Магнитооптическое устройство контроля качества изделия

 

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью магнитных средств и может быть промышленно применимо в магнитооптических дефектоскопах, принцип действия которых основан на обнаружении локальных дефектов с помощью вихревых токов. Цель изобретения - выявление дефектов в изделиях из немагнитных проводящих материалов. Устройство имеет блок 9 формирования вихревых токов в изделии 10. Вблизи поверхности изделия 10 помещен магнитооптический пленочный датчик 5, выполненный в виде сильно- или слабоанизотропной магнитоодноосной пленки феррит-граната. Изменение распределения магнитных моментов в датчике 5 от заданного при наличии дефекта в изделии 10 регистрируют с помощью магнитооптического эффекта Фарадея. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью магнитных средств и промышленно применимо в дефектоскопах, принцип действия которых основан на обнаружении локальных дефектов с помощью вихревых токов.

Известно магнитооптическое устройство контроля качества изделия, содержащее оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магнитооптический пленочный датчик, анализатор и блок регистрации, а также блок формирования управляющего магнитного поля.

Недостатком этого устройства является невозможность выявления дефектов в изделиях из немагнитных проводящих материалов, так как оно рассчитано только на магнитожесткие материалы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является известное магнитооптическое устройство контроля качества изделия, содержащее оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магнитооптический пленочный датчик, анализатор и блок регистрации, а также блок формирования управляющего магнитного поля.

Недостатком прототипа является невозможность выявления дефектов в изделиях из немагнитных проводящих материалов, так как он рассчитан только на изделия из магнитожестких материалов.

Целью изобретения является выявление дефектов в изделиях из немагнитных проводящих материалов.

Поставленная цель достигается тем, что известное магнитооптическое устройство контроля качества изделия, содержащее оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магнитооптический пленочный датчик, анализатор и блок регистрации, дополнительно содержит высокочастотный блок формирования вихревых токов в зоне контроля.

В частности, как и в прототипе, устройство может дополнительно содержать блок формирования управляющего магнитного поля.

В частности, магнитооптический пленочный датчик может быть выполнен из магнитоодноосной пленки феррит-граната с фактором качества материала более 30. Альтернативным вариантом является выполнение магнитооптического пленочного датчика из магнитоодноосной пленки феррит-граната с фактором качества материала менее 1.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства.

Магнитооптическое устройство контроля качества изделия содержит источник света 1, поляризатор 2, светоделитель 3, подложку 4, магнитооптический пленочный датчик 5, анализатор 6, блок регистрации 7, блок формирования управляющего магнитного поля 8 и высокочастотный блок формирования вихревых токов 9 в изделии 10.

Устройство работает следующим образом. Вблизи поверхности изделия 10 помещают магнитооптический пленочный датчик 5, нанесенный на прозрачную подложку 4. Свет от источника 1 проходит поляризатор 2, светоделитель 3 и освещает датчик 5. Свет, отраженный от свободной поверхности датчика 5, проходит светоделитель 3, анализатор 6 и регистрируется фотоаппаратом 7. Блок формирования 8, как и в прототипе, обеспечивает формирование равновесной доменной структуры в датчике 5 или равновесное распределение магнитных моментов в нем. Блок 9 наводит вихревые токи в изделии 10, которые обтекают дефекты в нем, вызывая изменение распределения полей рассеяния от заданной картины, что отражается на виде доменной структуры или распределении магнитных моментов в датчике 5. По наличию таких искажений в датчике 5 и судят о дефектах в изделии 10 из немагнитного проводящего материала.

Дефекты контролировали в алюминиевой пластине толщиной 1,5 мм. В качестве магнитооптического пленочного датчика 5 использовали два типа пленок: сильноанизотропные магнитоодноосные пленки феррит-граната состава (Y, Lu, Bi)₃(Fe, Ga)₅O₁₂ с фактором качества материала более 30 и слабоанизотропные магнитоодноосные пленки феррит-граната состава (Lu, Bi)₃(Fe, Ga)₅O₁₂ с фактором качества менее 1. Пленки выращивали методом жидкофазной эпитаксии на подложках 4 из гадолиний-галлиевого граната.

При факторе качества менее 30 на доменную структуру начинает влиять компонента магнитного поля, параллельная плоскости датчика 5. В пленках второго типа вектора намагниченности в исходном состоянии ориентируются в плоскости пленки, однако они легко выходят из этой плоскости при наличии компоненты магнитного поля, перпендикулярной плоскости пленки, что приводит к изменению пропускания системы поляризатор 2, датчик 5 и анализатор 6. Кроме того, в последнем случае изменяется цвет поверхности датчика 6, если в качестве источника света 1 используется лампа накаливания. Поляризатор 2 и анализатор 6 выполняли из пленочных поляроидов. Светоделитель 3 выполняли в виде пластины из гадолиний-галлиевого граната. Распределение намагниченности в датчике 5 регистрировали с помощью фотоаппарата 7. На фиг. 2 показано изображение трещины в сварном шве, находящейся на глубине 0,6 мм. Размер трещины не превышает 0,1 мм. (56) Кубраков Н. Ф. и др. Магнитооптическая визуализация распределения полей от пленочных редкоземельных магнитов, ЖТФ, 1984, т. 54, в. 6, с. 1163-1167.

Рандошкин В. В. и др. Прикладная магнитооптика, М. , Энергоиздат, 1990, с. 264-265.

Формула изобретения

1. МАГНИТООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ, содержащее оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магнитооптический пленочный датчик, анализатор и блок регистрации, отличающееся тем, что оно снабжено высокочастотным блоком формирования вихревых токов в зоне контроля.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком формирования управляющего магнитного поля, магнитосвязанного с магнитооптическим пленочным датчиком.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что магнитооптический пленочный датчик выполнен из магнитоодноосной пленки феррит-граната с фактором качества материала более 30.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что магнитооптический пленочный датчик выполнен из магнитоодноосной пленки феррит-граната с фактором качества материала менее 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1