключателя 20 подключены измерительный генератор 21 и выход умножителя 22 частоты, вход которого соединен с образцовым резистором 3. К выходу ключевого усилителя подключены, соединенные последовательно, четвертый детектор 23, второй блок 24 интегрирования и индикатор 25. Устройство работает следующим образом. Низкочастотный источник I перемагничивающего тока создает переменное магнитное поле 26 Н р рбмотки 2 возбуждения, изменяющееся, например, синусоидально. Это поле перемагничивает контролируемое изделие 5. В процессе перемагничивания в ферромагнетике изделия 5 происходит скачкообразные смещения доменных границ, что сопровождается возникновением ЭДС магнитного шума в измерительной обмотке 4 индукционного преобразователя ЭДС индукционного преобразователя поступает на вход фильтра 6 верхних частот, где происходит подавление дискретных компонентов спектра ЭДС (первая и высшие гармоникгг перемагничивающего поля). С выхода фильтра 6 сигнал поступает на вход широкополосного усилителя 7, усиливающего сплошную компоненту спектра ЭДС (магнитного шума) преобразователя. На выходе усилителя 7 действует отфильтрованная ЭДС магнитного шума 27 , причем момент возникновения этой ЭДС (точка а )соответствует во времени достижению перемагничивающим полем Н значения напряженности поля старта Н зародышей обратного перемагничивания (после перехода через экстремум ,точка а) , Выходное напряжение 1 усилителя 7 поступает на вход первого детектора 8, подавляющего сигналы отрицательной полярности, выходное напряжение которого ; поступает на вход первого блока 9 интегрирования, постоянная времени-, которого обеспечивает получение на его выходе огибающей ЭДС магнитных шумов 28 Ug (текущего спектра). Напряжение УЗ поступает на вход первого порогового блока 10 с порогом срабатывания UQ. В моменты равенства напряжения LL порогу U происходит переключение порогового блока 10, что сопровождается возникновением на его выходе прямоугольных импульсов 29 и I, передний фронт которых соответствует во времени точке 27 а с некоторой погрешностью д1, однако эта погрешность имеет системат гческий характер и ее можно учесть. Напряжение DTI поступает на вход первой дифференцирующей цепи 11, формирующей на выходе короткие импульсы 30 Ufi-i в моменты переключения первого порогового блока 10. Напряжение U поступает на вход второго детектора 12, подавляющего импульсы отрицательной полярности, импульсы выходного напряжения 31 и посГупают на первый вход триггера 13 и переключают его в первое устойчивое состояние. Напряжениё с образцового резистора 3, синфазное с перемагничиваюнц м током обмотки 2 и напряженностью перемагничивающего поля 26 Н - поступает на вход фазорегулятора 14, осуществлякнцего поворот фазы входного напряжения на фиксированный (регулируемый при настройке устройства) угол. Выходное напряжение фазорегулятора 14 поступает на вход удвоителя 15 частоты,выходное напряжение 32 Uкоторого поступает на вход, второго порогового блока 16 с порогом срабатывания Up 32,которое переключается в моменты равенства этих напряжений. Импульсы выходного напряжения 33 второго порогового блока 16 поступают на вход второй дифференцирующей цепи 17, формирующей на выходе короткие импульсы 34 U, в моменты переключения второго порогового блока 16. Напряжение Up,, поступает на вход третьего детектора 18, подавлякицего импульсы отрицательной полярности, импульсы выходного напряжения 35 U поступают на второй вход триггера 13 и переключают его во второе устойчивое состояние. Прямоугольные импульсы выходного напряжения триггера 36 Uf поступают, на управлякшщй вход ключвого усилителя 19, открывая его на время ДТ действия импульсов U. На сигнальный вход ключевого усилителя I9 поступает высокочастотное напряжение подвижного контакта переключателя 20, на один из неподвижных контактов которого поступает напряжение с выхода высокочастотного измерительного генератора 2, а на второй - с выхода умножителя 22 частоты, умножаняцего частоту его входного напряжения, снимаемого с выхода образцового резистора 3. Радиоимпульсы высокочастотного выходного напряжения ключевого усилителя 19, действующие в течение времени Д Т„ поступают на вход четвертого детектора 23, подавляющего сигналы отрицательной полярности. Выходное напряжение 37 Upj 5 e®P° ° детектора 23 после интегрирования вторым блоком 24 интегрирования поступает на индикатор 25. Так как фаза импульсов времени постоянна (при настройке добиваются соответствия этих импульсов во времени перехода перемагничивающего тока через экстремум), а фаза импульсов времени соответствует достижению перемагничивающим полем напряженност поля старта зародышей обратного перемагничивания то и промежуток ЛТ пропорционален напряженности поля старта. Поэтому действзпощее значение напряжения на выходе ключевого усилителя пропорционально напряженности поля старта. Следовательно, показани индикатора 25 пропорциональны напряженности поля старта, характезирующего структурно-механические свойства контролируемого изделия.

При использовании инфранизкочастотного перемагничивания (доли и единицы герц) сигнальный вход ключевого усилителя I9 соединяется через подвижный контакт переключателя 20 с выходом высокочастотного измерительного (например, кварцевого) генератора 21. При использовании более высокочастотного перемагничивания десятки и сотни герц сигнальный вход ключевого усилителя соединяется через подвижный контакт переключателя 20 с выходом умножителя 22 частоты перемагничивания, что позволяет устранить влияние вариаций

частоты перемагничивания на результаты контроля.

Формула изобретения .

Устройство для магнитошумоврй стртуроскопии, содержащее низкочастотный источник перемагничивающего поля, индукционньй преобразователь маг нитньпс шумов, первый вывод обмотки возбуждения которого подключен к выходу низкочастотного источника перемагничивающего поля, широкополосный усилитель, два детектора, блок интегрирования, пороговый блок и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности контроля, оно снабжено фильтром верхних частот, вход которого подключен к измерительной обмотке индукционного преобразователя магнитных; шумоз, лервой дшМ еренцирующей цепью, ззсод которой подключен через соединенные последовательно широкополосньй усилитель, первый детектор, блок интегрирования и пороговый блок к .выходу фильтра верхних частот, а вьжод ко входу второго детектора, триггером, первый вход которого соеДИН8К с выходом второго детектора, образцовым резистором, один из контактов которого подключен ко второму

выйоду обмотки возбуждения, а второй контакт - к общему проводу, соединенными последовательно фазорегулятором, -удвоителем частоты, вторым пороговьм блоком, второй дифференцирующей цепью и третим детектором, выход которого соединен со вторым входом триггера, а вход фазорегулятора соединен со вторым ВЫЁОДОМ обмотки возбуждения, а также соединёнными последовательно ключевым усилителем, к одному из входов которого подключен выход триггера, четвертым детектором я вторым блоком интегрирования, к.выходу которого ПОДКЛЮЧЁН индикатор, умножителем частоты, переключателем и измерительным генератором, вход умножителя частоты подключен ко второму выводу обмотки возбуждения, второй вход ключевого усилителя подключен к среднему подвижному контакту переключателя, а выходы умножителя частоты и измерительного генератора соединены с двумя контактами переключателя

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 513237, кл, G 01 В 7/06, 1974.

2,Авторское свидетельство СССР № 616573, кл. G 01 N 27/86, 1977 (прототип).

Фиг.2