Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля ферромагнитных изделий

Авторы патента:

G01N27/80 - определение механической твердости, например путем измерения напряженности насыщения или остаточной напряженности магнитного поля ферромагнитных материалов

Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю ферромагнитных изделий и может быть использовано при контроле структуры чугунных и стальных изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности и производительности за счет уменьшения погрешности измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повышения оперативности контроля. По команде вычислительного блока 4 от генератора 1 электромагнитного поля в обмотки намагничивания подаются импульсы тока определенной (малой) амплитуды, под воздействием которых осуществляется перемагничивание контролируемого участка изделия по петле гистерезиса частного цикла намагничивания. В моменты, когда ЭДС магнитного преобразователя 7 становится равной нулю, измеряется ток размагничивания приставного электромагнита, являющийся мерой коэрцитивной силы материала изделия. После 10-12 циклов перемагничивания вычислительный блок вычисляет среднее значение тока размагничивания на частном цикле 1р1. Затем по команде вычислительного блока 4 от генератора 1 в обмотку намагничивания подаются мощные импульсы тока, под воздействием которых осуществляется перемагничивание изделия по петле гистерезиса предельного цикла, при котором достигается техническое насыщение материала изделия . Аналогично предыдущему измеряется среднее значение тока размагничивания Р2 на предельном цикле намагничивания. Далее по команде вычислительного блока 4 измеряется скорость распространения ультразвуковых колебаний. Измеренные значения токов размагничивания и скорости ультразвуковых колебаний используются для расчетов величин механических параметров . 1 ил. С/ С о а Ч а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 27/80

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4697178/28 (22) 25.05.89 (46) 15.12.91. Бюл, М 46 (72) С.Б.Сластинин, В.К,Бобылев и В.А.Желдаков (53) 620.179.14 (088.8) (56) Патент США М 3237446, кл. 73 вЂ” 67,9, 1966. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОПАРАМЕТРОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю ферромагнитных изделий и может быть использовано при контроле структуры чугунных и стальных изделий. Цель изобретениявЂ” повышение чувствительности и производительности за счет уменьшения погрешности измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повышения оперативности контроля. По команде вычислительного блока 4 от генератора 1 электромагнитного поля в обмотки намагничивания подаются импульсы тока определенной (малой) амплитуды, под воздействием которых осуществляется перемагничивание контроSU „ 1698731 А1 лируемого участка изделия по петле гистерезиса частного цикла намагничивания. В моменты, когда ЭДС магнитного преобразователя 7 становится равной нулю, измеряется ток размагничивания приставного электромагнита, являющийся мерой козрцитивной силы материала иэделия. После

10 вЂ” 12 циклов перемагничивания вычислительный блок вычисляет среднее значение тока размагничивания на частном цикле lp>.

Затем по команде вычислительного блока 4 от генератора 1 в обмотку намагничивания подаются мощные импульсы тока, под воздействием которых осуществляется перемагничивание изделия по петле гистереэиса предельного цикла, при котором достигается техническое насыщение материала иэделия. Аналогично предыдущему измеряется среднее значение тока размагничивания tpz на предельном цикле намагничивания. Далее по команде вычислительного блока 4 измеряется скорость распространения ультразвуковых колебаний. Измеренные значения токов размагничивания и скорости ультразвуковых колебаний используются для расчетов величин механических параметров. 1 ил.

1698731 (2) Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю ферромагнитных изделий и может быть использовано в литейных и термообрубных цехах машиностроительных предприятий при контроле структуры чугунных и стальных изделий.

Цель изобретения вЂ” повышение чувст вительности и производительности за счет уменьшения погрешности измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повышения оперативности контроля, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 электромагнитного поля, последовательно соединенные блок 2 преобразователей, блок 3 обработки сигналов и вычислительный блок

4 (микропроцессор К 580ВМ80А). Первый из управляющих выходов вычислительного блока 4 соединен с вхо) ом генератора 1, а информационный выход вЂ” с блоком 5 выхода информации, Устройство содержит также генератор 6 акустического поля, выход которого соединен с одним из входов блока 2 преобразователей.

Блок 2 преобразователей содержит магнитный преобразователь 7, выполненный, например, в виде приставного электромагнита с феррозондовым преобразователем, и акустический преобразователь 8, выполненный в виде раздельно-совмещенного преобразователя. Акустический преобразователь

8 размещен между полюсами приставного электромагнита, Блок 3 обработки сигналов содержит субблок 9 измерения тока размагничивания приставного электромагнита на частном и предельном циклах перемагничивания и субблок 10 измерения скорости продольных акустических колебаний. Субблоки 9 и 10 соединены соответственно с преобразователями 7 и 8. Управляющие входы субблоков 9 и 10 подключены к третьему и четвертому управляющим выходам вычислительного блока 4, второй управляющий выход которого подключен к генератору 6 акустического поля. Выходы субблоков 9 и 10 подключены к входам микропроцессора 4.

