Способ многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнитных изделий Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использова но для структуроскопии ферромагнитных изделий. Известен способ многопараметровогоэлектромагнитного контроля, заключающийся в том, что на контролируемое изделие воздействуют с помощью электромагнитного преобразователя гармонически изменяющимся магнитным полем, получают огибающую сигнала электромагнитного преобразователя, выделяют, используя преобразование Фурье, спектраль ные составляющие полученной огибающей и по совокупности спектральных составляиощих определяют качество контролируемого изделия С1 . Недостаток известного способа состоит в низкой надежности контроля, что связано с усреднением информации о со стоянии контролируемого изделия за период изменения возбуждающего тока при использовании преобразования Фурье. .Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности - способ многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что с помощью электромагнитного преобразователя последовательно воздействуют на контролируемое изделие гармонически изменяющимся магнитным полем при. различных значениях амплитудь возбуждающего тока электромагнитного преобразователя, первое значение тока устанавливают из условия выполнения линейной зависимости между напряженностью магнитного поля, воздействующего на изделие, Н магнитной проницаемостью последнего, второе значение тока устанавливают из условия равенства постоянной составляющей воздействующего магнитного поля коэрцитивной силе материала изделия, больщей переменной составляющей этого поля, получают огибаюшиз сигнала электромагнитного преобразователя, выделяют, используя преобразование Фурье, спектральные составляющие полученной 397 огибающей сигнала и по полученным спеК тральным составляющим опредеттяют ка чество контролируемого изделия 2, Однако и этот способ не обеспечивает необходимой надежности контропя, так ка исследование спектральных составляющих в базисе ортогональных тригонометричес ких функций приводит к усреднению инфор мации о состоянии контролируемого изделия за период изменения возбуждающего тока, Цель изобретения - повышение надеЖ; ности контроля Поставленная цель достигается тем, что согласно способу многопараметрового электромагнитного контроля ферромаг нитных изделий, заключающемуся в том, что с помощью электромагнитного преобразователя пос-ледовательно воздействуют на контролируемое изделие гармонически изменяющимся магнитным полем при различных значениях амплитуды возбунсдаю .шего тока получают огибающую сигнала, выделяют спектральные составляющие по лученной огибающей и по совохсупности спектральных составляющих определяют качество контролируемого изделия, спектральные составляющие огибающей сигнала выделяют измерения для каждого значения возбуждающего тока нормированных по его амплитуде ь гновенных зна- чений огибающей сигнала в моменты вре Т целое число, f мени,-Ь -.лгде 1с период изменения возбуждающего тока, И О, 1, 2, 3, ,., применяя к измеренным значениям преобразования Уолша„ На чертеже представлена структурная схема устройства, поясняющая предлагаемый способ, Устройство состоит из последовательно соединенных управляемого генератора 1, электромагнитного преобразователя 2, управляемого коммутатора 3, аналого-циф рового преобразователя 4, блока 5 вы чиспения и управления и блока 6 пред ставления информации, Способ осуществляется следующим образом. Управляемый генератор 1 запитывает электромагнитный преобразователь 2 и создает гармонически изменяющееся магнитное nofie, воздействующее, на контро лируемое ферромагнитное изделие. Величина амплитуды возбугкдающего тока ступенчато изменяется во времени в соответствии с программой блока 5 вычисления и упраЕления. Через управляем1:.й ком мутатор 3 в соответствии с программой 94 блока 5 вычисления и управления на вкоя последнего через аналого-цифровой преобразователь поступает цифровой кса, ссот ветствующей амш-хигуде тока ьоабунсденкЯ; а затем цифровой код кет-новенных; эна-гй НИИ огибающей сигньла электромагнатгЮ го преобразователя 2. Момен-1Ъ измере -ния задаются бпоксад 5 вычислений и ;yi-.i равления и выбираются по аакону t ikT-;в вычислительяом блоке KSMepeHiii sa мгновенные аначения нормиру.