Устройство для контроля ферромагнитных материалов

Устройство для контроля ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания. преобразователь шумов Баркгс1узена, широкополосный усилитель, фильтр верх; их частот, квадратор, интегратор , блок анализа спектра и индикатор , отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено датчиком перемещений,, включенным между преобразователем шумов Баркгаузена и индикатором, а блок анализа спектра выполнен в виде последовательно соединенных блока фильтров Нижних частот, блока полосовых фильтров, блока амплитудных детекторов и блока вычисления пиковых амплитуд спектра. (Л СП 00 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) 3(59 G 01 N 27 83

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3441612/25-28 (22) 20 05.82 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 (72) Ю.В. Иванов (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620.179.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 461346, кл. G 01 N 27/83, 1973;

2. Авторское свидетельство СССР

В 849061» кл. G 01 N 27/82, 1979 ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ) ))Я КОНТРОЛЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, I преобразователь шумов Баркгаузена, широкополосный усилитель, фильтр верх. .их частот, квадратор, интегратор, блок анализа спектра и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено датчиком перемещений,, включенным между пре.образователем шумов Баркгаузена и индикатором, а блок анализа спектра выполнен в виде последовательно соединенных блока фильтров йижних частот, блока полосовых фильтров, блока амплитудных детекторов и блока вычисления пиковых амплитуд спектра.

1057843 интервалах Т оси частот. Иэмене2к

Т ние скважности †„ приводит к изме4 нению дискретности спектра.

Если потребовать, чтобы ширина полосы анализаторов спектра h f соответствовала ширине дискретности спектра Й, вытекающей из соотношеТ 2Я ния — „, т.е. Я = . =fuff, причем

Ь

gf = = >

М Lf,t где N=2 — объем буфера данных при дискретном приеме;

III = 1,2,3 ... М - любое

1 положительное число;

6 = †. — дискретность приема в со2F ответствии с теоремой

Котельникова > ( где F — верхняя граничная частота макс. спектра, присутствующая в импульсе длительносл. тью f >., то очевидно соотношение

>>>-4 г щ»кс

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических свойств изделий иэ конструкиионных сталей.

Известно устройство для контроля ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, преобpà3oBатель шумов Баркгауэена, усилитель и анализатор спектра (1) .

Это устройство позволяет измерять спектральную плотность мощности шумов Баркгауэена, однако, обладает недостаточной точностью контроля 15 из-эа нестационарности шумов Баркгаузена циклического перемагничивания °

Наиболее близким техническим pe- "

f- ением к предлагаеглому является jjcT- 2О ройство для контроля ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, преобразователь шумов

Баркгаузена, широкополосный усилитель, фильтр верхних частот, квадратор, интегратор, блок анализа спектра и индикатор. Устройство позволяет измерять дискретный спектр огибающей текущей мощности шумов Еаркгаузена циклического перемагничивания (2).

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью из-за статического режима контроля и низкой избирательности к свойствам материала.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройдтво для контроля ферромагнитных материалов, содержа- 40 щее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, преобразователь шумов Баркгаузена, широкополосный усилитель, фильтр верхних частот, квадратор, интегра- 45 тор, блок анализа спектра и индикатор, снабжено датчиком перемещений, включенным между преобразователем шумов Баркгаузена и индикатором, а блок анализа спектра выполнен в 5О виде последовательно соединенных блока фильтров нижних частот, блока полосовых фильтров, блока амплитудных детекторов и блока вычисления пиковых амплитуд спектра. 55

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для контроля ферромагнитных материалов содержит включенные последовательно генератор 1 тока перемагничивания, преобразователь 2 шумов Баркгаузена, широкополосный усилитель 3, фильтр 4 верхних частот,, квадратор 5, интегратор б, блок 7 фильтров нижних частот, блок 8 полосовых фильтров, 65 блок 9 амплитудных детекторов, блок

10 вычисления плотности мощности зиачений пиковых амлпитуд спектра, индикатор 11 и датчик 12 перемещений, вклн>ченный между преобразователем 2 шумов Баркгаузена и индикатором 11,.

Принцип работы устройства основан на возбу>кдении >умов Баркгауэена током перемагничивания, имеющим широкий дискретный спектр, например, импульсами тока прямоугольной формы.

Дискретность измерения реакции шумов Баркгауэена обеспечивается при условии, если разрашающаю способность и ширина полосы частот фильтров анализаторов шумов Баркгаузена и выбрана с учетом длительности с импульса перемагничивания и скважности

Т где Т вЂ” период их следования.

Это объясняется тем, что импульс перемагничивания, например, прямоугольной формы длительностьЮ ь с периодом следования Т, имеет решет21 чатую с цискретностью Я = †. — спектральную характеристику с нулями на

Таким образом. если на интервале наблюдения Т многократно анализировать импульс отклика ферромагнитного материала длительностью 7" за время одного перемагничивания импульсом прямоугольной формы, то на каждом из К циклов анализа ширина полосы частот анализа и верхняя граничная частота должны находиться в указанном соотношении.

1057843

Составитель В. Филинов

Редактор М. Ткач Техред М.Надь

КорректорГ. Oral>

Заказ 9576/46 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство работает следующим образом.

В любой точке поверхности контролируемого объекта (не показан) устанавливается преобразователь 2

5 соединенный с датчиком 12 перемещения измерительного преобразователя.. Генератор тока перемагничивания включается и перемагничивает объект в зоне контроля. Координата этой зоны определяется датчиком 12 измерительного преобразователя и регистрируется на индикаторе 11.

Сигнал ЭДС шумов Баркгаузена с преобразователя 2 поступает на усилитель 3. Выход усилителя 3 под- 15 ключен к входу фильтра 4 верхних частот, где фильтруются гармоники перемагничивания. После квадратора 5 и индикатора 6 постоянная времени которого не больше интерва- 2р ла наблюдения Т, выделяется огибающая мощности шумов .Баркгауэена, имеющая форму импульса, характер которого (амплитуда, форма и длительность) будет зависеть от магнитных свойств ферромагнитного материала.

Сформированный таким образом импульс реакции подается для параллельного анализа на вход блоКа 7. фильтров нижних частот, представляющий собой, например, параллельное соединение К фильтров нижних частот с -частотами среза от F, до Макс

FK мОкс °

Каждый иэ К фильтров нижних частот блока 7 фильтров подключен к

35 цепочке последовательно соединен ных полосовых фильтров Ь f<„„, блока

8 полосовых фильтров, выбранных из условия установленного соотношения.

Таким образом, в блоках 7 и 8 анализ импульсов огибающей шума

Баркгаузена осуществляется К раз параллельно, однако на каждом К цикле анализа в связи с отличием постоянных времени каждого из фильтров Рк макс и > Г,»к наложения информации не произойдет, так как будет выполняться условие кратковременного запоминания информации на фильтрах. Поэтому из всех параллельных

К откликов, поступивших на входы амплитудных детекторов блока 9, выбираются и заполняются для дальнейшего анализа только максимальные отклики в каждом из m рядов, которые после вычисления в блоке 10 их энергии регистрируются индикатором 11.

Непрерывно перемещая преобразователь 2 по поверхности объекта контроля, на выходе индикатора 11 получают значения плотности мощности пиковых амплитуд спектра скачков

Баркгауэена,,отражающих неоднородность свойств ферромагнитного мате- риала по поверхности контролируемого изделия.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность контроля в динамическом режиме.