Преобразователь для контроля физико-механических параметров металлических изделий

Преобразователь для контроля физико-механических параметров металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушаюи5его контроля физико-механических свойств металлических изделий . Цель изобретения - повьшение достоверности контроля и расширение функциональных возможностей за счет увеличения помехозащищенности и реализации возмол(ности регистрации составляющей напряженности магнитного поля, регистрации ЭДС поля вихревых токов, возникающих за счет электромагнитно-акустического взаd Ю СО сл со to со fJ fff fJ f J о fJ f J о а5

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЫИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

И) 4 С 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ДBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3909392/25-28 (22) 11.06,85 (46) 07,03,87. Бюл, У 9 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) В.А,Франюк и Л.Ф.Иванькович (53) 620.179.16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 296035,.кл. G 01 N 29/04, 1971.

Патент Японии Р 56-4867, кл. G 01 N 29/04, 1981, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ HAPANETPOB

MFТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механи" ческих свойств металлических изделий, Цель изобретения — повышение достоверности контроля и расширение функциональных воэможностей за счет увеличения помехоэащищенности и реализации воэмоЖности регистрации составляющей напряженности магнитного поля, регистрации ЗДС поля вихревых токов, возникающих эа счет злектромагнитно-акустического вза1295323 имодействия преобразователя с объ- ки 3-6 расположены попарно у торцов ектом контроля, и реализации воэмож- намагничиваюшей.катушки. При этом ности определения магнитной анизо- возбужцаюшие катушки соединены межтропии. Преобразователь содержит на- ду собой последовательно и согласно, магничивающую катушку в виде солено- измерительные катушки последовательида -1, основные возбуждающую и иэ- но и встречно. Б каждой паре катушек мерительную катушки 5 и 6 индуктив- витки одной катушки параллельны витности, выполненные в виде плоских кам другой и сменены относительно спиралей, дополнительные возбуждаю- друг друга так, что внешние витки одщую и измерительную катушки 3 и 4 ной катушки проходят через центр друиндуктивности в виде плоских спира- гой, Преобразователь позволяет осулей и феррозонд 2, Последний установ- ществлять одновременно магнитный и лен внутри намагничивающей катушки ультразвуковой контроль металличесв зоне действия нормальной составля" ких изделий и получать информацию о ющей остаточной намагниченности кон- свойствах как с поверхностных слоев, тролируемого участка иэделия. Катуш- так и с глубины изделий. 3 ил, ,Изобретение относится к неразрушающему контролю и может бысть использовано для контроля физико-механических свойств металлических изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля и расширение функциональных возможностей за счет увеличения помехозащишенности, регистрации составляющих напряженности магнитного поля и определения магнитной анизотропии.

На фиг ° 1 показана структурная схема преобразователя „ на фиг. 2— спиральные катушки, вид сверху; на фиг. 3 — блок-схема устройства для возможного использования преобраэователя.

Преобразователь состоит из намагничивающей катушки 1 — соленоида, внутри соленоида на его оси в зоне действия нормальной составляющей остаточной намагниченности контролируемого иэделия расположен ферроэонд

2, на двух торцах соленоида 1 находятся по две пары катушек 3 и 4, 5 и 6 индуктивности. Катушки 3-6 выполнены в виде плоских одинаковых диаметров спиралей, причем катушка 4 смещена относительно катушки Э таким образом что внешние витки ка-! тушки 4 проходят через центр катушки

3, плоскости витков катушки 3 параллельны плоскостям витков катушки 4 и наложены на витки катушки 4. Такое же расположение катушек 5 и 6. При этом катушки Э-6 параллельны торцам соленоида, Катушки 3 и 5 являются возбуждающими и питаются от блока 7 питания. Феррозонд 2 питается от источника 8 переменного напряжения звуковой частоты. Блок 9 питания служит для создания кратковременных мощных импульсов тока. Катушки 4 и

1Р 6 подключены к регистрирующему блоку 10, Блок 11 служит для регистрации сигналов с феррозонда 2, Ключ К ставится в положениe I или II

Устройство работает следующим об15 разом, На поверхность изделия ставится соленоид 1 с двумя парами спиралевидных катушек 3-6 торцом, содержащим феррозонд в направлении к из20 делию. В зависимости от измеряемых параметров ключ К ставится в положе/ П ние I или II

