Устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий

Устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-механических свойств ферромагнитных изделий ЭМА методом. Целью изобретения является повьшение надежности контроля изделий с повышенной твердостью. В качестве информативного параметра используется число пересечений несу-. щей частоты сигнала возбуждения с относительным уровнем селекции. Для этого в устройстве используются последовательно соединенные генератор качающейся частоты и излучающий ЭМА преобразователь, последовательно соединенные приемный ЭМП преобразователь и амплитудный детектор, пиковый вольтметр значения огибающей, блок сравнения, счетчик, источник постоянного магнитного поля, делитель напряжения, преобразователь напряжение - частота, логический элемент И и два ключа, входы которых : соединены с выходом детектора.Причем выход первого ключа подключен к входу пикового вольтметра, выход которого соединен с входами делителя и преобразователя напряжение - частота . Первый и второй входы блока сравнения связаны соответственно с выходами делителя и второго ключа. Первый и второй входы элемента И связаны соответственно с выходами преобразователя напряжение-частота и блока сравнения. Выход логического элемента И подключен к входу счетчика. Число N пересечений несущей частоты сигнала возбуждения с относительным уровнем селекции, получаемое в счетчике , пропорционально квадрату обратимой магнитострикционной восприимчивости , коррелирующей с физико-механическими свойствами изделий,и не зависит от влияния демпфирующих факторов . 1 ил. о б W К5 00 00 СП 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i9) SU(ii) (д) 4 G Oi N 29/04

) ))

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3893315/25-28 ,(22) 30.04.85 (46) 07.02.87. Бюл, N - 5 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) Г.И.Деордиев и Н.И.Шакшин (53) 620. 179. 14(088.8) (56) Дефектоскопия, 1981, Р 2, с. 41-46.

Авторское свидетельство СССР

1249440, кл. G 1 N 29/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКОЫ?ХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРРО1ЧАГНИТНЬ Х

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-механических свойств ферромагнитных изделий

ЭМА методом. Целью изобретения является повышение надежности контроля изделий с повышенной твердостью. В качестве информативного параметра используется число пересечений несу-, щей частоты сигнала возбуждения с относительным уровнем селекции. Для этого в устройстве используются последовательно соединенные генератор качающейся частоты и излучающий ЭМА преобразователь, последовательно соединенные приемный ЭМП преобразователь и амплитудный детектор, пиковый вольтметр значения огибающей, блок сравнения, счетчик, источник постоянного магнитного поля, делитель напряжения, преобразователь напряжение — частота, логический элемент И и два ключа, входы которых (( соединены с выходом детектора. Причем выход первого ключа подключен к входу пикового вольтметра, выход которого соединен с входами делителя и преобразователя напряжение — частота. Первый и второй входы блока сравнения связаны соответственно с выходами делителя и второго ключа.

Первый и второй входы элемента И связаны соответственно с выходами преобразователя напряжение-частота и бло- ка сравнения. Выход логического элемента И подключен к входу счетчика.

Число N пересечений несущей частоты сигнала возбуждения с относительным уровнем селекции, получаемое в счетчике, пропорционально квадрату обратимой магнитострикционной восприимчивости, коррелирующей с физико-механическими свойствами изделий,и не зависит от влияния демпфирующих факторов. 1 ил.

1288587 г

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использована для неразрушающего контроля физико-механических свойств, например твердости, ферромагнитных изделий электромагнитно-акустическим способом.

Цель изобретения — повышение надежности контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий за счет использования в качестве информативного параметра числа импульсов с частотой следования, прямо пропорциональной амплитуде резонансного сигнала.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного магнитного поля, контролируемое изделие 2, генератор 3 качающейся частоты, излучающий электромагнитно-акустический преобразователь 4, приемный электромагнитноакустический преобразователь 5, амплитудный детектор 6, ключи 7 и 8, пиковый вольтметр 9, делитель 10 напряжения с коэффициентом деления m =

const, преобразователь 11 напряжение — частота с коэффициентом преобразования К = const блок 12 сравнения, логический элемент И 13, счетчик 14. При этом излучающий преобразователь 4 подключен к выходу генератора 3, приемный преобразователь 5 подключен к входу амплитудного детектора- 6, выход которого соединен со входами ключей 7 и 8, ключ 7 подключен к последовательно соединенным пиковому вольтметру 9, преобразователю 11 напряжение — частота, элементу

И 13 и счетчику 14, ключ 8 подключен к блоку 12 сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента И

13, делитель 10 напряжения включен между выходом пикового вольтметра 9 и вторым входом блока 12 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое иэделие 2 помещают в магнитное поле, создаваемое источником 1. Цикл контроля включает два этапа — подготовительный и основной.