Устройство работает следующим образом, При запуске устройства вычислительный блок 4 осуществляет обработку многопараметровой измерительной информации, поступающей на его информационные входы от субблока 9 измерения тока размагничивания на частных и предельных циклах и субблока 10 измерения акустических колебаний. Алгоритм работы вычислительного блока 4 предусматривает два режима; уп5

55 равляющий и обработки измерительной информации.

В режиме управления вычислительный блок 4 выдает на управляющий вход генератора 1 электромагнитного поля команды, по которым последний последовательно подает импульсы тока в намагничивающую катушку магнитного преобразователя 7.

Управляющим сигналам вычислительного блока задают величину и направление импульсов. тока генератора 1 электромагнитного поля. На управляющий вход субблока

9 подаются команды начала измерения тока размагничивания на частных и предельных циклах намагничивания. Полученные значения тока размагничивания, пропорциональные коэрцитивной силе (Нс), в цифровой форме подаются с выхода субблока 9 на информационный вход вычислительного блока 4 и запоминаются в его регистрах.

Затем вычислительный блок 4 включает генератор 6 акустического поля. его зондирующие импульсы возбуждают пьезоэлемент акустического преобразователя 8, который излучает в контролируемый обьект ультразвуковые волны. Скорость распространения ультрозвуковых продольно-поверхностных (головных) волн. определяется блоком измерения скорости, на управляющий вход которого поступают синхронизирующие импульсы от вычислительного блока 4, С выхода субблока 10 значения скорости распространения ультразвуковых колебаний в цифровой форме запоминаются в регистрах вычислительного блока 4.

В режиме обработки измерительной информации вычислительный блок 4 обрабатывает хранящиеся в его регистрах значения коэрцитивной силы Нс на частных и предельных циклах намагничивания и скорости распространения ультразвуковых колебаний по экспериментально установленной математической модели регрессии, при которой коэффициент множественной корреляции между значениями сигналов с преобразователей 7 и 8 и контролируемыми физико-механическими характеристиками контролируемого изделия имеет максимальное значение.

Аппроксимируя параболой зависимость между твердостью и током размагничивания на частном цикле, записываем

Н -a< l » + b> lz + ct, (1) где Н вЂ” твердость; а1, ь1, с1 вЂ” коэффициенты аппроксимации, определяемые из экспериментальных данных на партии образцов.

На предельном цикле

Н =,а2 1р) + Ь2 1р + с2, 2

1698731

Формула изобретения

Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, содержащее генератор электСоставитель Л.Крюкова

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор М.Петрова

Заказ 4389 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Умножая уравнение(1) на a2/а1и вычитая из него уравнение (2), получаем

Н =А Ip1 вЂ” В !р2+С (3) где аа Ь,, a1b2, (с вЂ” сг а а2 а1 а2 а1 а2 вЂ” а1

Из выражения (3) видно, что преобразованная зависимость между твердостью и токами размагничивания на частном и предельном циклах имеет линейный характер, С выхода вычислительного блока 4 полученный результат вычисления подается на вход блока 5 вывода информации и индицируется на информационном табло, Таким образом, подключение в устройстве субблоков измерения магнитных и акустических параметров к входам вычислительного блока благодаря вычислительной обработке выходных сигналов субблоков позволяет уменьшить погрешность измерений магнитных и акустических характеристик изделий и повысить оперативность контроля. ромагнитного поля, соединенный с ним магнитный преобразователь, генератор акустического поля, соединенный с ним акустический преобразователь. блок обра5 ботки сигналов и блок вывода информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и производительности, оно снабжено вычислительным блоком, два управляющих выхода которого

10 соединены с входами соответственно генератора электромагнитного поля и генератора акустического поля, а информационный выход вЂ” с блоком вывода информации, магнитный преобразователь выполнен в виде

15 приставного электромагнита, акустический преобразователь размещен между его полюсами, а блок обработки сигналов выполнен в виде субблоков соответственно измерения тока размагничивания пристав20 ного электромагнита на частном и предельном циклах перемагничивания и измерения скорости акустических колебаний, входами соединенных соответственно с магнитным и акустическим преобразователями, выхода25 ми вЂ” с соответствующими информационными входами вычислительного блока, а управляющими входами вЂ” соответственно с третьим и четвертым выходами вычислительного блока.

