Устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

I

Изобретение относится к средст- jsaM электромагнитной структуроскопии и может быть использовано для контроля структурно-механических характеристик ферромагнитных материалов.

Известно устройство контроля физико-механического состояния и структурных свойств ферромагнитных материалов, содержащее генератор, преобразователь., фазочувствительный блок, фильтр, широкополосный усилитель, второй детектор и блок автоматики. Устройство позволяет по совокупности сигнала магнитного шума и сигнала основной частоты выделять сигнал, характеризующий годность изделия ij.

Однако измерение распределения импульсов по амплитудам.или длительностям и использование результатов этих измерений для контроля материала сопряжено с существенным усложнением аппаратуры структуроскопа. Контроль же структурного состояния

металла по одному .-единственному интегральному параметру - числу скачков Баркгаузена - обладает низкой достоверностью из-за, влияния на этот параметр изменения структурных свойств материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, со10держащее последовательно соединенные генератор, магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, коммутатор и счетчик импульсов.

15

Коммутатор пропускает на счетчик импульсы ЭДС; от скачков Баркгаузена в течение полуцикла перемагничивания, причем фаза управляющего коммутатором сигнала обусловливается задачей

20 контроля 2,

Недостаток известного устройства низкая достоверность контроля вследствие малой информативности одномернего измерительного сигнала, на величине которого сказывается влияние различных структурных и механических свойств материала. Цель изобретения - повышение достооерности контроля структурно-механических характеристик ферромагнитных материалов. Поставленная цель достигается тем что устройство для нагнитошумовой структуроскопий ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, коммутатор и счетчик импульсов, снабжено процессором, оперативным и постоянным запоминающими блоками, блоком сравнения и формирователем строба, входы блока сравнения соединены с выходами генератора и постоянного запоминающе го блока, подключенного к генератору, а выход - через формирователь строба - с коммутатором, выходы процессора соединены со входами счегчика, оперативного и постоянного запоминающих блоков, а вход - с выходом оперативного запоминающего блока, другой вход которого соединен с выходом счетчика. На чертеже представлена блок-схе ма устройства для магнитошумовой структуроскопий ферромагнитных изделий. Устройство содержит последователь но соединенные генератор 1 пилообраз ного тока, магнитоиндукционный преоб разователь 2, усилитель 3, амплитудный селектор , коммутатор 5, счетчик 6 импульсов. Генератор 1 выполнен по схеме цифро-аналогового преоб разователя (ЦАП) и содержит управля емый генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик и собственно ЦАП (не показаны) . Селектор 4 снабжен сх мой регулирования порога амплитудной селекции, причем эта схема также вы полнена на основе ЦАП. Устройство содержит блок 7 сравнения, формирователь 8 строба, опер тивный запоминающий блок 9, постоян ный запоминающий блок 10 и процессор 11. Входы блока 7 сравнения сое динены с выходами генератора 1 и по стоянного запоминающего блока 10, к торый подключен к генератору 1, а выход - через формирователь 8 строба - с коммутатором 5 Выходы проце сора 11 соединены со входами счетчи ка 6, оперативного и гюстоянного запоминающих блоков 9 и 10, а вход с выходом оперативного запоминающего блока 9, другой вход которого соединен с выходом счетчика 6, Устройство работает следующим образом. С аналогового выхода генератора 1 на преобразователь 2 подается симметричный линейно изменяющийся (пилообразный) ток намагничиваниЯо Возникающие в контролируемом материале необратимые скачки намагниченности создают в магнитоиндукционном преобразователе 2 поток импульсов ЭДС, которые усиливаются в усилителе 3 и через амплитудный селектор 4 и коммутатор 5 поступают на счетный вход счетчика 6. Величина порога, на котором происходит отсечка импульсов, задается по цифровому входу селектора из постоянного запоминающего блока 10. В последнем хранятся также коды координат, выбранных для измерения точек петли гистерезиса, границы окрестности каждой из указанных точек и значения скоростей перемагничивания, используемых при контроле. Коммутатор 5 пропускает импульсы на счетчик 6 только ЙЪ время действия строба, вырабатываемого формирователем 8 по выходным сигналам блока 8 сравнения, причем начало и конец каждого строба задаются моментами совпадения значения тока намагничивания с числовыми ..величинами, которые соответствуют границам окрестности каждой точки измерения. Эти числовые величины подаются на блок 7 сравнения из постоянного запоминающего блока 10 по команде процессора 11 За один цикл перемагничивания устройство выполняет измерение числа импульсов ЭДС от магнитного шума во всех заранее выбранных точках петли гистерезиса, при этом результаты измерения в каждой точке по команде из процессора 11 переписываются из счетчика 6 в оперативный запоминающий блок 9. Затем этот цикл измерения повторяется при всех заранее определенных сочетаниях значений порога амплитудной селекции и скорости перемагничивания, устанавливаемых по сигналу процессора 11. После окончания указанной программы измерений накопленная совокупность результатов используется для вычисления- количественных характеристик структурного состояния и механических свойств контролируемого материала. С этой целью процессор 11 производит решение многофакторных уравнений регрессии. Использование многомерного измерительного сигнала, формируемого по результатам измерения текущего значения количества импульсов в несколь ких точках петли гистерезиса при раз личных сочетаниях уровня амплитудной селекции и скорости перемагничивания позволяет производить избирательный, контроль таких структурно-механических характеристик ферромагнитного ма териала, как твердость поверхностного слоя после термообработки, глубина азотированного слоя,- величина остаточных внутренних напряжений в металле, что, в конечном счете, пoвышa ет достоверность контроля материалов. Формула изобретения Устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных мате58риалов, содержащее последовательно соединенные генератор, магнитоиндукционный преобразователь, усилитель, амплитудный селектор, коммутатор и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено процессором, оперативным и постоянным запоминающими блоками, блоком сравнения и формирователем строба, входы блока сравнения соединены с выходами генератора и постоянного запоминающего блока, подключенного к генератору, а выход - через формирователь строба - с коммутатором, выходы процессора соединены со входами счетчика, оперативного и постоянного запоминающих блоков, а вход с выходом оперативного запоминающего блока, другой вход которого соединен с выходом счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №:532802, кл. G 01 N 27/86, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 27/86, 1976 (прототип).