При замкнутом ключе К в положении II преобразователь позволяет ( производить измерение остаточной намагниченности, которая при перпендикулярном к поверхности иэделия направлении намагничивания пропорциональна козрцитивной силе. Для ее определения от блока 9 через соленоид 1 и последовательно соединенные катушки 3 и 5 пропускается несколько импульсов тока. Изделие при этом намагничивается локально с глубиной

1295323 промагничивания, зависящей от мощности источника, времени прохождения импульса, вида изделия и т.п. После намагничивания участка изделия измерительной обмоткой феррозонда 2 регистрируется ЭДС, пропорциональная величине остаточной намагниченности, Регистрируемые блоком 10 сигналы несут информацию о состоянии поверхности слоя изделия, 10

Устройство позволяет расширить воэможности получения информации с более глубоких слоев иэделия путем возбуждения механических колебаний частиц вещества иэделия, ре- f5 гистрации ЭДС,наводимой вихревыми токами при преобразовании отраженных механических колебаний в электромагнитную энергию, Реализация указанных возможностей происходит 20 следующим образом. В момент прохождения импульса тока через соленоид

1 в каждое мгновение в нем создается определенной величины магнитное поле, которое пронизывает витки 25 катушек 4 и 6. Через витки катушек

3 и 5 в это мгновение проходит определенной величины ток, так как они последовательно соединены с соленоидом 1 ° Возникающее в поверхно- З0 стном слое поле вихревых токов взаимодействует в это время с магнитной индукцией изделия, за счет чего возбуждаются упругие колебания, распространяющиеся внутрь изделия, Отразившись от противоположной стороны изделия или от нарушений сплошности, упругие колебания в поверхностном слое возбуждают вихревые токи, которые создают ЭДС в спиральной катушке 4. Сигнал со спиральной катушки 4 подается на регистрирующий блок 10, который представляет собой селективный чувствительный усилитель, цид>ровой индикатор и ос- 45 циллограф, Для того, чтобы исключить влияние сигнала с катушки 4 при ее пересечении магнитным потоком соленоида 1, на другом его торце расположены катушки 5 и б, При этом ЭДС измерительных катушек 4 и

6 включены встречно, Длительность импульса тока и форма сигнала подбираются в зависимости от вида изделия и конкретной задачи, 55

Преобразователь позволяет.определять не только магнитные параметры такие, как остаточная индукция при локальном намагничивании ферромагнитного изделия, по которой судят о качестве термообработки, Ho и оценивать физико-механические параметры по сечению изделия, например толщину изделия, модуль упругости и др. Кроме того, преобразователь позволяет определять также другие магнитные характеристики ферромагнитных изделий, в частности магнитную анизотропию, по которой судят о магнитной текстуре и производят оценку механических напряжений. B этом случае после локального размагничивания, участка изделия ключ К ставят в положение 1 . С генератора блока

7 на возбуждающие катушки 3 и 5 подается переменное напряжение °

Сигнал с измерительных катушек поступает на селективный усилитель регистрирующего блока 10. Величина сигнала при наличии анизотропии зависит от положения оси mn катушек по отношению к направлению оси аниэотропии. Для оценки величины упругих напряжений в изделии преобразователь, не снимая с поверхности иэделия, поворачивают вокруг оси на о

180 . Регистрируют при этом наибольшее и наименьшее значения показаний прибора. Для оценки напряжений берут отношение указанных значений и сравнивают их с показаниями для тарировочного образца того же материала.

В случае немагнитного материала преобразователь позволяет производить контроль физико-механических свойств по возбуждению и приему акустических колебаний согласно описанному способу, а также по измерению анизотропии, обусловленной различной электропроводностью в разных направлениях.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Преобразователь для контроля физико-механических параметров металлических изделий, содержащий цилиндрическую намагничивающую катушку индуктивности и установленные на ее торце возбуждающую и измерительную катушки индуктивности, расположенные в параллельных плоскостях, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля и расширения д>ункциональных возможностей, он снабжен второй парой идентичных возбуждающей и измерительной катушек индуктивности, установленных на свободном торце : амагничи-.

Составитель В.Арбузов

Редактор О. Бугир Техред A. Кравчук Корректор Н.Король

Заказ 613/52 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раупская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

3 1 вающей катушки, и феррозондом, установленным внутри намагничивающей катушки у ее рабочего торца, возбуждающие катушки соединены между собой последовательно и согласно, 295323 Ь измерительные катушки - посцедова-" тельно и встречно„ а в каждой парс катушки смещены так, что внешний виток одной катушки лежит на оси, проходящей через центр другой,