Устройство для контроля ферромагнитных материалов

Устройство для контроля ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содерж щее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов Ёаркгаузена, усилитель, фильтр и индикатсзр, , блок компенсации и цеп автоматического регулирования, о лич ающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено постоянным магнитом и вихретоковым преобразователем с обмотками возбуждения и измерительной , размещенными в зоне действия преобразователя шумов Баркгаузена, измерительная обмотка вихретокового преобразователя соединена с блоком компенсации, включенным между фильтром и индикатором, а цепь автоматического регулирования включена между вторым выходом усилителя и обмоткой возбуждения вихретокового преобразователя и выполнена из генератора качающейся, частоты, синхронизированного с блоком компенсации, последовательно соединенных полосового фильтра, смесителя, второй вход которого подключен к генератору качающейся частоты и полосового фильтра .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК

3(51) С 01 М 27 83

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3402221/23-28 (22) 26. 02. 82 (46) 23.09.83. Бюл. Р 35 (72) В.В. Клюев, В.Е. Шатерников, А.П. Дегтерев, В.В. Филинов и A.И. Соколик (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт и Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620.179.14(088.8) (56) 1. Патент CUA Р 3706028, кл. t 01 R 33/12, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 845075, кл. G 01 и 27/90, 1979 (прототип). (54)(57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов

Заркгаузена, усилитель, фильтр и индикатор,,блок компенсации и цепь автоматического регулирования, о т„„SU„„1043549 А лич ающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено постоянным магнитом и вихретоковым преобразователем с обмотками возбуждения и измерительной, размещенными в зоне действия преобразователя шумов Баркгаузена, измерительная обмотка вихретокового преобразователя соединена с блоком компенсации, включенным между фильтром и индикатором, а цепь автематического регулирования включена между вторым выходом усилителя и обмоткой возбуждения вихретокового преобразователя и выполнена из генератора качающейся частоты, синхронизированного с блоком компенсации, последо- Р9 вательно соединенных полосового фильтра, смесителя, второй вход которого подключен к генератору качающейся частоты и полосового фильтра.

1043549

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля физико-механических свойств изделий из ферромагнитных материалов..

Известно устройство для неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, основанное на эффекте

Баркгауэена, содержащее генератор низких частот, индуктивный преобразователь проходного типа, фильтр 10 верхних частот, усилитель, индикатор и цепь автоматического регулирования. Перемагничивающая обмотка индуктивного преобразователя создает переменное магнитное поле, которое перемагничивает контролируеМое иэделие. ЭДС от шумов Баркгаузена, индуцируемая в измерительной обмотке преобразователя, регистрируется блоком индикации. Цепь автоматического регулирования задает постоянный режим перемагничивания изделия $1).

Недостатком такого устройства является трудность фильтрации гармоник частоты перемагничивания. 25

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля ферромагнитных иэделий, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов Баркгаузе- на, усилитель, фильтр и индикатор, блок компенсации и цепь автоматического регулирования.

В этом устройстве ЭДС шумов

Беркгаузена меньше зависит от гармоник перемагничивания, а также вибра- 35 ций, так как через цепь автоматического регулирования и блок компенсации осуществляется регулирование порога чувствительности к шумам

Баркгаузена (2 . 40

Однако спектр ЭДС от шумов Баркгауэена сильно зависит от различных факторов, в частности на результат контроля суцественное влияние оказывает реакция вихревых токов на про- 45 цесс распространения электромагнитного поля от скачков Баркгаузена.

