Способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/83 

(5) СПОСОБ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушаю щему контролю и может быть использовано для структуроскопии ферромагнитных материалов. Известен способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных Mate риалов, заключающийся в том, что конт ролируемой объект перемагничивают линейно изменяющимся магнитным полем измеряют с помощью индукционного преобразователя сигналы магнитных шумов и тю полученному спектру сигналов за цикл перемагничивания судят о структуре 1сонтролируемого материала l. Недостаток известного способа состоит в недостаточной надежности контроля, что связано с интегральным характером получаемой информации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемый объект перемагничивают линейно изменяющимся магнитным полем и измеряют с помощью индукционного преобразователя число импульсов от магнитных шумов 2 , Однако и этот способ не обладает необходимой надежностью контроля, что связано с интегральным характером измеряемого параметра, а именно числом импульсов за полуцикл перемагничивания. Цель из.обретения - повышение надежности контроля. Поставленная цель достигается тем, что выбирают несколько точек петли гистерезиса контролируемого материала, изменяют магнитное поле в пределах окрестности каждой из выбранных точек, определяют количество импульсов при каждой вариации магнитного поля и посовокупности полученных результатов судят о структуре контролируемого материала. 3 На чертеже представлена блок-схем устройства, реализующего описанный способ. Устройство состоит из последоват л.ьно соединенных генератора 1 линейно изменяющегося тока, электромагнитного преобразователя 2, усилителя 3, формирователя , блока 5 стробирования, счетчика 6, блока 7 памяти,. блока 8 автоматики, формирова теля 9, соединенного своим выходом со вторым входом блока 5 стробирования, а своим первым входом с выходом генератора 1, и блока 10 управления, соединенного первым выходом с управляющим входом генератора 1, вторым и третьим выходами - соответственно со вторым и третьим входами формировател1я 9, четвертым выходом - со вторым входом формирователя k а пятым, шестым, седьмым выходами - соответст венно со вторыми входами счетчика 6, блока 7 памяти и блока 8 автоматики. Способ осуществляется следующим об разом. Генератор 1 линейно изменяющегося тока вырабатывает симметричный линейно изменяющийся ток, который запитывает намагничивающую обмотку электромагнитного преобразователя 2, в элект ромагнитном поле последнего помещают контролируемое издепие (не показано) ЭДС от магнитного шума, индуцируемую в измерительной обмотке преобразователя, усиливают усилителем 3 и подают не формирователь k, который селективно выделяет импульсы ЭДС от скачков намагниченности на определенном уровне амплитудной дискриминации и формирует из них нормированные измерительные импульсы. Эти импульсы через блок 5 стробирования подают в счетчик б. На блок 5 стробирования подают так же стробы, вырабатываемые формирователем 9, на один из входов которого поступает напряжение, пропорциональное текущему значению намагничивающего тока, а на два других входа из .блока 10 управления подают пороговые напряжения, соответствующие двум уровням намагничивающего поля, которые задают начало и конец строба в каждой выбранной для измерений точке петли гистерезиса. Таким образом, момент появления и длительность строба определяются координатой и заданной окрестностью соответствующей точки петлм гистерезиса. Результаты измерений для всех точек поочередно переписывают из счетчика 6 в блок 7 памяти, а после окончания измерений блок 8 автоматики по совокупности результатов измерений вырабатывает сигнал, характеризующий контролируемый параметр материала. Для увеличения размерности измерительного сигнала, с целью обеспечения избирательного контроля различных структурно-механических характеристик материала, весь цикл измерений в выбранных точках петли гистерезиса целесообразно повторить при нескольких порогах амплитудной селекции импульсов ЭДС от магнитного шума, для чего изменяют значение порога, устанавливаемого в формирователе 4 из блока 8 автоматики. С этой же целью все указанные измерения целесообразно производить при различных значениях скорости намагничивания, которая устанавливается в генераторе 1 по сигналу из блока 8 автомат:1ки. Глубину проникновения намагничивающего поля в контролируемый объект можно изменять, регулируя амплитуду перемагничивающего тока. Выбор количества и координат точек петли гистерезиса, в которых производят измерения порогов амплитудной селекции импульсов ЭДС от магнитного шума, значений скорости перемагничивания и амплитуд перемагничивающего тока, осуществляют по результатам предварительных экспериментов на образцах с целью обеспечения наибольшей чувствительности многомерного измерительного сигнала к контролируемым характеристикам структуры материала. Использование многомерного измерительного сигнала позволяет построить методами многофакторного эксперимента сравнительно несложные регрессивные .соотношения, связывающие параметры сигнала с такими структурномеханическими характеристиками ферромагнитного материала, как твердость поверхностного слоя после термообработки, глубина азотированного слоя, величина остаточных внутренних напряжений в металле. Таким образом, данный способ обеспечивает возможность избирательного контроля различных свойств материала и в конечном счете - повышение надежности контроля.

Формула изобретения

Способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемый объект перемагничивают линейно изменяющимся магнитным полем и измеряют с помощью индукционного преобразователя число импульсов от магнитных шумов, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности контроля, выбирают несколько точек петли гистерезиса контролируемого материала, изменяют магнитное

поле в пределах окрестности каждой из выбранных точек, определяют количество импульсов при каждой вариации магнитного поля и по совокупности полученных результатов судят о структуре контролируемого материала.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

2.Эффект Бакгаузена и использование в технике. - Тезисы докл. научн,техн. совещания. Ижевск, ИДНТП, 1977, с. Н5-1 8 (ПРОТОТИП).