Устройство для многопараметрового контроля качества ферромагнитных изделий

< >748229

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтовскомм свидитюльствь

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

/ з (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено . 130678 (21) 2627160/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.0780 Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 180780 (51)М. Кл.G 01 N 27/82

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179 (088. 8) В.Ф. Мужицкий, A Ñ. Смирнов, М.М. Шель, A.П. Шувалов и В.Г. Поручиков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОПАРАМЕТРОВОГО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий электромагнитным методом и может найти применение в отраслях черной металлургии и машиностроения для сор- 5 тировки ферромагнитных изделий на группы качества, например по твердос..ти, химическому составу и т.д.

Известно устройство, содержащее генератор намагничивающего тока, пре- 10 образователь, взаимодействующий с объектом контроля, блок выделения электрических параметров сигнала и регистраторы (1) .

Недостатком устройства является узкоцелевое назначение и сложность в настройке аппаратуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для многопараметрового контроля зО качества ферромагнитных изделий, содержащее генератор намагничивающего тока заданной формы, преобразователь, блок выделения электрических параметров сигнала преобразователя, порого- 25 вые блоки и регистратор 12) .

В этом устройстве используется выделение двух электромагнитных параметров, а именно: проекций вектора ЭДС вторичной-обмотки преобраэователя на два взаимно перпендикулярных направления и сравнение их с по- роговыми з начениями для подавления некоторых мешающих факторов, например изменений диаметра изделия при выявлении трещин.

Недостатком устройства является то, что линии измеряемого и мешающего факторов на комплексной плоскости не всегда имеют постоянное напряжение в широком диапазоне изменения этих факторов, что снижает надежность контроля. Кроме того, иэМенения двух параметров вызывают сложность в автоматизации процесса контроля.

Цель изобратения — повышение надежности контроля и автоматизации сортировки материалов и иэделий на группы качества при наличии 2-х и более изменяющихся параметров (марки стали, тремообработки, диаметров и т.п.).

Цель достигается тем, что устройство. снабжено логическими элементами И и ИЛИ, пороговые блоки объЕдинены не менее чем в две группы, а число пороговых блоков в каждой группе равно числу блоков выделения параметров и вход каждого из пороговых блоков группы соединен с выходбм одного из

748229 блоков выделения параметров, число входов логического элемента И равно числу пороговых блоков в одной группе, и выходы пороговых блоков одной группы соединены со входами одного логического элемента И, число которых равно числу групп пороговых блоков, а число логических элементов ИЛИ равно числу групп качества,и входы каждого из логических элементов ИЛИ соединены с ныхоцами двух и более логических элементов И, выходы логических элементов ИЛИ соединены с индикаторами соответствующих групп.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 днухмерная диаграмма в координатах параметров измерений.

Устройство содержит генератор 1 намагничивающего тока заданной формы (например синусоидальный), преобразователь 2 с намагничивающими обмотками, блоки 3, 4 и 5 выделения электрических параметров сигнала преобразователя, пороговые блоки 617 щеленого типа с регулируемыми нижними и верхними границами срабатывания, логические элементы 18-21 И, логические элементы 2? и 23 ИЛИ, регистраторы 24 и 25. Пороговые блоки образуют группы, а число пороговых блоков в ней равно числу блоков выделения параметров. Блоки 6, 7 и 8 образуют группу 26, блоки 9, 10 и 11 группу 27, блоки 12, 13 и 14 — группу 28, блоки 15, 16 - 17 — группу 29.

Генератор 1 намагничивающего тока заданной формы нагружен на преобразователь 2, который взаимодействует своим полем с контролируемым материалом или изделием. Электрические параметры (б,g ...y ) сигнала измерительной обмотки преобразователя (например амплитуда и фаза основной и внешних гармоник сигнала) содержат информацию о физйко-механических свойствах

Контролируемого объекта. Сигнал преобразователя поступает на блохи 3, 4 и 5 выделения электрических параметров, которые вырабатывают напряжения, пропорциональные соответствующим параметрам a(,ô ...g. Эти напряжения поступают на входы пороговых блоков 617 с регулируемыми при настройке нижними (д Н,JH и g Н) и верхними (с В,J3 В и "В) границами срабатывания. Пороговый блок, например 6, вырабатывает сйгнал "Да", если измеренное значеwe соответствующего параметра (4) лежит между его нижней (дН ) и верхней (а(В1) границами срабатйвания.

Все пороговые блоки объединены н группы 26-29, число которых не менее двух. Число пороговых блоков в . каждой группе. равно числу выделяемых параметров сЛ,p...g. Вход каждого из пороговых блоков соедийен с выходом одного из каскадов выделения параметров, то есть на нход одной группы поступают напряжения со всех кас ,кадов выделения параметров. Сигналы с пороговых блоков поступают на логические элементы 18-21 И, число которых равно числу блокон пороговых устройств. Число входов каждого из элементов И равно числу выделяемых параметров cK,g,... . Выходы всех пороговых устройств одной группы соединены со входами одного логического элемента И, например, выходы пороговых блоков 6, 7 и 8 группы 26 соединены со входами логического элемента 18 И. Логический элемент И вырабатывает сигнал "Да", если выделяемые параметры лежат внутри границ

15 пороговых устройств одной группы, например элемент 18 вырабатывает сигнал "Да", если

ЛН,аЛаЛ В,,PН,(5(Р В,, р Н„ Р В,, 20 С выходов логических элементов И сигнал поступает на входы логических элементов ИЛИ, число которых равно числу групп качества, на которое сортируются контролируемые материалы

25 и изделия. На входы каждого из элементов ИЛИ поступают сигналы с выходов нескольких (одного или более) логических элементов Ч. Число логических элементов И, присоединяемых ко входам отдельных элементов ИЛИ, может быть изменено, но всегда выход любого элемента И присоединен только к одному входу и только одного элемента ИЛИ.

