Устройство для контроля ферромагнитных изделий

 

Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля качества ферромагнитных изделий методом эффекта Баркгаузена. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет уменьшения влияния, на результат контроля инструментальных шумов и помех. Принцип действия . устройства основан на более точном измерении поля, при котором начинаются скачки Баркгаузена. Указанную величину получают с помощью аппроксимации восходящего участка огибающей ЭДС от скачков Баркгаузена е прямой линией е и измерения ряда параметров сигнала, согласно формуле t t -5( t,)/(S.,-S,) током источника 1 перемагничивают изделие, преобразователем 2 регистрируют скачки Баркгаузена, их усиливают и детектируют детектором 4. Блок регистрации в устройстве выполнен в виде соединения двух схем 8 и 9 запоминания, двух сумматоров 10, 11, двух преоб-- разователей 12 и 13 временного интервала в напряжение, аналогового перемножителя 14, управляемого делителя 15 напряжения и схемы 16 задержки. В блоке регистрации реализуется алгоритм вычисления муле. 3 ил. s- Л t- по указанной фор- S оо ро о сд оо tpue.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 N 27/83

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 4000638/25-28 (22) 02.01.86 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Муромский филиал Владимирского политехнического института (72) А.А.Штин, А.И.Соколик, M....В.Лопатин и P.Ø.Áëóðöÿí (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 655956, кл. G 01 N 27/83, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1093961, кл. G 01 N 27/83, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля качества ферромагнитных изделий методом эффекта Баркгаузена. Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет уменьшения влияния на результат контроля инструментальных шумов и помех. Принцип действия устройства основан на более точном измерении поля, при котором начинают- ся скачки Баркгаузена. Указанную ве-. личину получают с помощью аппроксимации восходящего участка огибающей

ЭДС от скачков Баркгаузена е, прямой линией е и измерения ряда параметров сигнала, согласно формуле и Я (t t )/(S Я ) током источ ника l перемагничивают изделие, преобразователем 2 регистрируют скачки

Баркгаузена, их усиливают и детектируют детектором 4. Блок регистрации в устройстве выполнен в виде соединения двух схем 8 и 9 запоминания, двух сумматоров 10, ll, двух преоб- а разователей 12 и 13 временного интервала в напряжение, аналогового перемножителя 14, управляемого делителя

15 напряжения и схемы 16 задержки.

В блоке регистрации реализуется алгоритм вычисления t по указанной формуле. 3 ил.!

330537

Блок 5 регистрации выполнен в ниде 25 двух аналоговых схем 8 и 9 запоминания, сигнальные входы которых подключены к выходу детекторов 4„ двух сумматоров 10 и ll, двух преобразователей 12 и 13 временного интервала в зо напряжение,.аналогового перемножителя 14, делителя 1 напряжения и схемы 16 задержки. Входы схем 8 и 9 под- 1 ключены к выходу детектора 4, выход схемы 8 подключен к первому входу сум- 3 матора 10 выход второй схемы 9 подключен к второму входу сумматора 10 и первому входу аналогового перемножителя 14, к второму входу которого подключен выход преобразова.теля 12 временного интервала в напряжение„ выходы сумматора 10 и аналогового перемножителя 14 подключены к входам делителя 15 напряжения, выход делителя 15 соединен с входом второго сумматора 11, второй вход которого подключен к выходу преобразователя

13 временного интервала в напряжение, а выход — к индикатору 6, кроме того, вход схемы 16 задержки соединен с вы- 50 ходом порогового элемента 7, первый выход схемы 16 задержки соединен с первым входом преобразователя 13 временного интервала в напряжение, тре.тий — с вторым входом этого преобразователя, а также с вторым входом схемы 9 запоминания и первым входом преобразователя 12 временного интер.вала в напряжение, а второй — с вто45

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества ферромагнитных изделий в различных отраслях промышленности методом эффекта Баркгаузена.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет уменьшения влияния шумов и помех.

На фиг.l представлена блок-схема устройства; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит последователь- 15 но соединенные источник 1 переменного тока, преобразователь 2 для регистрации скачков Баркгаузена (СБ), усилитель 3, детектор 4, блок 5 регист рации (на фиг.1 обведен пунктиром)„ индикатор б, а также пороговый элемент 7, подключенный к выходу источника 1 переменного тока. рым входом схемы 8 запоминания и с вторым входом преобразователя 12 временного интервала в напряжение.

