Способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано дпя контроля качества термообработки ферромагнитных изделий с большим коэффициентом размагничивания . Цель изобретения - повьшение достоверности контроля изделий с большим коэффициентом размагничива- - ния. По мере внесения изделия внутрь соленоида 2 оно многократно перемагничивается по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие явления резонанса напряжений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значения при нахождении изделия в рабочем положении. Сигнал, вызванный циклическим изменением намагниченности , поступает через селективный усилитель 5 и синхронный детектор 6 и запоминается пиковым детектором 7, выходной сигнал которого пропорционален амплитуде, фазе, либо проекции с 12

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1511 4 С О! N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3897591/25-28 (22) 20.05.85 (46) 30.07.87. Бюл. Р 28 (71) Минский филиал Всесоюзного научно-исследовательского конструкторско-технологического института подшипниковой промышленности (72) В.И.Франкфурт (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1035501, кл. G 01 N 27/82, 1983. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества термообработки ферромагнитных изделий с

„,SU< ii 1326984 А 1 большим козффициентом размагничивания. Цель изобретения — повышение достоверности контроля изделий с большим козффициентом размагничива ния. По мере внесения изделия внутрь соленоида 2 оно многократно перемагничивается по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие явления резонанса напряжений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значения при нахождении изделия в рабочем положении. Сигнал, вызванныи циклическим изменением намагниченности, поступает через селективный усилитель 5 и синхронный детектор 6 и запоминается пиковым детектором 7, выходной сигнал которого пропорционален амплитуде, фазе, либо проекции

1326984 высшей гармоники на выбранную ось контроля. Кроме того, сигнал с измерительной катушки 3 поступает ня преобразователь 13 среднего значения напряжения и запоминается пиковым детекторам 14., При срабатывании датчика 20 положения изделия прекращается подача переменного тока ня сопеноид

2 и изделие остается остаточно намагниченным последней палуволпай переменного тока мяксимяпьного значения в заданной полярности. Сигнялы с выИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использована для контроля качества термообработки ферромагнитных изделий с большим коэффициентом размагничивания.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля изделий с большим коэффициентом размагничивания например шаров, зя счет ослабления влияния на результаты контроля таких мешающих факторов, как вариация размеров изделия, изменения напряженности поля вариация мягнитныА сваи -тв изделия.

На чертеже представлена схема устройства для электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий,. реализующего способ.

Устройство соцержит блок 1 намагничивания-размагничивания, связянньгй с соленоидом 2, измерительную катушку 3, расположенную коаксиально с соленоидом, канал амплитудно-фазовой селекции, выполненный в виде последовательно соединенных селективного усилителя 5, синхронного детектора б с фазовращателем и запоминающего пикового детектора 7, блок 8 оценки коэрцитивной силы и последовательно соединенные блок 9 задержки сигналов, вычислительно-логический блок 10 и индикатор 11. Устройство также содержит блок 12 отстройки от влияния мешающих фактаров, состоящий иэ последовательно соединенных преобразователя 13 среднего значения напходов запоминающих пиковых детекторов 14,7 и 24 поступают на вычислительно-логический блок 1О, который выдает результирующий сигнал на индикатор 11. Благодаря одновременному измерению обоих параметров обеспечивается высокая чувствительность как в области недогрева, так и перегрева, исключается возможность попадания незакаленных изделий с низкой твердостью в область годных изделий. ил. 2 с. и 4 з.п. ф-лы. ряжения, запоминающего пикового детектора 14 и двух детекторов 15 и !

6 отношений, вход преобразователя

13 среднего значения напржкения связан с измерительной катушкой 3, вторые входы детекторов 15 и 1б отноше пий связаны с выходами канала 4 амплитудно-фазовой селекции и блока 8 оценки коэрцитивной силы соответсто венно, а выходы — с блоком 9 задержки сигналов.

Блок 1 намагничивания-размагничивания выполнен в виде последовательна соединенных конденсаторов 17, ти15 ристора 18, параллельно-встречно включеннога с последним диода 19 а также последовательно соединенных датчика 20 положения изделия и узла

21 управления, выход которого связан с управляющим входом тиристора 18.

Блок 8 оценки коэрцитивной сиды выполнен в ниде последовательно соединенных магниточувствительного элемен25 та 22, усилителя 23 и запоминающего пикового детектора 24.

Способ осуществляется следующим образом.

Многократно перемагничивают изделие по гистерезисным циклам, йа- магничивают иэделие, оценивают коэрцитивную силу материала изделия, измеряя, например, остаточную намагниченность изделия, по которому определяют его качество, 35 в процессе перемагничивания изделия в переменном магнитном поле преобразуют изменения магнитного потока индукции, вызванные циклическим измене1326984 нием намагниченности изделия, в электрический сигнал и о качестве изделия судят с учетом его параметров.

Измеряют выбранный параметр электрического сигнала, сравнивают его с установленным для данного типа изделий уровнем и, если он превьппает его, контроль ведут по этому превьппению, в противном случае — по величине остаточной намагниченности изделия. В качестве информативного параметра целесообразно использовать высшую гармоническую составляющую сигнала.

