Способ определения механических свойств изделий из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления

 

изобретение относится к неразрушающему контролю изделий из ферромагнитных материалов и предназначено для использования при контроле термической обработки и определении механических свойств ферромагнитных изделий в различных областях промышленности. Целью изобретения является повышение точности за счет отстройки от влияния зазора. Измеряют градиенты напряженности поля остаточной намагниченности на двух различных расстояниях от поверхности контролируемого изделия, по ним определяют величину градиента напряженности поля остаточной намагниченности на поверхности контролируемого изделия и по нему судят о механических свойствах. Реализация обеспечивается с помощью преобразователя 1, расположенных в нем магниточувствительн.ых элементов 2, 3 и эталонных источников 4, 5 магнитного поля, соленоида 6, блока 7 коммутации, блока 8 измерения, ключей 9, 10, 11, 12, интеграторов 13, 14, блока 15 синхронизации, блоков 16, 17, памяти , блока 18 вычисления, индикатора 19 и блока 20 намагничивания, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<)s G 01 N 27/80 SIn92

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4828411/28 (22) 28.05.90 (46) 15,07.92. Бюл, 26 (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР и Институт прикладной физики АН БССР (72) В.Л.Цукерман, В.Б,Кратиров, И.И.Линник и M,À. Ìåëüãóé (53) 620.179.14(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 708795, кл, 6 01 N 27/80, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 989449, кл. G 01 N 27/80, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N - 1388776, кл, G 01 N 27/80, 1986

Авторское свидетельство СССР

N 1597709, кл. G 01 N 27/87, 1987, I (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВО 1СТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий из ферромагнитИзобретение относится к неразрушающему контролю изделий иэ ферромагнитных материалов и предназначено для использования при контроле термической обработки и определении механических свойств ферромагнитных изделий в различных областях промышленности.

Известен cr:особ определения механических свойств изделий из ферромагнитных. Ы 1748031 А1 ных материалов и предназначено для использования при контроле термической обработки и определении механических свойств ферромагнитных изделий в различных областях промышленности, Целью изобретения является повышение точности за счет отстройки от влияния зазора, Измеряют градиенты напряженности поля остаточной намагниченности на двух различных расстояниях от поверхности контролируемого изделия, по ним определяют величину градиента напряженности поля остаточной намагниченности на поверхности контролируемого изделия и по нему судят о механических свойствах. Реализация обеспечивается с помощью преобразователя 1, расположенных в нем магниточувстви- Б тельных, элементов 2, 3 и эталонных источников 4, 5 магнитного поля, соленоида

6, блока 7 коммутации, блока 8 измерения, ключей 9, 10, 11, 12, интеграторов 13, 14, блока 15 синхронизации, блоков 16, 17, памяти, блока 18 вычисления, индикатора i9 и блока 20 намагничивания, " с.п. ф-лы, 1 ил. материалов, при котором изделие намагничивают серией импульсов аксиально симметричного магнитного поля возрастающей, а затем убывающей амплитуды, и считывают градиент остаточного локального поля вдоль оси симметрии.

Устройство, реализующее такой способ содержит блок намагничивания, преобразователь, размещенный в нем магниточувст1748031 вительный элемент, блок измерения, схему сравнения и измеритель амплитуды импульсов, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ on- 5 ределения механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, при котором контролируемое изделие намагничивают серией импульсов возрастающей, а затем убывающей амплитуды, измеряюг 10 градиент поля остаточной намагниченности вдоль оси симметрии, дополнительно измеряют градиент остаточного локального поля вдоль оси симметрии на заданном расстоянии по оси симметрии и учитывают измене- 15 ние градиента при определении механических свойств изделий;

Устройство. реализующее этот способ, содержит последовательно соединенные 20 блок намагничивания, преобразователь, расположенные в IBM два магниточувствительных элемента, выходы которых подключены ко входам первого и второго блоков из,.зрений, выходы которых подключены ко 25 входам блока коммутации, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому пиковому детектору, блоку возведения в квадрат, делителю и индикатору, а второй вы"î,ä блока коммутации 30 подключен к последовательно соединен, ным фильтру и второму и IKoBoMóäåòåêòoðó, выход котооого подключен ко второму входу блока деления.

