Способ магнитошумового контроля механических напряжений

Способ магнитошумового контроля механических напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)789722 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 11. 03. 79 (2! }2735059/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

С 01 и 27/80

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,1280, Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 620. 179. 14 (088.8) Дата опубликования описания 26.12.80 (72) Авторы изобретения

В.Г.Пустынников н A.Â.Àíäðèàíoâ (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ МАГНИТОШУМОВОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может найти применение при экспресс-контроле механических напряжений в плоских ферромагнитных изделиях с помощью 5 шумов Баркгаузена.

Известен способ дефектоскопии металлических изделий, заключающийся в том, что индуктивный датчик, входящий в измерительный LC-контур,. включают в цепь базы автогенератора, цепь смещения котОрого содержит активное сопротивление и емкость, и о наличии дефекта судят по изменению режима работы генератора, выра- 15 жающейся в том, что над дефектом происходит переход режима прерывистой генерации в режим непрерывной генерации (1) .

Недостаток способа применительно к контролю механических напряжений малая точность, так как он будет реагировать как на нарушение структуры, так и на различные мешающие факторы, 25 например изменение химического состава, поверхности изделия и т.д. в связи с чем достоверную картину хода механических напряжений получить почти невозможно. 30

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является способ магнитошумового контроля механических напряжений, который может быть использован для контроля механических напряжений на основе измерителя, выполненного в виде электромагнита, магнитопровод которого замкнут контролируемым участком изделия и внутри которого установлен индукционный преобр-зователь и непосредственное электроиндуктивное воздействие на который практически равно нулю, заключающийся в том, что перемагничивают измерителем изделие и регистрируют спектр шумов Баркгаузена (2) .

Однако и этот способ применительно к контролю механических напряжений при плоском напряженном состоянии не обеспечивает достаточной точности из-за того, что в его основе лежит принцип точечной количественной оценки, достоверность которой невысока из-за влияния мешающих факторов (вариаций физико-механических свойств материалов, т.е. неоднородности структуры, химсостава и т.д), имеющих место в результате разброса техноло,гических параметров. По той же причи789722 не он не облацает универсальностью применительно к широкому диапазону изделий из различных ферромагнитных материалов, так как величины исходных данных для количественной оценки будут зависеть не только от механических напряжений, но и от материалов, Это не позволяет получить правильную и достоверную. картину плоского напряженного состояния поверхности изделия.

Цель изобретения — определение правильной и достоверной картины

1О плоского напряженного состояния поверхности иэделия.

Поставленная цель достигается тем, что вращают измеритель вокруг оси,находят две точки на этой окружности, в которых будет измерена наименьшая величина сигнала спектра шумов Баркгаузена, перемещают последовательно измеритель в другие точки контролируемой поверхности, при- 20 чем каждая иэ этих точек лежит на прямой линии, проходящей через центр предыдущей окружности и одну иэ точек, в которой была измерена наименьшая величина спектра шумов Баркгаузе- 25 на и совпадает с осью вращения измерителя, затем соединяют поочередно точки с наименьшей величиной сигнала спектра шумов Баркгаузена и получают линию нейтрали, по ходу которой качественно судят о плоском напряженном состоянии, На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации способа, на фиг. 2 — порядок нахождения линии нейтрали.

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1 низкой частоты, измерителя 2, состоящего (не показано) из электромагнита, магнитопровод которого замкнут 40 контролируемым участком изделия и внутри которого установлен индукционный преобразователь, и непосредственное электроиндуктивное воздействие на который практически равно нулю, фильтра 3 высокой частоты, избирательного усилителя 4 и индикатора 5, а также блока 6 сканирования (вращения) измерителя 2, Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 запитывает измеритель

2, ориентирование которого по окру>кноСти поиска (сканирование) осуществл4ется с помощью блока 6. Наводимая в измерителе 2 ЭДС скачков

Баркгаузена через фильтр 3 подается на избирательный усилитель 4, настроенный на одну иэ информативных частот. С выхода избирательного усили- 60 теля 4 сигнал подается на стрелочный индикатор 5, показывающий спектрайьную плотность мощности магнитного шума на информативной частоте в процессе вращения измерителя 2 65 вокруг его оси. По этому индикатору и находят положение оси измерителя, соответствующее минимальному изменению спектральной плотности магнитного шума. Это происходит, когда (фиг,2) на поверхности контролируемого изделия 7 вращают измеритель 2 вокруг оси 0 по окружности с диаметром d и перемещают с дискретным шагом по окружности поиска с центром в 0 . При этом точки A и В соответствуют минимальным изменениям спектральной плотности мощности скачков

