CS258957B1 - Zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů - Google Patents

Abstract

Zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-mechanických vlastností fero- . magnetických materiálů sestává z® sítového zdroje s usměrňovačem (1), jehož výstup je připojen na vstup stabilizátoru (2), jehož vystup je napojen na vstup generátoru (3) pulsů a napájecí vstup magnetizaěního zdroje (4). Výstup magnetizacního zdroje (4) je připojen na vstup měřicí sondy (5), jejíž výstup je napojen na zesilovač (6). Výstup generátoru (3) pulsů je připojen na pracovní vstup magnetizačního zdroje (4). Zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-meohaniokýoh vlastností feromagnetických materiálů je využitelné ve strojírenství, hutnictví, energetice a ve výzkumných ústavech, zabývajíoíoh se kontrolou strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů.

Description

Vynález se týká zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů.

Nedestruktivní kontrola zahrnuje kontrolu materiálových záměn, tepelného zpracování, geometrických rozměrů, povrchových vrstev a necelistvostí. Současně užívané způsoby kontroly používají magnetizaci střídavým proudem s harmonickým průběhem/ tedy vířivé proudy nebo stejnosměrným proudem, eventuálně Kombinace obou. K vyhodnocování je využíváno změn napětí, remanence nebo koercitivní síly, eventuálně harmonických kmitočtů. U střídavých metod probíhá vyhodnocení zkoušeného materiálu na příslušné magnetizační frekvenci, která je určována požadovanou hloubkou vniku pole do materiálu, při použití kombinované magnetizace lze vhodnou kombinací zvýhodnit vliv relativní permeafeility nebo vodivosti. Méně se využívá při vyhodnocování změn remanence nebo koercitivní síly stejnosměrných polí. U většiny strojírenských výrobků a hutních polotovarů kontrolovaných podle uvedených způsobů je hodnocení zatíženo značnou chybou v důsledku vlivu kvality povrchu, například hrubosti či necelistvostí a povrchových vrstev, například oduhličení.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro nedestruktivní kontrolu stukturnŠ-mechanických vlastností feromagnetických materiálů podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává ze sílového zdroje s usměrňovačem, jehož výstup je připojen na vstup stabilizátoru, jehož výstup je napojen na vstup generátoru pulsů a napájecí vstup magnetizačního zdroje, jehož výstup je připojen na vstup měřící sondy, jejíž výstup je napojen na zesilovač, přičemž výstup generátoru pulsů je připojen na pracovní vstup magnetizačního zdroje.

- 2 258 957

Výhoda zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-mebhanických vlastností feromagnetických materiálů podle vynálezu je především Ύ dosažení větší hloubky vniku pole do zkoušeného materiálu a získání vyšší úrovně elektrických informací v signálu, čímž se dosahuje zvýšení kvality kontroly a vyšší rozlišovací schopnosti. Další výhoda je v jednoduchosti získání stabilních magnetizačních impulsů, jejichž frekvenci lze volit v generátoru spínacích pulsů. Oproti stávajícím způsobům je u tohoto zapojení podle vynálezu také menší ovlivnění výsledku měření povrchovou vrstvou a magnetizace mnohem citlivěji reaguje na mikrostrukturní stav zkoušených feromagnetických materiálů.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise, příkladu jeho provedení podle přiloženého výkresu, který schematicky blokově znázorňuje zapojení pro provádění způsobu nedestruktivní kontroly strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů podle vynálezu.

Zapojení pr₀ nedestruktivní kontrolu strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů podle vynálezu sestává ze sítového zdroje s usměrňovačem 1, jehož výstup je připojen na vstup stabilizátoru 2» jehož výstup je napojen na vstup generátoru 2 pulsů a napájecí vstup magnetizačního zdroje á· Výstup magnetizačního zdroje 2 je připojen na vstup měřící sondy 2» J®” jíž výstup je napojen na zesilovač £. Výstup generátoru 2 pulsů je připojen na pracovní vstup magnetizačního zdroje 4.

