Устройство для контроля поверхностныхСлОЕВ фЕРРОМАгНЕТиКОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N27/82 

1

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для исследования физикомеханических и физико-химических свойств поверхностных слоев материалов .

Известно устройство для контроля поверхностных слоев ферромагнетиков,, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь, фильт верхних частот, усилитель, амплитудных селектор и оконечный блок и соединенные последовательно анализатор спектра, детектор, интегратор и делитель напряжения, включенные между выходом усилителя и управля оцим входом амплитудного селектора l

Недостатком данного устройства является низкая точность из-за влияния мешающих факторов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являет.ся устройство для контроля поверхностных слоев ферромагнетиков, содержащее генератор, соединенные последовательно усилитель Мощности, индукционный гфеобразователь и усилитель и соединенные последовательно детектор, первый фильтр низких частот и двухкоо дннатный индикатор 2.

Недостатке дан.ного устройства является то, что при контроле изделий влияние мешающих факторов оказывает значительное влияние на амплитуду импульсов ЭДС скачков Баркгаузена. Это приводит к тому, что огибающая пачки импульсов изменяется и не может являться достоверным критерием качества изделия, что снижает точность контроля.

Цель изобретения - повыиение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено сумматором, включенным между выходом генератора входом«усилителя мощности, режекторным фильтром, включенным между выходом усилителя и входом детектора, вторым фильтрсял низких частот, вход которого соединен с выходом детектора, соединенными последовательно третьим фильтром низких частот, выход которого соединен со вторым вхсшом двухкоординатного индикатора, управляемом усилителем, управлявший вход которого соединен с выходом второго фильтра низких частот, и управляе1«лм фазовращателем, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а также измерителем сдвига фаз, первый и второй входы которого соединены с генератором и выходом третьего фильтра низких частот, а выход - со входом управления управляемого фазовращ теля. На чертеже представлена блок-схема устройства. На представлена блок-схема устройства. Оно содержит соединенные последовательно генератор 1, сумматор 2, ус литель 3 мощности , индукционный прео разователь состоящий из перемагнйчн ванвдей и измерительной обмоток 4 и 5 усилитель б, режекторный фильтр 7, детектор 8, первый фильтр 9 низких частот и двукоордИнатный индикатор 1 К выходу детектора 8 подключен второй фильтр 11 низких частот, а к выходу усилит°еля 6 подключены соединен ные последовательно третий фильтр 12 низких частот, выход которого соединен со вторым входом двухкоординатно го индикатора 10, управляемый усилитель 13, управляющий вход которого соединен с выходом второго фильтра l Низкой частоты, и управляелый фазовращатель 14, выход которого соединен со вторым входом сумматора2, а также измеритель 15 сдвига фаз, входы которого соединены с выходами генератора 1 и третьего фильтра 12 низких частот, а выход соединен с уп равляющим входе управляемого фазовращателя 14. Устройство работает следующим образом. Генератор 1, сумматор 2, усилитель 3 мощности и перемагничивающая обмотка 4 перемагничивают ферромагнитное изделие (не показано). В измерительной обмотке 5 преобразователя наводится ЭДС, которая представима суммой полезного сигнала (импул сы ЭДС от скачков Варкгаузена) и помехи (детерминированная ЭДС, дискрет ный спектр которой в 80-100 раз превышает частоту перемагничивания). С измерительной обмотки 5 сигнал через усилитель б подается на третий фильтр 12 низкой частоты, частота среза которого выбрана такой, чтобы подавить импульсы ЭДС от скачков Баркгаузена и зйделить детерминированную ЭДС помехи (частота среза третьего фильтра 12 низких частот в 80-100 раз зшае частоты генератора l). Третий фильтр 12 низкой частоты, управляелый усилитель 13 с изменяемым коэффициентом усиления, управляемый фазовращатель 14, измеритель 15 сдвига фаз и сумматор 2 образуют обратную связь и задают такой режим перемагничивания, при котором напряжение детерминированной помехи, т.е. напряжение на выходе третье го фильтра 12 низкой частоты поддерживается постоянной амплитуды синусо идальной формы и частоты, равной частоте синусоидального напряжения на выходе генератора 1. ЭДС, которая наводится в измерительной обмотке 5, в этом случае представлена суммой полезного сигнала (ЭДС от скачков Баркгаузена) и помехи (синусоидального напряжения). Функционирование обратной связи обеспечивает измеритель 15 сдвига фаз, который с помощью фазовращателя 14 устраняет возниканхдие -сдвиги фазы напряжения с выхода третьего фильтра 12 низких частот относительно напряжения с генератора 1. Режекторный фильтр 7, настроенный на частоту генератора 1, подавляет синусоидёшьную ЭДС помехи, нaвeдe Iную в изме1 ительной обмотке 5, и рыделяет импульсы ЭДС от скачков Баркгаузена. Импульсы ЭДС от скачков Баркгаузена через детектор 8 поступают на первый фильтр 9 низкой частоты, постоянная времени которого выбрана такой, что двухкоординатный индикатор 10 регистрирует огибающую потока импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена. По данной огибающей проводится визуальный контроль. При воздействии мааающих факторов, например при изменении воздушного зазора между преобразователем и поверхностью изделия, изменяется режим перемагничивания изделия, что приводит к изменению амплитуды импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена. В этом случае с детектора 8 через второй фильтр 11 низкой частоты на управляющий вход управляемого усилителя 13 поступает сигнал, который изменяет коэффициент усиления обратной связи. Постоянная времени второго филбтра 11 низкой частоты выбрана такой, что на управляющий вход управляемого усилителя 13 подается напряжение, пропорциональное среднему значению импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена за период . перемагничивания. Таким образом, несмотря на воздействие маиающих факторов , обратная связь поддерживает н4 выходе второго фильтра 11 низкой частоты неизменным среднее значение импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена за период перемагничявания. При этом высокочастотшле нелинейные искажения, KQTOfxie из-за изменения режима ,. перема ничиваиия могли бы быть наведены в измерительной обмотке 5 и впоследствии исказить результаты контроля, отсутствуют, ввиду того, что с помощью обратной связи одновременно поддер швается синусоидальное напряжение помехи на выходе усилителя б. Формула изобретения Устройство для контроля поверхностных слоев ферромагнетиков, сбдержащее

генератор, соединенные последовательно усилитель мощности, индукционный преобразователь и усилитель, и соединенные последовательно детектор, первый фильтр низких частот и двухкоординатный индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено сумматором, включенным между выходом генератора и входом усилителя мощности, режекторным фильтром, включенным между выходом усилителя и входом детектора, вторым фильтром низких частот, вход которого соединен с выходом детектора, соединенными последовательно третьим фильтром низких частот, выход которого соединен со вторым входом двухкоординатногр индикатора, управляемым усилителем, управляющий вход которого соединен с выходом второго фильтра низких часто, и управляемым фазовращателем, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а также измерителем сдвига фаз, первый и второй входы которого соединены и генератором и выходом третьего фильтра низких частот, а выход - со входом управления управляемого фазовращателя.

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 557335, кл. G 01 R 33/12, 1975.

2.Барсуков В.К., Ломаев Г.В. и Мерзляков 10.И. Контроль параметров

5 ферромагнитных материалов методом магнитныхDiyMOB. - Дефектоскопия, 1973, № б (прототип).