Устройство для многопараметрового неразрушающего контроля ферромагнитных изделий

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества различных ферромагнитных изделий и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности, Цель изобретения - повышение достоверности за счет устранения влияния на результаты контроля нестабильности длины контролируемых изделий - достигается измерением остаточной индукциии коэрцитивной силы изделия после намагничивания изделия до насыщения, а также определением при перемагничивании изделия по кривой возврата вспомогательного параметра, зависящего от измеренных ранее величин, внешнего магнитного поля и коэффициента размагничивания эталонных изделий, сравнением этого параметра с индукцией в изделии и определением параметра контроля в момент равенства сравниваемых величин

Устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий // 1651188

Изобретение относится к нераэруиающему контролю механических свойств движущихся ферромагнитных изделий

Способ магнитного контроля режима термообработки стальных изделий // 1645887

Устройство для электромагнитного контроля движущихся ферромагнитных изделий // 1644019

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий , в частности к контролю твердости движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий

Способ неразрушающего контроля механических свойств изделий из углеродистых сталей // 1644018

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля механических свойств изделий из углеродистых сталей

Способ контроля качества многослойных ферромагнитных изделий // 1635112

Изобретение относится к измерительной технике и можег использоваться для неразрушающего контроля физико-механических характеристик ферромагнитных материалов и изделий по магнитным параметрам и определения их качества и глубины упрочненных изделий

Устройство для электромагнитного контроля материалов // 1631396

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико-механических свойств и дефектоскопии слабопроводящих материалов

Способ вихретокового контроля композиционных материалов // 1629830

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для структуроскопии и определения физико-механических свойств слабопроводящих композиционных материалов Цель изобретения - повышение точности контроля композиционных материалов достигается путем накопления информации при вариации условии измерения В процессе контроля вихретоковый преобразователь питают попеременно высшей и низшей частотой , изменяют гол его наклона в диа$ пазоне - и перемещают по замкнутой траектории , обхватывающей площа IB сопоставимую с размерами шероховатости По максимуму низкочастотного сигнала, поименного при минимуме высокочастотною cm нала, судят о параметрах контролируемого обьекта 3 ил

Способ контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления // 1608563

Изобретение относится к неразрушающему магнитному контролю и может быть использовано для контроля механических свойств ферромагнитных материалов

Устройство для определения физико-механических свойств изделий из ферромагнитных материалов // 1597709

Способ контроля структуры металла протяженного изделия // 2115917

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля структуры металла протяженных ферромагнитных и неферромагнитных изделий, в частности насосных штанг, используемых при механизированной нефтедобыче, и предназначено для экспресс-индикации структурной неоднородности материала изделий, связанной с нарушением режима при объемной термообработке в процессе изготовления, а также структурной неоднородности, возникшей в процессе эксплуатации изделия

Способ неразрушающего контроля упругих напряжений в ферритовых изделиях // 2184371

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для определения упругих напряжений в ферритовых изделиях

Способ неразрушающего контроля качества термообработки сварных соединений // 2296319

Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-механических свойств изделия из ферромагнитного материала и может быть использовано для контроля качества термообработки сварных соединений

Образец для калибровки и настройки устройств магнитного контроля и способ его термообработки // 2328730

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к способу термообработки образца для калибровки и настройки устройств магнитного контроля и конструкции данного образца, изготовленного этим способом

Способ контроля качества поверхностно-упрочненного слоя изделий из ферромагнитных материалов // 2330275

Изобретение относится к исследованиям физических свойств изделий из ферромагнитных материалов

Способ щурова измерения магнитной эмиссии // 2346287

Изобретение относится к магнитометрии, конкретно к неразрушающему магнитному контролю динамических параметров изделий из ферромагнитных материалов, используемых в различных отраслях техники и подвергающихся в процессе эксплуатации динамическим механическим воздействиям

Передвижное магнитное устройство // 2350976

Изобретение относится к области измерения магнитных параметров ферромагнитных материалов и может быть использовано для определения свойств и напряженно-деформированного состояния различных ферромагнитных изделий

Способ импульсного магнитного контроля температуры отпуска изделий из среднеуглеродистых сталей // 2376592

Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств материалов и сплавов и может быть использовано на машиностроительных и металлургических предприятиях для неразрушающего контроля температуры отпуска изделий из среднеуглеродистых сталей, подвергаемых закалке и последующему отпуску

Способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления // 2411516

Изобретение относится к электромагнитному неразрушающему контролю качества изделий из ферромагнитных сталей и может быть использовано для контроля качества термической обработки стержней

Способ контроля механических свойств стальных металлоконструкций и упругих напряжений в них и устройство для его осуществления // 2424509

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля эксплуатационных свойств (твердости, прочности) стальных протяженных стальных металлоконструкций (труб, мостов, кранов, рельсов, резервуаров и др.) и действующих в них механических напряжений