Принцип работы устройства основан на более точном измерении поля (фиг.2)„ при котором начинаются необратимые изменения доменной структуры (т.е. поля старта ЭДС от СБ), значение которого коррелирует с физико-механическими характеристиками ферромагнетиков.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: е,(t) — импульсы ЭДС от СБ; е (t) — огибающая этой ЭДС. а

Пусть поле старта соответствует моменту времени t Этот момент времени сложно зафиксировать с приемлемой точностью из-за наличия шумов и помех. Более точно его можно измерить, аппроксимировав отрезок АВ огибающей прямой линией. При этом иэ подобия .треугольника АСД и АВЕ получают

t,==t, — s,(t -t,)/(s — s,)

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 1 переменное магнитное поле, созданное перемагничивающей обмоткой преобразователя 2 и пропорциональное сигналу

U (t) (фиг.3) вызывает в контролируемом иэделии {не показано) скачки

Баркгаузена, регистрируемые преобразователем 2. ЭДС от СБ V,(t) (фиг.3) усиливается усилителем 3 и поступает на детектор 4, на выходе которого формируется огибающая ЭДС от СБ U>(t), Пороговый элемент 7 управляет работой схемы 16 задержки,на.первом выходе которой в момент равенства нулю восходящей части сигнала U<(t) формируется короткой импульс U,(t), задающий начало отсчета временных интервалов. На втором и третьем выходах схемы. 16 задержки также формируются (моменты времени t, и t,ôèã.2) короткие импульсы U (t) и U6(t). Моменты времени t, и задаются принадлежащими первой половине огибающей ЭДС от СБ, соответствующей нисходящей части сигнала U,(t, ) (фиг, 3) .

Изменяя моменты времени t u г можно регулировать точность определения поля старта э зависимости от формы огибающей ЭДС от СБ (фиг.2).

Импульсы U>(t) и U (t) управляют работой схем 8 и 9 запоминания, которые в моменты времени t. v t фиксируют текущие значения U>(t) x U (t), соот13305:.7

35 ветствующие отрезкам S < и S на фиг.2 ° Далее сигналы U, (t) и U (t) поступают на сумматор 10, первый вход которого является инвертирующим. На

5 выходе сумматора 10 формируется напряжение, соответствующее разности

S — S Преобразователь 12 временного интервала в напряжение фиксирует промежуток времени между импульсами 1ð

U %(t) и 116 (t) и преобразует его в напряжение. С выхода преобразователя

12 сигнал П (t) (фиг. 3), пропорциональный Т вЂ” t,, поступает на вход аналогового перемножителя 14, на вто- 15 рой вход которого поступает сигнал

Uz(t) с выхода схемы 9 запоминания.

Выходное напряжение аналогового перемножителя 14, пропорциональное

S (t t) ) поступает на Вход уп- 20 равляемого делителя 15 напряжения, на второй вход, которого с сумматора

10 поступает напряжение, соответствующее $ - S, . С выхода делителя 15 сигнал, пропорциональный Я (г. -t,)/ 25

/(S -S,), поступает на инвертирующий вход сумматора 11. На прямой вход сумматора 11 поступает зафиксированный и преобразованный в напряжение преобразователем 13 промежуток време- gp ни между импульсами U<(t) и Uz(t) (сигнал U« (t), фиг.3 . Таким образом, на индикатор 6 поступает с сумматора 1! напряжение U„ (t), величина которого пропорциональна полю старта и .Дальнейшая работа устройства протекает аналогично. Повторение процесса измерения на каждом цикле перемагничивания позволяет осуществлять постоянное слежение за ве- 4р личиной" поля старта.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я.

Устройство для контроля ферромагнитных изделий, содержащее последова! тельно соединенные источник переменного тока, преобразователь для регистрации скачков Баркгауэена, усилитель, детектор, блок регистрации и индикатор и пороговый элемент, подключенный к выходу источника переменного тока, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, блок регистрации выполнен в виде последовательно соединенных первой схемы запоминания, вход которой подключен к выходу детектора, сумматора, делителя напряжения и второго сумматора, выход которого подключен к входу индикатора, последовавельно соединенных второй схемы запоминания, подключенной к выходу детектора, и аналогового перемножителя, выход которого подключен к второму входу делителя напряжения, последовательно соединенных схемы задержки, подключенной к выходу порогового элемента, и преобразователя временного интервала в напряжение, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, и второго преобразователя временМого интервала в напряжение, включенного между вторым выходом схемы задержки и вторым входом аналогового перемножи" теля, второй выход схемы задержки соединен с вторым входом первой схемы запоминания, а ее третий выход— с вторыми входами первого и второго преобразователей временного интервала в напряжение и второй схемы запоминания, выход которой соединен с вторым входом первого сумматора.

1330537

Ф фиа Л

Составитель В.Филинов

Редактор Л,Повхан Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Заказ 3576/46 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4