от-сй ко .-yvrплитуде возбуждающего тока С ;:.оЬ(О1.я,0 нормированных мгновенных значений в блоке 5. вычисления и управления вычксляются спектральные составляющие нор« мированной по амплитуде возбуждаюшеге тока огибающей сигнала. Спектральные составлшошие вычисгхяются с использованием преобразования Уолща, согласно которому нормированная огибающая сигнала S(-t) представляется в виде ряда Уолша Фурье следующим образом,tHb|I o(j,(i)CaE (1Д„) 4050)506(1,t() , Н. () jSUHJWoje(o,TH)dtH е(с() 5(tH),iH). -1/2 1/2 с(д(1)Л S(t)5aC(i,tn)dtH. Вычисление выполняется с использованием модифицированного дискретного пре- образования, согласно которому спектральные составляющие вычисляются последовательно по мере возрастания их номера с разнесением во времени. При изменении напряженности магнитного поля Ц, воздействующего на изделие, изменяются и соответствующие спектральные составляюшие. С целью упрощения блока 5 вычисления и управления для оценки воздействия вариации Н целесообразно использовать аппроксимацию за висимостей c(«) - - -,2.. .,Э А .И 597 оценка коэффициентов дангде Ноного интерполяционного по линома Для определения .. в предлагаемом способе используют метод наименьшиз квадратов (5Ч (%n cifitCHi s4, где ). i -ак спектральная ссгл-а ставяяющая Ушхша слгнала при Шлялитуд- ном значении эяекгронагнитного поля Hj При вычисутения указанных козффкциен гов 1 испояьз еь; нормировку по времени, считал, что .,,. Матрица А в этом случае представляет матрицу с постоянными составляюшИ ми не зависимо от того вычисляется вид Ш- ( Н) при нспольаованин измерительной кшформацНЕ взятой на локальном временном интервшге. али на полупериоде исход ного сигнале. При вьгчиспенни спектральных составляющих в базисе ортогональные функций Уаш-ua используют то обстоятельство что последние являются в конечном ито ге производными от функций Радемахера (меадровых функций) и вычисляются согласно выражению a(i-tH} rK 1/ C2(tH)°...r,(t)fKгде ц.1 к-г-- 0 двоичное-представление числа « и (н Радемахера п -го порядка, Оценку качества ферромагнитных изделий получают применением процедуры функционального преобразования путем коэффициентного взвешивания спектршхь- 1НЫХ составляющих Уолша, вычисленных на соответствуюошх временных интервалах 1/2Тг,ер ; 1/4Т„ер и разнесенных на временной оси, и по информативным составляющим ( к) соответ9ствующих функциональных зависимостей ilH). Эффективность многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнвгных изделий с применением указанных спектральных составляющих основана на том, что используется измерительная инфс мация как со всего интервала сигнала, так и с локальных временных двоичных интервалов, различной кратности, о физических процессах, происходящих в ферромагнитном образце при воздействии на последний периодических переменных электромагтштных полей. Формула изобретения Способ многопараметрового электромагнитного контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что с помощью электромагнитного преобразователя последовательно воздействуют на контролируемое изделие гармонически изменявшимся магнитным полем при различных значениях амплитуды возбуждающего тока, получают огибающую сигнала, выделяют спектральные составляющие полученной огибающей и по совокупности спектральных составляющих определяют качество контролируемого изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, спектральные состаатяющие огибакщей сигнала выделяют путем измерения для каждого значения возбуждающего тока нормированных по его амплитуде мгновенных значений огибающей сигнала в моменты времeниtfl ;T -тг 1где li - целое число,Т. период изменения возбуждающего тока, П О, 1, 2, 3, ..., применяя к измеренным значениям преобразования Уолша. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лешенко И. Г. Контроль и измере-, ния методом высших гармоник. Известия Томского подитехнического интститута, 1975, № 248, с. 58-61. 2.Авторское свидетельство СССР № 445902, кл. G 01 N 27/82, 1975 (прототип).