Способ неразрушающего контроля ферромагнитных изделий Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

(54; СПОСОБ HEP A3 РУШАЩЕГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов. Известен способ неразрушакчцего кон троля, заключающийся в том, что изделие намагничивают и регистрируют магнитные поля дефектов 1. Данный способ обеспечивает высокую производительность контроля, но недостаточно чувствителен к внутренним дефектам. Наиболее близким к предлагаемому является способ неразрущающего контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что материал изделия намагничивают, возбуждают в нем упру гие колебания путем- преобразования электрических колебаний с помощью магнитострикционного эффекта, регистрируют эти колебания после прохожд ния их через изделие и определяют по ним качество изделия. В данном способе преобразователь подмагничиваютс тголем дефекта, а наличие дефекта определяется по изменению амплитуды пр нятых колебаний (.23. Способ позволяет выявлять внутрен ние дефекты, но обладает недостаточной чувствительностью и достоверность контроля из-за амплитудного метода оценки сигнала. Цель изобретения - повыиение чувствительности и достоверности контроля. Указанная цель достигается тем, что измеряют частоту принятых колебаний и по ее изменению в два раза судят о наличии дефекта. Кроме того, с целью повьшения точ-г ности контроля,изделие подмагничивают в зоне возбуждения упругих колебаний дополнительны полем, варьируют его величину в пределах, необходимых для двукратного изменения частоты упругих колебаний, определяют соответствукжцую этому изменению величину поля и по ней судят о размерах дефекта. На фиг. 1 изображен график,поясняющий работу магнитострикционного преобразователя при отсутствии дефекта на фиг. 2 - vro же г при наличии дефекта, где обозначено: А - кривая магнитострикционного эффекта, показывающая зависимость возникающих в материалах упругих напряжений (вертикальная ось) от приложенной к материалу намагниченности или пропорционального ей электрического напряжения, в . - временная зависимость этого напряжения}

с - получающаяся временная.зависимост упругих колебаний.

На фиг. 3 показана блок-схема усустройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Устройство состоит из расположенной вблизи контролируемого изделия 1 намагничивающей системы 2, обмотки 3 возбуждения, генератора 4 электри ческих колебаний, приемника 5 упругих колебаний, усилителя 6, блока 7 сравнения частот, линии 8 задержки, обмотки 9 подмагничивания, генератора 10 пилообразного напряжения, линии 11 задержки, блока 12 определения параметров дефекта, блока 13 отметки и индикации дефектов, синхронизатора 14. Обмотка 3 совместно с охваченным ею изделием 1 образует магнитострикционный преобразователь.

Сущность способа состоит в следующем. Когда ферромагнитное изделие намагничено, но дефект-отсутствует, магнитное поле не выходит за поверхность изделия. В этом случае возбуждающий магнитострикционный преобразователь работает без внешнего подмагничивания и из-за четности магнитострикционного эффекта упругие колебания будут возбуждаться на удвоенной частоте по отношению к частоте возбуждаю щих электрических колебаний, как по,казано на фиг. 1. Если в зоне располо жения возбуждагацего преобразователя оказывается дефект, то создаваемое им поле рассеяния выходит на поверх г ность изделия и намагничивает преобразователь. Рабочая точка (согласно фиг. 2) переходит на боковую ветвь кривой А магнитострикционного эффекта, в этом случае упругие колебания возбуждаются на частоте электрических Фиксируя факт перехода частоты упругих колебаний от двойной частоты к одинарной частоте, устанавливают наличие дефекта. Поскольку магнитог стрикционные материалы имеют очень высокую чувствительность к подмагничивающим полям, то имеется возможность выявлять малые дефекты, а также дефекты, находящиеся на значительной глубине. Использование в качестве информативного параметра частоты позволяет резко ослабить влияние различных мешающих факторов, а значит, повысить достоверность контроля Для определения параметров дефекто магнитосурикционный преобразователь подма ничивают дополнительным, варьи руемыЛ по величине постоянный магнитным полем. Вектор нaпpяkeннocти этого дополнительного подмагничивающего поля должен быть противоположно направлен вектору напряженности магнитного поля дефекта. При попадании магнитострикционного преобразователя в магнитное поле, дефекта.величина до полнительного поля в какой-то момент становится равной величине поля

дефекта. В виду противоположной направленности поля ком- i пенсируют друг друга, и преобразователь переходит в режим работы на двойной частоте. Зная закон изменения дополнительного поля, измеряя величину дополнительного поля ч момент изменения частоты возбуждаемых упругих колебаний, судят как о наличии, так и о размерах дефекта, что повышает точность контроля.

Способ осуществляют .. следующим ©бразом.

Согласно фиг. 3 намагничивают контролируемое изделие 1 с помсяцью намагничивающей .системы 2, при этсм на дефектах возникают магнитные поля. Генератором 4 возбуждают в обмотке 3 электрические колебаний ультразвуковой частоты и тем самым создают в издлии 1 переменную намагниченность. В результате магнитострикционного эффекта в изделии 1 возникают упругие колебания, которые принимают приемником 5 и усиливают усилителем 6. В случае измерения частоты упругих.колебаний путем сравнения ее с частотой преобразуемых электрических колебаНИИ сигнал с усилителя б подают на блок 7 Сравнения частот, на этот же блок подводят колебания с генератора 4 через линию 8 задержки.

Изменяющееся по величине постоянное магнитное поле, вектор напряженности которого противоположно направлен вектору напряженности магнитного, поля дефекта, создают с помощью обмотки 9 лодмагничиванйя, подключенной к генератору 10 пилообразного напряжения. При попадании магнитострикционного преобразователя в поле дефекта, последнее компенсируется полем подмагничивания, -Преобразовател в этот момент переходит в режим работы на двойной частоте, при этом на выходе блока 7 сравнения частот , формируется сигнал, поступающий на вход блока 12 определения па аметров дефекта. На этот же блок подают сигнал с генератора 10 через линию 11 задержки. При параметрах дефекта, превышающих установленный уровень отбраковки, с ф1ока 12 сигнал передается на вход блока 13 отмеуки и индикации дефектов.

Согласованную работу всех электронных схем обеспечивают синхронизатором 14. Время задержки линий 8 и 11 выбирают равным времени распространения упругих колебаний от места размеще ния обмотки 3 до приемника 5.

Формула изобретения

1. Способ неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что материал изделия намагничивают, возбуждают в нем упругие колебания путем преобразования электрических колебаний с помощью магнитострикционного эффекта, регисрируют эти колебания после прохождения их через изделие и определяют по ним качество изделий, о т- л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыяения чувст вительности и достоверности контроля, измеряют частоту принятых колебаний и по ее изменению в два раза судят о наличии дефекта. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышерия точности контроля, изделие подмаг ничивают в зоне возбуждения урпугих колебаний дополнительны полем, варьируют его величину в пределах, необходимых для двукратного изменения частоты упругих колебаний, определяют соответствующую этому изменению величину поля и по ней судят о размерах дефекта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дефектоскопия, 1966, № 5, с. 59-65. 2.Патент Франции 2344937, кл. G01N 29/00, 24.07.70 (прототип