Недостатком указанных способа и уст- 35 ройства является малая зона отстройки от влияния зазора и недостаточная точность определения механических свойств ферромагнитных изделий, Целью изобретения является повыше- 40 ние точности за счет отстройки от влияния зазора, Указанная цель достигается тем, что в способе определения механических свойств изделий из ферромагнитных мате- 45 риалов, заключающемся в том, что изделие намагничивают аксиально-симметричным магнитным полем, измеряют изменение градиента напряжения поля остаточной намагниченности, по которой судят о механи- 50 ческих свойствах изделий, измерение изменения градиента напря>кенности поля остаточной намагниченности осуществляют компенсационным методом на двух фиксированных расстояниях от поверхности из- 55 делий и вычисляют градиент напряженности поля остаточной намагниченности на поверхности изделия, которую используют при определении механических свойств изделий, Г1оставленная цель достигается также тем, что устройство для определения механических свойств изделий из ферромагнитHbl>I материалов, содер>кащее блок намагничивания, входом соединенный с ним соленоид с расположенными в нем на заданном расстоянии от его рабочего торца двумя магниточувствительными элементами, блок коммутации, блок измерения и последовательно соединенные блок вычислений и индикатор, снабжено двумя цепями., ка>кдая из которых выполнена в виде последовательно соединенных первого ключа, вход которого соединен с выходом блока измерения, интегратора, второго ключа, эталонного источника магнитного поля и блока памяти, и блоком синхронизации, пeðâûé вы" îä которого соединен с управля,ощими входами блока коммутации и ключей, второй и третий выходы соединены через один из блоков памяти с соответствующими входами блока вычислений, а эталонные источники MBI íèòíoãо поля установлены BHóòp ë соленоида соОСНО на равном расстоянии от магниточувствительных элементов, выходы которых соединены через блок коммутации с входом блока измерения, На чертеже изображена структурная гхема устройства, Сг:особ включает следующую последовательность операций; контролируемое изделие намагничивают аксиально-симметричным магнитным

ПОЛЕМ, изменяют градиенты напряженности поля Остаточной намагниченности на двух расстояниях от поверхности контролируемого изделия вдоль оси симметрии, п!> ним вычислиот градиент напря>кенности поля остаточной намагниченности на поверхности контролируемого изделия, по которому судят о механических свойствах изделия.

Функционирование способа осуществляется на примере работы устройства.

Устройство содержит преобразователь

1, расг,оложенные в нем магниточувствительные элементы 2, 3 и эталонные источники 4, 5 магнитного поля, соленоид 6, блок 7 коммутации, блок 8 измерения, ключи 9, 10, 11, 12, интеграторы 13, 14, блок 15 синхро14изации, блоки 16, 17 памяти, блок 18 вычисления, индикатор 19 и блок .20 намагничивания, Устройство для реализации способа работает следующим образом.

После включения питания и установки преобра"-ователя на поверхность контролиpóåìoãî изделия включается блок 20 намаг1748031 ничивания, Контролируемое изделие намагничивается с помощью соленоида б, расположенного в преобразователе. На выходе магниточувствительных элементов 2 и 3 появляется выходной сигнал, который поступает на входы блока 7 коммутации. С выхода блока 7 коммутации сигналы поступают на вход блока 8 измерения и затем на входы ключей 9 и 11, Блок 15 синхронизации управляет работой блока 7 коммутации и ключей 9, 10, 11, 12 таким образом, что, когда с помощью блока 7 коммутации первый магниточувствительный элемент 2 подключен к блоку 8 измерения, открыты ключи 9 и 10, а ключи 11, 12 закрыты, Таким образом, сигнал с блока 8 измерения поступает на соответствующий интегратор 13 или 14 и через ключ 10 или 12 на соответствующий эталонный источник 4 или 5 магнитного поля. Эталонный источник 4 или 5 магнитного поля создает градиент магнитного поля, равный по величине и противоположно направленный измеряемому градиенту напряженности поля остаточной намагниченности, С выхода эталонного источника 4 или 5 магнитного поля сигнал, равный градиенту напряженности поля . остаточной намагниченности, поступает на входы соответствующих блоков 16 памяти или 17, с выходов которых сигналы поступают на блок 18 вычисления и затем на индикатор