Целью изобретения является повышение точности контроля путем компенсации влияния вихревых токов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь шумов Баркгауэена, усилитель, фильтр и индикатор, блок компенсации и цепь автоматического регулирования, снабжено постоянным магнитом и вихретоковым преобразо- вателем с обмотками возбуждения и измерительной, размещенными в зоне действия преобразователя шумов 60

Баркгауэена, измерительная обмотка вихретокового преобразователя соединена с блоком компенсации, включенным между фильтром и индикатором, а цепь автоматического регулирова- 65 ния включена между вторым выходом усилителя и обмоткой возбуждения вихретокового преобразователя и выполнена иэ генератора качающейся частоты, синхронизированного с блоком компенсации, последовательно соединенных полосового фильтра, смесителя, второй вход которого подключен к генератору качающейся частоты, и полосового фильтра.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

На П-образном магнитопроноде 1, установленном на контролируемом иэделии 2, закреплена перемагничивающая обмотка 3, электрически связанная с генератором 4 тока низких частот. Между полюсами магнитопровода 1 установлена индикаторная катушка 5 и П-образный постоянный магнит б, между полюсами которого расположен вихретоковый преобразователь, включающий обмотку 7 возбуждЕния и измерительную обмотку 8. Устройство содержит канал измерения

ЭДС от шумов Баркгаузена, состояц1ий из широкополосного усилителя 9, фильтра 10 верхних частот, блока 11 компенсации, выполненного в виде анализатора спектра последовательного типа, и индикатора 12. Устройство содержит также цепь автоматического-регулирования, состоящую из полосового фильтра 13, генератора

14 качающейся частоты, смесителя 15, полосового усилителя 16, подключенного к обмотке 7 возбуждения вихретокового преобразователя, измерительная обмотка 7 которого подключена к второму входу блока 11 компенсации. Изменения частоты анализатора блока 11 и генератора 14 синхронизированы, например, общим механическим приводом.

Принцип работы устройства основан на компенсации в спектре ЭДС шумов Баркгауэена, составляющей от реакции вихревых токов на изменение контролируемого параметра.

Устройство работает следуюшим образом.

По перемагничивающей обмотке 3. протекает ток генератора 4 низкой частоты Я . Магнитный поток, созданный током генератора, замыкается по магнитопроводу 1 и контролируемому иэделию 2 и индуцирует в катушке 5 ЭДС, которая состоит из тока перемагничивания и шумовой компоненты, имеющей сплошной спектр, Сплошная компонента ЭДС от шумоВ

Баркгаузена выделяется фильтром 10 верхних частот и поступает на вход блока 11 компенсации. Из усиленного сигнала ЭДС катушки 5 полосовым фильтром 12 выделяется oQ гармоника частоты перемагничивания, которая трансформируется в высокочастот 1043549

Составитель. И.Ардашева

Техред Ж.Кастелевич

Редактор Н.Джуган

Ко)рректор, А. Повх

Тираж 873 П одп и с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Эаказ 7330/47

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ную область спектра с помощью генератора 14 качающейся частоты и смесителя 15. Причем наименьшая частота ьдггенератора 14 выбирается так, что ы, пЯ = w, где сдш — наименьшая частота анализа сплошного спектра ЭДС от шумов Баркгаузена.

Высокочастотный сигнал смесителя усиливается усилителем 9 и поступает на возбуждающую обмотку 7 вихретокового преобразователя. В измерительной обмотке 8 индуцируется ЭДС определяемая характером вихревых токов в контролируемом изделии 2.

Так как индуктивный преобразователь находится в зоне локального насыщения постоянным магнитом б, сигнал в измерительной обмотке зависит от удельной электрической проводимости контролируемого изделия и не зависит от его магнитной проницаемости.

С измерительной катушки 8 сигнал поступает на другой вход блока 11 компенсаций. В блоке компенсации происходит измерение спектра шумов

Баркгаузена, причем мощность шума в полосе анализа корректируется сигналом с вихретокового преобразователя. На индикаторе 12 регистрируется спектральная плотность ЭДС перемагничивания ферромагнетика скачками Баркгауэена на частоте анализа и ш,, определяемая только собственным спект-. ром скачков. Синхронно изменяя час10 тоту генератора 14 и частоту анали- за спектра, регистрируют спектральное распределение сплошной компонен- ты ЭДС перемагничивания иэделия, по параметрам которой определяют ре 5 зультат контроля.

Предлагаемое устройство повышает точность контроля за счет учета. реакции вихревых токов на изменение контролируемого параметра, причем

20 величина сигнала возбуждения вихретокового преобразователя автоматически определяется значением контролируемого параметра.