Устройство для магнитошумовой структуроскопии Советский патент 1982 года по МПК G01N27/83 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ

1

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и может быть- использовано в автоматическом контроле физико-механических свойств -сталей.

Известно устройство для магнитошумовой структуроскопйи, содержащее последовательно соединенные генератор тока низкой частоты, магнйтошумовой преобразователь, фильтр верхних частот, усилитель и ; индикатор

Устройство обладает низкой точностью контроля из-за отсутствия эталонного канала измерения.

Наиболее близким к предлагаемому йвляется устройство для магнйтошумовой структуроскопйи. Устройство содержит генератор тока низкой частоты, последовательно соединенные измеритегаьный, преобразователь, фильтр верхних частот, усилитель и индикатор, эталонный канал, состоящий из последовательно соединенных эталонного преобразователя, фильтра верхнихг частот и усилителя 2.

Недостатки этого устройства - низкая чувствительность, обусловленная тем, что нагфяженность. перемагничивающего поля юстоянна и в большинстве измерений бу 1ет отлична от оптимальной; необходимость располагать эталон и контролируемый образец с двух сторон первичного преобразователя, что не всегда возможно.

Целью изобретения явлшется повьпиение точности контроля за счет высокой чувст10вительности-устройства и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором тока перемагничивания, один вход которого

15 соединен с выходом генератора тока, а выход подключен к входам измерительного и эталонного преобразователей, пороговым блоком, вход которого соединен с выходом усилителя эталонного канала, а вы20ход - к второму входу регулятора тока перемагничивания.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для магнйтошумовой струк39туроскопии; на фиг. 2 и 3 - графики, поясняющие работу устройства. Устройство содержит измерительный канал, состоящий из последовательно соединенных генератора 1 тока низкой частоты, регулятора 2 тока намагничивания, измеритель преобразователя 3 с намагничивающей и измерительной обмотками, ВЧ фильтра 4, усилитель 5, индикатор 6, эталонный ханал, состоящий из последова- тельно соединенных эталонного преобразователя 7 с намагничивающей и измерительной обмотками , ВЧ фильтра 8, усилителя 9 и порогового блока 10. Причем вход эталонного преобразователя 7 подклю чен к выходу регулятора 2 тока намагничивания, а Выход усилителя 9 через пороговый блок 10 подключен к управляющему входу регулятора 2 тока намагничивания. Первичный преобразователь 3 устанав- ливается на контролируемом образце, эта лонный Преобразователь 7 - на эталонном Устройство работает следующим обра1зом. Намагничивающий ток от генератора 1 тока.низкой частоты поступает через регулятор 2 тока -намагничивания на преобразователи 3 и 7. ЭДС щума с выхода эталонного преобразователя 7 через ВЧ фильтр 8, усилитель 9 и пороговый блок 1О поступает на управляющий вход регулятора 2 тока намагничивания. При этом рабочий ток преобразователей 3 и 7 умен шается до значения, при копиром ЭДС щу ма эталонного образца на выходе усилителя 9 равна значению порогового напряжения, установленного на блоке 10. В эт случае чувствительность измерительного канала будет близка .к мксимальной. Зависимость чувствительности ЭДС щума 5 к внутренним напряжениям от величины намагничивающего тока преобразователя изображена на фиг. 2. С уменьшением тока чувствительность ЭДС шума к внутрен ним напряжениям повьш ается. Такой же характер имеет зависимост1э чувствительности ЭДС щума к структу1эе от тока намагничивания. ЭДС щума с выхода первичного преобразователя 3 через ВЧ филь 4 и усилитель 5 поступает на индикатор 6. Показания Ер индикатора будут определяться магнитошумовыми свойствами контролируемого образца и находятся в близкой к линейной апвисимости от тока намагничивания (фиг, З). Ток намагничивания из-за наличия обратной связи с вых да усилителя 9 эталонного канала через пороговый блок 10 на регулятор 2 тока намагничивания будет тем меньше, чем .4 лучше магнитошумовые свойства эталонного образца, т.е. показания Ер индикатора б будут определяться отношением магнитошумовых свойств контролируемого и эталонного образцов. Можно показать, что Ер зависит от ЭДС Ец шума контролируе- образца и ЭДС щума эталонного образца. Зависимость ЭДС Ещ шума от тока намагничивания J ,в достаточно широкой начальной области близка к линейной (фиг. З). На основании этого ; (1) . Л, (2). АЧ- КэтА-, - коэффициент, характеризующий . свойства контролируемого образца; - коэффициент передачи измерительного канала; п коэффициент, характеризующий свойства эталонного образца; - коэффициент передачи эталонного канала; 3 - рабочий ток преобразователей 3 Преобразователи 3 и 7 подключены к регулятору тока намагничивания таким образом, чтобы токи преобразователей равны. Подставив значение тока из (2) в (1) получим г -Ач к.. А эт где К, К д - величины постоянные; ЕЭ ЭДС шума на выходе усилителя 9, благодаря обратной связи с выхода усилителя 9 через пороговое устройство на управляющий вход блока намагничивания будет тйкже величина постоянная. Показания Ер индикатора 6 определяются отГошением коэффициентов А и А,, характеризующих магнитошумовые свойства контролируемого образца и эталонного (не показаны), причем рабочий ток первичных преобразователей всегда будет близок к оптимальному из-за действия обратной связи. Преимущества предлагаемого устройства перед известным следующие: более высокая чувствительность (при контроле внутренних напряжений чувствительность повьш1ается в 3-4 раза),так как рабочий ток из-за наличия цепи обратной связи уменьшается до значения близкого к . оптимальному; отсутствует необходимость располагать эталон и контролируемый образец рядом, что не всегда возможно, например, при сравнительном контроле различных участков одного образца, при контроле крупногабаритных образцов или при контроле изделий сложной формы; устройство перестраивается при смене эталонного образца на оптимальный режи что позволяет использовать его в системах автоматического контроля. Формула изобретения Устройство для магнитошумовой струк туроскопии, содержащее генератор тока низкой частоты, последовательно соединен ные измерительный преобразователь, фильтр верхних частот, усилитель и индикатор, эталонный канал, состоящий из последовательно соединенных эталонного преобра зователя, фильтра верхних частот и усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности коитроля, оно снабжено регулятором тока пере-) магничивания, один вход которого соединен с выходом генератора тока, а выход подключен к входам измерительного и эталонного преобразователей, пороговым блеском, Вход которого соединен с выходом усилителя эталонного канала, а выход - k второму входу регулятора тока перемагнйчивания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ГДР № 94711,кл. Q 01 N 27/72, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР Nb 670879, кл. Q OlN 27/86, 1979 (прототип).