Для этого выделяют высшую гармоническую составляющую электрического сигнала, преобразуют ее в постоянное напряжение и о качестве судят с учетом его величины. Для упрощения реализации подавляют первую гармоническую составляющую, определяют среднее значение высших гармонических составляющих электрического сигнала и о качестве изделия судят с учетом его значения.

Для отстройки от влияния мешающих факторов дополнительн6 определяют среднее значение электрического сигнала и о качестве изделия судят по значению отношения информативного параметра к величине среднего значения электрического сигнала.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

По мере внесения изделия внутрь соленоида 2 оно многократно перемагничивается по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие явления резонанса напряжений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значения при нахождении изделия в рабочем положении.

Сигнал с измерительной катушки 3, вызванный циклическим изменением намагниченности, поступает на селективный усилитель 5, далее на синхронный детектор 6 и запоминается пиковым детектором 7 канала 4 амплитудно-фазовой селекции. В зависимости от настройки синхронного детектора 6

его выходной сигнал пропорционален амплитуде, фазе либо проекции высшей гармоники на выбранную ось контроля.

Кроме того, сигнал с измерительной катушки 3 поступает на преобразователь 13 среднего значения напряжения и запоминается пиковым детектором 14.

Далее срабатывает датчик 20 положе35

45 Поэтому при оценке качества изделий по отношению названных информативных, параметров к среднему значению сигнала обеспечивается ослабление влияния таких мешающих факторов, как вариа50 ция размеров изделия и напряженности поля, что также повьппает достоверность контроля.

5

30 ния изделия, выдающий сигнал на узел

21 управления, который выключает тиристор 18. При выключении тирнстора

18 прекращается подача переменного тока на соленоид 2, а его последняя полуволна, пропускаемая диодом 19 и проходящая через соленоид 2, заряжает конденсатор 17. После этого ток в колебательном контуре прекращается и изделие остается остаточно намагниченным последней полуволной переменного тока максимального значения в заданной полярности. Сигналы с выхо-, дов запоминающих пиковых детекторов

14,7 и 24 поступают на детекторы 15 и 16 отношений и далее на блок 9 задержки сигналов ° Блок 9 задержки сигналов после намагничивания изделия в соленоиде 2 подключает блок 8 оценки коэрцитивной силы и канал 4 амплитудно-фазовой селекции через детекторы 15 и 16 отношений на вычислительчо-логический блок 10, который выдает результирующий сигнал на индикатор 11.

Таким образом„ благодаря одновременному измерению обоих параметров обеспечивается высокая чувствительность как в области недогрева, так и перегрева, исключается возможность попадания незакаленных изделий с низкой твердостью в область годных иэделий, что обеспечивает высокую достоверность контроля.

Кроме того, среднее значение электрического сигнала, вызванного циклическим изменением намагниченности, пропорционально максимальному магнитному моменту шара (изделия), который в свою очередь пропорционален объему, напряженности поля и практически не зависит от магнитных свойств изделия, а следовательно, и его структуры.

Формула из обр ет ения

1. Способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что многократно перемагни1326984 тель среднего значения напряжения, вход которого соединен с измерительной катушкой, второй запоминающий пиковый детектор и первый детектор отношений. второй вход которого подключен к выходу первого запоминающего пикового детектора, а также второй детектор отношений, первый вход которого соединен с вьгходом второго пикового детектора, а второй вход— с выходом блока оценки коэрцитивности, а выходы первого и второго пиковых детекторов соединены с входами блока задержки.

Составитель И. Кесоян

Техред Л. Олийнык Корректор И.Муска

Редактор М.Петрова

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3381/39

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 чивают изделие по гистерезисным циклам, намагничивают из,целие и, и змеряя, например, остаточную намагниченность иэделия, оценивают коэрци-тивность материала изделия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности коптропя изделий с большим коэффициентом размагничивания, в процессе перемагничивакия иэделия преобразуют изменения магнитного потока индукции в электрический сигнал, а качество термической обработки определяют анализируя совместно полученный электрический сигнал и коэрцитивность мг- 15 териала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -. шийся тем, что используемый в качестве информативного параметра электрический сигнал сравнивают с уста.— новленным для данного типа изделий уровнем, в случае превышения сигналом уровня контроль ведут по вслпчи" не информативного параметра, а в про- . тивном случае — по величине остаточной намагниченности.

3. Способ по пп.1 и 2, о т .и и— ч а ю шийся тем, что в качестве информативного параметра использущт

Зо высшую гармоническую составляющую электрического сигнала.

4. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качес:вe информативного параметра используют среднее значение высших гармонических составляющих электрического сигнала.

5. Способ по пп.1-4, о т л и— ч а ю шийся тем, что определ пот,Я среднее значение электрического сигнала, а качество изделия определяют по отношению информативного параметра к величине среднего значения электрического сигнала.

6. Устройство для электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, содержащее блок намагничивания-размагничивания с соленоидом, измерительную катушку, установленную коаксиально соленоиду, блок оценки коэрцитивности и последовательно соединенные блок задержки, вычислительно-логический блок и индикатор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено каналом амплитудно-фазовой селекции, состоящим из последовательно соединенных селективного усилителя, вход которого соединен с измерительной катушкой, синхронного детектора с фазовращателем, второй вход которого соецинен с измерительной катушкой, и запоминающего пикового детектора, и блоком отстройки от влияния мешающих факторов, включающим после,цовательно соединенные преобразова