На подготовительном этапе ключ 7 замкнут, а ключ 8 разомкнут. Катушка возбуждения преобразователя 4 запитывается высокочастотным током от генератора 3, причем частота возбуждения

f линейно во времени t изменяется в

55 диапазоне от f„„„ до f»„ внутри которого лежат резонансные частоты f

Р контролируемого изделия. В результате взаимодействия переменного поля катушки преобразователя 4 и постоянного магнитного поля источника 1 с материалом изделия 2 в иэделии возбуждаются акустические колебания за счет динамической магнитострикции °

Частота этих колебаний совпадает с частотой возбуждения f и изменяется во времени t no линейному закону

f = k t (K = const). С помощью приемной катушки преобразователя 5, регистрирующей электромагнитное поле акустических колебаний, осуществляется преобразование этих колебаний в электрический сигнал, представляющий собою набор колебаний амплитудами U который поступает на детектор

6. В результате детектирования на выходе амплитудного детектора 6 формируется сигнал огибающей П(Т), который через замкнутый ключ 7 поступает на вход пикового вольтметра 9 с памятью. Вольтметром 9 регистрируется максимальное значение огибающей отвечающее моменту совпадения частоты возбуждения с резонансной частотой Ер, и осуществляется запоминание значения bр, в результате чего сигнал U имеет место на выхоP де вольтметра 9 на протяжении всего дальнейшего цикла работы устройства.

Сигнал UP поступает на вход делителя

10. Посредством делителя 10 формируется "плавающий" пороговый уровень

U = Б /m с постоянным коэффициентом деления m (целесообразно, чтобы

m 2, так как при этом для практически возможных значений отношения сигнал — шум U /Uqo„ 2 исключается влияние электромагнитного фона на форму огибающей U(t) при значениях превышающих пороговый уровень, и, следовательно, исключается влияние электромагнитного фона на полосу пропускания ЬР резонансной системы на уровне Б = Б /тп). Сигнал порогового уровня U, = Ц /m поступает на второй вход блока 12 сравнения (в подготовительном этапе блок 12 не работает, так как ключ 8 разомкнут, и на первый вход блока 12 не поступает сигнал U(t), подлежащий сравнению с U = Uш).>

1288587 ляет N = f с =- --- L aF = --- -- ш — 1.

К„, „Г И> ин К P kg

Это число N определяется отношением

Н 7Я, которое пропорционально квадрату обратимой магнитострикционной

3 3psp восприимчивости (- †--) коррелируюай измерения преобразователь 11 непрерывно вырабатывает импульсы с частотой следования f = k„U при коэффициенте преобразования k„ = const, которые поступают на первый вход логического элемента И 13. Однако во время первого такта работы устройства элемент И 13 заперт из-за отсутствия сигнала на втором его вхо- щей с физико-механическими свойствами де, так как блок 12, обеспечивающий 10 изделия, и не зависит от влияния демуправляющий сигнал по этому входу, пфирующих факторов в измерительной в течение первого такта не работает позиции. После считывания значения

Ввиду этого импульсы с частотой сле- N с индикатора счетчика 14 размыкают дования f. от преобразователя 11 не ключ 8, и цикл измерений повторяется поступают на счетчик 14 в первом так- 15 для другого изделия. По результатам те. По окончании изменения частоты измерения N на эталонной партии извозбуждения от f до f подготови- делий с известной твердостью строят

Мин макс тельный этап работы устройства завер- калибровочный график корреляционной шается. На основном этапе ключ 7 раз- зависимости между N и твердостью. Сомыкают, а ключ 8 замыкают. В ходе 20 поставляя с калибровочным графиком повторного изменения частоты возбуж- результаты измерений информативного дения от f»„ до Е„акссигнал огибаю- параметра И на иэделиях, подлежащих щей U(t) с выхода детектора 6 посту контролю, определяют результат конпает на первый вход блока 12 сравне- троля. ния, на втором входе которого уже

II 11 имеетсЯ сигнал плавающего поРогово- ф о р м у л а и з о б р е т е н и я го уровня Uo = П /m, сформированный на подготовительйом этапе. Блок 12

Устройство для контроля физикосРавнениЯ фоРмиРУет импУльс Длитель- механических свойств ферромагнитных

/ ностью с, пропорциональнои полосе 30 изделий, содержащее последовательно пропускания dF - () — 1 соединенные генератор качающейся часf U г

4 Па таты и излучающий электромагнитнозонансной системы (изделиЯ 2) с акУс- акустический преобразователь, после тической Добротностью Я на УРовне U . довательно соединенные приемный элекПричем с,ц определяется по выражению тромагнитно-акустический преобразова, dF fg г тель и амплитудный детектор, пиковый к к q вольтметр, блок сравнения, счетчик и

Импульс длительностью „ поступает источник постоянного магнитного поля, с выхода блока 12 на второй вход ло- о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с гического элемента И 13, на первый 4О целью повышения надежности контроля, Ъ вход которого в течение всего второго оно снабжено первым и вторым ключами, такта от преобразователя 11 напряже- включенными ме;кду выходом амплитудноние — частота непрерывно поступают го детектора и входами соответственно импульсы с частотой следования fö= пикового вольтметра и блока сравнения, = K„U, прямо пропорциональной значе- 4> делителем напряжения, включенным нию U, запомненному BoJIbTMeTpoM 9 в между выходом пикового вольтметра и процессе подготовительного этапа. В вторым входом блока сравнения, послерезультате этого логический элемент довательно соединенными преобразова еИ 13 открывается на время 7 для про- лем напряжение — частота и логическим хождения импульсов с частотой следо- элементом И, включенными между вторым вания f< =. КцБ на вход счетчика 14. выходом пикового вольтметра и входом

Счетчик 14 осуществляет подсчет чис- . счетчика, второй вход элемента И соела N этих импульсов, которое состав-, динен с выходом блока сравнения.

1288587

Составитель В.Филинов

Редактор О.Бугир Техред И.Попович Корректор С,йекмар

Заказ 7801/42 Тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Ужгород. ул.Проектная, 4