Логический элемент ИЛИ вырабатывает сигнал "Да", если сигнал "Да" вырабатывает хотя бы один из логических элементов И, присоединенных ко входам данного элемента ИЛИ, а это означает, что качество материала или

40 изделия соответствует группе качества, которая задается совокупностью граничных значений параметров поро-. говых блоков, входящих в группы, выходы которых связаны со, входами дан45 ных логических элементов И. С выходов элементов ИЛИ сиГналы поступают на регистраторы 24 и 25 (световые, звуковые или механические).

В качестве примера рассмотрим случай сортировки ферромагнитных изделий по твердости. Положим, что число выделяемых параметров равно двум. В этом случае результаты измерения электрических параметров сигнала преобразователя могут быть представлены на двухмерной диаграмме в кбординатах параметров Ф и Д (фиг. 2).

Пусть в результате предварительных испытаний установлено, что элементарные области и II образуют .область

60 значений ц(и Р, соответствующую первой градации твердости, а элементарные области III u IV — второй градации. Грайицы элементарных областей

° 1, IV устанавливаются при помощи по65 роговых блоков, например границы зле748229 ментарной области 1 могут быть заданы пороговыми блоками 6 и 7, области I — блоками 9 и 10, области 1Л блоками 12 и 13, области )Ч вЂ” блоками 15 и 16. Если параметры с7 и контролируемого иэделия лежат в пределах одной из элементарных областей (например, точка а в области IT), то пороговые устройства 9 и 10, ло- гический элемент 19 И и логический элемент 22 ИЛИ вырабатывают сигнал

"Ла", логический элемент 22 дает команду на включение индикатора 24 (" Первая градация твердости"). Если параметры изделия соответствуют точке d (область 1V), то команда на включение подается на включение индикатора 25 (" Вторая градация твердости").

В этом примере рассмотрен простейший случай, когда число выделяемых параметров равно двум, число порого- 20 вых групп равно четырем, число логи ческих элементов И равно четырем, чи ло логических элементов ИЛИ равно двум, и изделия сортируются на две группы качества. Это частный случай, 25 удобный для пояснения и графического представления. Обычно с учетом более сложной формы областей для каждой группы качества и их многомерности схема усложняется в сторону увеличе- 39 ния числа выделяемых параметров, числа пороговых устройств. Кроме того, может быть больше логических элементов ИЛИ по числу групп качества, на которые необходимо разделить контрб- З5 лируемые изделия. Логические элементы ИЛИ могут коммутироваться с разным числом элементов И, в зависимости от конфигурации области соответствующей группы качества.

Устройство позволяет не только обнаружить "незапланированную" марку стали, но и определить ее марку. Испытания макета устройства в технологическом потоке показывают эффективность работы, возможность полной автоматизации процесса контроля.

Экономический эффект получается за счет сокращений операций контроля при частой смене контролируемых типоразмеров труб, а также возможности контроля при отклонении режимов термообработки и возможностью автоматизации процесса разбраковки с помощью

ЭВМ.

Формула изобретения

Устройство для многопараметрового контроля качества ферромагнитных изделий, содержащее генератор намагни.чивающего тока заданной формы, преобразователь, блок выделения электрических параметров сигнала преобразователя, пороговые блоки и регистраторы,отличающеесятем,,что, с целью повышения надежности контроля и автоматизации сортировки изделий на группы качества, оно снабжено логическими элементами И и ИЛИ, пороговые блоки объединены не менее чем в две группы, а число пороговых блоков в каждой группе равно числу блоков выделения параметров, и вход каждого из пороговых блоков группы соединен с выходом одного из блоков выделения параметров, число входов логического элемента И равно числу пороговых блоков в одной группе и выходы пороговых блоков одной группы соединены со входами одного логического элемента И, число которых равно числу групп пороговых блоков, а число логических элементов ИЛИ равно числу групп качества, и входы каждого из логических элементов ИЛИ соединены с выходами двух и более логических элементов И, входы логических элементов ИЛИ соединены,с индикаторами соответствующих групп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3706029, кл. 324-40, 1972.

2. Неразрушающий контроль материалов и изделий. Справочник. Под ред.

Г.С. Самойловича. М., "Машинострое" ние", 1976, с 272, рис. 82 (прототип).

748229

Редактор Ю. Петрушко

Заказ 4351/10 Тираи 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ

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

«- -.С М

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.фй

ЯИКА

ЗВАЛ

did 103 18 e(88 le%

АНа ХН4

Фиг. Я

Составитель A. Бодров

Техред A. Куликовская Корректор Ю. Макаренко