Способ магнитошумового контроля механических напряжений и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01N27/83 

3 Э7 близкой к нулю, и почти не приeMnei-tei для контроля-механических напряжений в аморфных ферромагнетиках, у которых константы магнитострикции могут принимать как малые положитель ные, так и отрицательные значения, а спектр магнитного шума носит перио дический характер 33. Цель изобретения - повышение точности контроля механических напряжений о аморфных ферромагнетиках. Для достижения поставленной цели согласно способу магнитошумового контроля механических ,напряжений регистрируют экстремальные значения |СПектральной плотности магнитного Ьума, измеряют средний период их сле дования, по которому определяют величину механических напряжений. Устройство, реализую1цее известный способ снабжено.последовательно соединенными Дифференцирующим блоком нуль-органом, ключем, запоминающим блоком и блоком вычисления периода спектра, включенными между выходом квадратичного детектора и входом индикатора, а второй выход генератора Качанэщеися частоты, подсоединен ко вт рому входу ключа. Принцип работы устройства, реали зующего способ, заключается в регист рации среднего периода спектра, магнитного шума в аморАных ферромагнитн материалах, который определяется величиной приложенных механических напряжений. Блок-схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит последователь но соединенные блок 1 намагничивания переменного тока, преобразователь 2 Баркгаузена, широкополосный усили- тель 3 полосовой фильтр , квадратичный детектор 5, дифференцирующий блок 6, нуль-орган 7, ключ 8, з апоми нающий блок 9 блок 10 вычисления периода спектра и индикатор 11, а также генератор 12 качающейся частот один выход которого соединен со вторым входом полосового фильтра ,, а и выход - со вторым ВХ.ОЦОМ кпювторой.ча 8. Работа устройства осуществляется следующим образом. Блок 1 питает обмотку намагничивания преобразователя 2 Бгфкгаузена переменным током. Сигнал ЗДС от скач ков Баркгаузена регистрируется измерительной катушкой Преобразователя, 4 .усиливается широкополосным усилителем 3 и подается на полосовой фильтр k с регулируемой частотой настройки. С помощью генератора 12 качающейся частоты, частота настройки полосового фильтра k непрерывно увеличивается от минимальной частоты, определенной в предварительном эксперименте. Сигнал с полосового фильтра Ц поступает на квадратичный детектор 5 с большой постоянной времени, где вычисляется квадрат среднего значения магнитного шума. Таким образом, на выходе квадратичного детектора 5 получаем текущее значение спектральной мощности магнитного шума. Это текущее значение поступает на вход дифференцирующего блока 6, где вычисляется текущее.значение ее производной. Частоты анализа, при которых производная спектральной плотности обра 4ается в нуль, будут соответствовать относительным максимумам спектра магнитного шума. В момент .равенства производной нулю, срабатывает нульорган 7, который открывает ключ 8. Значение частоты анализа, .соответствующее этому моменту, запоминается запоминающем блоке 3. Аналогичным образом в запоминающем блоке 9 запоминаются все последующие значения частоты, соответствующие экстремальным точкам на спектре магнитного шума. Для определения с достаточной точностью периода спектра достаточно провести усреднение по трем периодам. Зафиксированные в запоминаю1цем блоке 9 значения частот анализа, соответствующие экстремумам на спектре поступают на блок 10, который вычисляет средний период спектра и по показаниям индикатора 11 определяют величину механических напряжений в аморфном ферромагнетике. Применение способа позволяет значительно .повысить отношение сигнал/помеха при контроле внутренних упругих напряжений. Особо эффективным способ окажется при контроле напряжений в ферромагнетиках, у которых спектр магнитного шума имеет периодический характер и константы магнитострикции . могут принимать как малые положительные, так и отрицательные значения, когда такие широко используемые магнитные параметры, как коэрцитивная сила, магнитная проницаемость, остаточная индукция оказываются малочувствительными к уровню внутренних напряжений. Примером таких материалов может служить аморфный ферромагнетик системы

котором контролируют величину приложенных механических напрянений в диапазоне 0-25 кг/мм.

Формула изобретения

1.Способ магнитоиумового контроля механических напряжений, заключаю:1цийся в том, что контролируемый материал перемагничивают переменным полем регистрируют спектр магнитного шума

и по его характеристикам определяют величину механических напряжений, отл, ичающийся тем, что, с целью повышения точности контроля механических напряжений в аморфных ферромагнетиках, регистрируют экстремальные значения спектральной плотности магнитного шума, измеряют средний период их следования, по которому определяют йеличину механических напряжений.

2.Устройство для магнитошумового ,контроля механических напряжений, со

держащее последовательно соединенные блок намагничивания, преобразователь Баркгаузена, широкополосный усилитель, полосовой фильтр и квадратичный детектор, генератор качающейся частоты, выход которого соединен со вторым входом полосового фильтра, и индикатор, отличающее с. я. тем, что оно снабжено последовательно соединенным дифференцирующим блоком, нуль-органом, ключем, запоминающим блоком и блоком вычисления периода спектра, включенными между выходами квадратичного детектора и входом индикатора, а второй выход генератора качающейся с астоты подсоединен ко второму входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции V 215899, кл. G 01 N27/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР ,(Г 819679, кл. Г, 01 Н 27/83, 1979

(прототип).

3. Известия АН СССР. Сер. физическая, f 9, 1981, с. 1739.

f

0

.;- - -.,

- .

.

N

а

1AJU

Jcs,

L

TTinm

Ц

о