19, Определение градиента напряженности поля непосредственно на поверхности контролируемого изделия позволяет устранить мешающее влияние колебаний зазора, вызванное„например, лакокрасочными и другими покрытиями, при определении механических свойств, Величина градиента напряженности поля остаточной намагниченности на поверхности изделия определяется следующим образом. Зависимость величины градиента нормальной составляющей напря>кенности магнитного поля от, расстояния до поверхности можно с достаточной точностью аппроксимировать выражением Hro

1+kh где Нг — градиент напряженности поля остаточной намагниченности на расстоянии от поверхности изделия;

vHe — градиент напряженности поля остаточной намагчиченности на поверхности изделия;

t< — коэффициент пропорциональности.

Величины градиентов СРНг1 и 7Нг2 на прчженности полей остаточной намагниченности, действующих на

10 изделия, которую используют при опреде55 лении механическ х свойств изделиЙ. . 2, Устройство для определения механических свойств иэделий из ферромагнитных материалов, содержащее блок намагничивания, входом соединенный с ним соленоид

50 магниточувствительные элементы, расположенные на расстояниях hi и h2 =. (hi + Лh), описываются соответственно следующими выражениями; с-Нго „ Ho РН 1 1 + kh 7Н 2= 1 + k rhj +Х6) отсюда найдем

1 1 Ь 2Нго 1 1 = Нго Нг2 1<п Н1 vH 2 приравняв правые части, найдем

ЯНг1 7Нг2 к г1

С Н 1- Н<2

Определение градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности на поверхности контролируемого изделия по градиентам напряженности поля остаточной намагниченности на двух расстояниях GT поверхности контролируемого изделия позволяет существенно упростить изготовление идентичных преобразователей, так как расстояние между магниточувствительными элементами можно взять достаточно большим (10 — 20 мм). Ошибка в установке расстояния между магниточувствительными элементами в 0,1 мм приведет к ошибке (1 — 0,5)% в определениичИго.

Таким образом, введение в устройство четырех ключей, двух интеграторов, двух эталонных источников магнитного поля, блока синхронизации, двух блоков памяти, блока вычисления и их связи с известными блоками устройства приводит к достижению положительного эффекта.

Формула изобретения

1. Способ определения механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что изделие намагничивают аксиально-симметричным магнитным полем, измеряют изменение градиента напряженности поля остаточной намагниченности, по которой судят о механических свойствах изделий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение изменения градиента напряженности поля остаточной намагниченности осуществляют компенсационным методом на двух фиксированных расстояниях от поверхности изделия и вы-. числяют градиент напря>кенности поля остаточной намагниченности на поверхности,1748031

Составитель Л.Крюкова

Техред M,Moðãåíòàë Корректор Н.Бучок

Редактор Н.Каменская

Заказ 2499 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рву шская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина, 101 с расположенными в нем на заданном расстоянии от его рабочего торца двумя магниточувствительными элементами, блок коммутации, блок измерения и последовательно соединенные блок вычислений и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя цепями, каждая из которых выполнена в аиде последовательно соединенных первого ключа, вход которого соединен с выходом блока измерения, интегратора, второго ключа, эталонного источника маг нитного поля и блока памяти, и блоком синхронизации, первый выход которого соединен с управляющими входами блока коммутации и ключей, в о рой и третий выхо5 ды соединены через один из блоков памяти с соответствующими входами блока вычислений, а эталонные источники магнитного поля установлены внутри соленоида соосно на равном расстоянии от магниточувстви10 тельных элементов, выходы которых соединены через блок коммутации с входом блока измерения.