Устройство для магнитошумового конт-РОля фЕРРОМАгНиТНыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N27/83 

Изобретениб относится к неразрушагацему контролю ферромагнитных материалов и может быть использовано при измерении их анизотропных свойст Известны устройства для магнитошумового контроля ферромагнитных ма териалов, содержащие низкочастотный генератор, перемагничивающую систем широкополосный усилитель и индикатор 1 . Недостатком известных устройств является низксш точность контроля п верхностных свойств ферромагнитных материалов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для магнитошумового контроля ферромагнитных материалов, содержащее низкочастотный генератор, подключен ную к его выходу перемагничивагадую систему, первую индикаторную катушку, соединенные последовательно шир кополосный усилитель и аналиэатсч спектра, и индикатор 2, Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля, связанная с отсутствием возможности контроля объемной анизотро пии ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повььиение достоверности контроля. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено второй индикаторной катушкой, коммутатором, соедийендам сигнальными входами с индикаторными катуишами, а выходом со входом широкополосного усилителя, блоком управления, включенным между низкочастотHfciM генератором и коммутатором, блоком распределения сигналов , включенным между анализатором спектра и входами индикатора и соединенным управляющим входом с низкочастотным генератором, а в качестве ин-, дикатора использован двухкоординатный самописец.. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюра распределения магнитного поля по глубине исследуемого материала. Устройство содержит перемагничивающую систему 1, первую индикаторную катушку 2, витки которой расположены в плоскости, параллельной измерительной поверхности 3 перемагничивающей системы. На полюсах перемагничивающей система 1 установлены медные экраны 4. Вторая индикаторная катушка 5 расположена между полюсами перемагничиааюгщей системы 1. Плоскости витков кату ки 5 перпендикулярны измерительной п верхности. Генератор б низкой частоты подключен к обмотке перемагничива системы 1 и к блоку 7 управлени управляющему коммутатором 8 сигналов измерительных катушек 2 и 5, Выход коммутатора 8 через последовательно соединенные широкополосный усилитель 9, анализатор спектра 10, блок 11 распределения сигналов соединен с двухкоординатным самописцем 12. Уп равляющий вход блока 11 распределения сигналов соединен с генератором б низкой частоты. Устройство работает следующим образом. На обмотки перемагничивающей систекы 1 от гене эатора 6 низкой частоты поступает переменный ток. Созданный этим током магнитный поток, замлкаясъ по сердечнику перемагничиваю щей системы и по участку контролируе мого изделия 13, вызывает в них скач ки намагниченности, ориентация которых зависит от структуры перемагничивающего поля, которая определяется формой полюсных наконечников. Маг нитные силовые линии в зоне контроля имеют дугообразную форму, обусловленную накладным типом перемагничивающей системы 1. Их можно разложить на нормальные и тангенциальные составляющие напряженности магнитного поля. Количество нормальных и тангенциальных скачков намагниченности определяется расстоянием- между полюсами перемагничивающей системл 1. Тангенциальные скачки намагниченности несут информацию о распределении параметров ферромагнитного материала в плоскости, параллельной поверхности контроля, а нормальные о распределении этих параметров в плоскости, перпендикулярной поверхности контроля. Индикаторная катушка 2, для которой скачки намагниченности локализуются по ее оси, регистрирует только нормальные скачки, а индикаторная катушка 5, для которой скачки намагниченности локализуются непосредственно под ее виткЪмиу регистрирует только тангенциальные скачки Медные экраны 4 предохраняют индикаторные катушки 2 и 5 от влияния скачков намагниченности, происходящих в сердечнике перемагничивающей системы 1. Для обеспечения возможности послойного измерения объемной анизотропии напряженность поля на поверхности . 2)ыбирается таким образом, чтобы Hf) Hg, где Н - напряженность насыщения. Тогда при возрастаНИИ напряженности от О до Н процесс скачкообразного перемагничивания на поверхности изделия при достижении HQ н прекращается, в то время как на какой-то глубине напряженность поля И- 4 Нр , где Hj. - напряженность старта, и скачки намагниченности еще не начинаются, таким образом, между поверхностью Образца и глубиной h находится слой материала, .в котором идут скачки намагниченности. Если напряженность поля на поверхности обеспечивает Н-, то слой, в котором идут скачки намагниченности, нарастании поля от О до Н перемещается от поверхности материала до глубины . Скачки намагниченности, идущие С различных глубин, оканчиваются на различных участках периода перемагничивания, т.е. отдельные участки текущего спектра магнитных шумов связаны с определенными глубинами. Измерение интенсивности магнитных шумов на различных участках текущего спектра в этом случае дает возможность вести контроль распределения параметров ферромагнитных материалов по глубине. Сигналы с индикаторных катушек 2 и 5 подаются на сигнальные входы коммутатора 8. Блок 7 управления запускается от генератора 6 и формирует управляющие импульсы, которые подаются на управляющий вход коммутатора 8. Положительные импульсы открывают коммутатор для сигнала индикаторной катушки 2, а отрицательные - для сигнала индикаторной катушки 5. На входе широкополосного усилителя 9 чередуются сигналы участков текущего спектра магнитных шумов нормальной и тангенциальной составляющих. Этот сигнал усиливается усилителем 9, анализируется и детектируется анализатором спектра 10. На вход блока 11 распределения сигналов подаются огибающие участков текущего спектра магнитных шумов. Напряжение генератора б низкой частоты,поступая на управляющий вход блока.11, своей положительной полуволной пропускает на его выход, соединенный со входом вертикальной развертки двухкоординатного самописца, один из сигналов, а пропускает на его выход, соединенный со входом горизонтальной развертки отрицательной полуволной пропускается второй сигнал. Таким образом, если контролируемый материал изотропен, то сигналы индикаторных катушек 2 и 5 равны и перо самописца находится на границе всех четырех областей. Если материал находится в состоянии объемного сжатия, то интенсивность скачков намагниченности, как нормальных, так и тангенциальных, уменьшается и перо самописца переходит в первую область. В том-случае, когда материал испытывает растяжение по глубине и сжатие вдоль поверхности контроля, перо самописца перемещается во вторую область.