Баркгаузена за оборот измерителя 2 вокруг его оси 0, т.е. являются точками, принадлежацими линии нейтрали. Для нахождения следуюцих двух точек C u D линии нейтрали измеритель 2 перемещается на место новой установки с центром окружности поиска в точке 0, которая удалена от

0 на (1-2) d. При этом точка 0 лежит на прямой, проходяцей через

0< и одну иэ найденных в предыдущем замере точек нейтрали (в нашем случае точку В). Величина 0 03 выбрана из расчета равномерности распределения определяемых точек нейтрали.

Таким образом, линия, проходящая через точки A В,С,Д, является линией нейтрали.

Факт наименьших изменений спектральной плотности мощности за один оборот измерителя вокруг его оси на линии нейтрали объясняется тем, что при плоском напряженном состоянии в любой точке по разным направлениям действуют разные по величине и знаку механические напряжения, С ростом отрицательных (сжимающих) напряжений спектральная плотность мощности информативных составляющих уменьшается, а с ростом положительных (растягиваюI щих) напряжений она возрастает, т.е. при совпадении направлении растягивающих усилий и намагничивающих сил магнитошумового измерителя спектральная плотность мощности максимальна, а в перпендикулярном направлении она минимальна.

Таким образом, за один оборот магнитошумовоГо измерителя величийа спектральной плотности мощности меняется. Изменение ее будет минимальным в области нейтрального слоя при совпадении оси вращения измерителя с линией нейтрали и не будет нулевым, так как нулевое значение возможно только в случае. точечного измерителя, а реальный измеритель имеет конечные базовые размеры, захватывающие близлежащие малонапряженные слои. Однако независимо от типа контролируемого ферромагнитного материала,а также его неоднородности в структуре и химсоставе, всегда минимальные изменения спектральной

789722

35 плотности мощности будут соответствовать линии нейтрали, а мешающие факторы влияют лишь на величину минимальных значений, от уровня которой не зависит результат измерений, так как в основу положен принцип не количест- венной, а качественной оценки (соответствия в каждом конкретном случае линии нейтрали минимального изменения спектральной плотности мощности магнитного шума за оборот измерителя).

Введение вращения измерителя вокруг его оси, перемещение его после каждого оборота с дискретным шагом по окружности поиска, фиксирование точек линии нейтрали, соответствую- 15 щих минимальным изменениям спектральной плотности мощности магнитного шума за оборот измерителя, и повторение этих замеров при последующих ориентациях окружностей Щ поисков позволяет использовать принцип не точечной количественной, а качественной оценки, что резко повышает точность контроля из-за независимости результатов измерений от неоднородностей в структуре и химсоставе. Независимость результатов измерения от типа контролируемого ферромагнитного материала обеспечивает универсальность способа.

Формула изобретения

Способ магнитошумового контроля механических напряжений на основе измерителя, выполненного в виде электромагнита, магнитопровод которого замкнут контролируемым участком изделия и внутри которого установлен индукционный преобразователь, и непосредственное электроиндуктивное воздействие на который практически равно нулю, заключающийся в том, что перемагничивают измерителем изделие и регистрируют спектр шумов Баркгаузена, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью определения правильной и достоверной картины плоского напряженного состояния изделия, вращают измеритель вокруг оси, находят две точки на этой окружности, в которых будет измерена наименьшая величина сигнала спектра шумов Баркгаузена, перемещают последовательно измеритель в другие точки контролируемой поверхности причем каждая из этих точек лежит на прямой линии, проходящей через центр предыдущей окружности и одну из точек, в которой была измерена наименьшая величина спектра шумов Баркгаузена, и совпадает с осью вращения измерителя, затем соединяют последовательно поочередно точки с наименьшей величиной сигнала спектра шумов Баркгаузена и получают линию нейтрали, по ходу которой качественно судят о плоском напряженном состоянии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Р 245427, кл. G 01 N 27/90, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР

Ф 461346, кл. G 01 N 27/90, 1972 (прототип ) .

789722

Составитель A.Ìàòâååâ

Редактор В.Матюхина Техред М.Табакович КорректорО.Ковинская

Заказ 9023 36 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r.Óæãoðoä,óë,Ïðoåêòíàÿ,4