Celé zapojení je napájeno ze sítového zdroje, kde je provedeno usměrňovačem 1 usměrnění jednotlivých napětí, která se přivádějí do teplotně kompenzovaného stabilizátoru 2 napětí, jehož jedna větev je spínána buá tvarovanou sítovou frekvencí, nebo oscilátorem, čímž v generátoru 2 pulsů vzniknou pravoúhlé impulsy o amplitudě stabilizovaného napětí a frekvenci sítě nebo oscilátoru. Po výkonovém zesílení v magnetizačním zdroji £ je tímto signálem napájena měřící sonda 2, pomocí které vyhodnocujeme strukturně-mechanické vlastnosti zkoušeného materiálu. Vyhodnocení elektrického signálu probíhá ve dvou fázích. Při změně pole z nuly do maxima vzniká elektrický impuls, závislý především

- 1 258 957 na relativní permeabilitě. Tento impuls je elektricky zpracován po dobu, kdy na měřený materiál působí stejnosměrné magnetizace.

V okamžiku zániku tohoto pole vzniká druhý impuls, související s remanencí zkoušeného materiálu a jeho vyhodnocení probíhá v době nulové magnetizace mezi dvěma magnetizačními pulsy. i< vyhodnocení je použit zesilovač 6, který signál vhodné tvaruje a převádí na vhodný průběh napětí, jež je snímáno a vyhodnocováno mezi jednotlivými přiváděnými magnetizačními pulsy.

Činnost zapojeni podle vynálezu spočívá tedy v impulsní magnetizaci, při které v definovaném časovém úseku na měřený materiál působí stejnosměrné a střídavé pole· jedné polarity. Směny magnetického pole způsobí vznik elektrického signálu ve formě kmitu nebo kmitů, jejichž délka trvání, amplituda, tvar, energie a frekvence je závislá na vlastnostech měřeného materiálu a elektrických parametrech sondy, ale nezávislé na vlastní magnetizaci. Takto získané napětí tedy není totožné průběhem ani tvarem •s vlastní magnetizaci a jeho efektivní hodnota vzrůstá po ovlivnění parametrů měřící sondy zkoušeným materiálem,a to tím více, ,čím je materiál magneticky měkčí. K jeho vyhodnocení je třeba použít nekonvenční způsob elektrického zpracování.

Princip vynálezu podle výše uvedeného tedy spočívá v aplikaci budicího magnetického pole impulsního průběhu na zkoušený vzorek nebo výrobek z feromagnetického materiálu a vyhodnocení odezvy prostřednictvím napětí indukovaného v měřicí cívce v důsledku změn magnetického toku. průběh tohoto napětí v čase je nositelem informace o poměrech v takovém magnetickém obvodě,, mimo jiné i o magnetických vlastnostech feromagnetika, s nímž je magnetické pole cívky spřaženo. Ze souvislosti mezi magnetickými a strukturními vlastnostmi lze pak nepřímo hodnotit i mechanické vlastnosti materiálu zkoušeného vzorku nebo výrobku.

princip samotného měření spočívá ve vyhodnocení elektrických

B impedančních změn měřící sondy, které jsou v přímém vztahu ke strukturně-mechaníckým vlastnostem zkoušeného materiálu. Měřicí uspořádání se tak liší způsobem provádění kontroly na parametrické s přímým vyhodnocením nebo etalonem, diferenciální s odděle- 4 25^ 957 nými sondami a etalonem nebo můstkové při sériovém zapojení a porovnávací metodě. Může být použita metoda příložné i průchozí cívky.

Zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů podle vynálezu je využitelné ve strojírenství, hutnictví, energetice a ve výzkumných ústavech, zabývajících se kontrolou a strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů.

Claims (1)

1. Zapojení pro nedestruktivní kontrolu strukturně-mechanických vlastností feromagnetických materiálů, vyznačující se tím, že sestává ze síťového zdroje s usměrňovačem /1/, jehož výstup je připojen na vstup stabilizátoru /2/, jehož výstup je napojen na vstup generátoru /5/ pulsů a napájecí vstup magnetizačního zdroje /4/, jehož výstup je připojen na vstup měřící sondy /5/, jejíž výstup je napojen na zesilovač /6/, přičemž vystup generátoru /5/ pulsů je připojen na pracovní vstup magnetizačního zdroje /4/.