RU174923U1 - Прибор для измерения остаточного уровня магнитного потока печатных оттисков - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к приборам для исследования печатных оттисков. Технический результат - создание компактного однокорпусного многофункционального прибора для измерения остаточного уровня магнитного потока печатных оттисков с необходимой точностью измерений. Прибор для измерения остаточного магнитного потока печатных оттисков содержит магнитную головку, блок формирования сигналов записи/стирания на магнитной головке, блок выделения приемного сигнала магнитной головки, центральное процессорное устройство (ЦПУ), блок отображения информации, блок управления кинематикой магнитной головки, который выполнен с возможностью обеспечения управления движением магнитной головки, устройство управления прибором, блок связи с персональным компьютером (ПК), при этом ЦПУ с рабочим программным обеспечением связано отдельными сигнальными линиями с блоком управления кинематикой магнитной головки, блоком формирования сигналов записи/стирания на магнитной головке, устройством управления прибором, блоком отображения информации и блоком связи с ПК, при этом сигнальный выход магнитной головки связан со входом блока выделения приемного сигнала, а выход этого блока также соединен со своим входом ЦПУ, с возможностью прибора производить измерение остаточного уровня магнитного потока, распределенного по зоне контроля исследуемого печатного оттиска, и выдачу результата в виде усредненного значения удельного остаточного магнитного потока для передачи результатов измерений на ПК для их визуализации. 10 ил.

Description

Полезная модель относится к приборам для исследования печатных оттисков с ферромагнитными материалами и лавсановых лент с нанесенными магнитными слоями.

Область применения прибора: при производстве ферромагнитных порошков; при производстве ферромагнитных чернил для печатных устройств; при производстве лавсановых лент с нанесенными магнитными слоями; при производстве ценных бумаг с машиночитаемыми защитными признаками на основе магнитотвердых ферромагнетиков; при контроле подлинности ценных бумаг с машиночитаемыми защитными признаками на основе магнитотвердых ферромагнетиков.

Известно устройство для определения подлинности изделия, защищенного от подделки, раскрытое в патенте RU 2344218 С2 (МПК D21H 21/40, опубл. 20.01.2009, патентообладатель ФГУП "Гознак"), и содержащее средство для создания переменного магнитного поля возбуждения, средство считывания сигналов ответного магнитного поля, включающее канал для регистрации амплитуды сигнала отклика защитного волокна и средство обработки полученных значений сигналов. Средство считывания сигналов дополнительно содержит канал для измерения магнитной проводимости защитных волокон. Средство обработки полученных значений сигналов выполнено в виде процессорного блока для определения корреляции разностей функции распределения амплитуд отклика сигналов защитных волокон и функции распределения магнитной проводимости защитных волокон с заранее заданными значениями указанных функций.

Однако это устройство предназначено для регистрации отклика от каждого волокна из аморфного магнитомягкого материала, а не измерения магнитных свойств магнитотвердых ферромагнетиков.

Также известно устройство для осуществления измерения магнитных свойств листового материала, например банкнот, раскрытое в патенте RU 2170948 С2 (МПК G07D 7/04, опубл. 20.07.2001, патентообладатель ГИЗЕКЕ УНД ДЕВРИЕНТ ГМБХ (ФРГ) (WO 97/50061)), содержащее по меньшей мере один магнитный датчик, имеющий по меньшей мере одну измерительную головку по меньшей мере с одним детектором, предназначенным для преобразования магнитных сигналов в электрические сигналы, и по меньшей мере с двумя полюсными наконечниками, и усилитель для усиления электрических сигналов детектора, при этом полюсные наконечники расположены так, что они образуют измерительный зазор и обеспечивают передачу магнитных сигналов в измерительном зазоре перпендикулярно плоскости указанного детектора. При этом полюсные наконечники измерительной головки магнитно развязаны и каждый из них имеет детектор, а измерительная головка также включает средства для создания постоянного во времени и расположенного перпендикулярно плоскости каждого из указанных детекторов магнитного поля, напряженность которого на каждом из этих детекторов различна. Перед преобразованием магнитных свойств листового материала осуществляют по меньшей мере следующие стадии для калибровки указанной характеристики усиления: генерирование определенного магнитного сигнала, преобразование этого магнитного сигнала в электрический сигнал, усиление этого электрического сигнала и изменение усиления так, чтобы усиленный электрический сигнал на выходе усилителя согласовывался с определенным значением диапазона изменения указанного электрического сигнала.

Недостатком устройства является то, что при измерении магнитных свойств в листовом материале используют постоянное подмагничивание, что не позволяет измерить остаточную индукцию материала, а значит идентифицировать тип ферромагнетика. Также способ калибровки предложенного устройства с помощью средства генерирования изменяющегося во времени магнитного сигнала, расположенного в измерительном зазоре магнитного датчика, не компенсирует изменение чувствительности магнитной головки при уменьшении глубины зазора магнитного датчика в результате износа полюсных наконечников, а также, по различным причинам, изменения зазора между листовым материалом и полюсными наконечниками.

Также известно устройство распознавания подлинности банкноты, раскрытое в патенте RU 2097831 С2 (МПК G07D 7/00, опубл. 27.11.1997, патентообладатель Предприятие - Товарищество с ограниченной ответственностью "ВИЛДИС"), которое содержит датчик в виде катушки индуктивности с сердечником, имеющим зазор между полюсными наконечниками, зона замыкающего магнитного потока которых является зоной размещения контролируемого участка банкноты, выводы катушки индуктивности подключены к блоку сравнения, отличающееся тем, что датчик выполнен с возможностью измерения величины магнитной проницаемости контролируемого участка банкноты и рабочие поверхности полюсных наконечников сердечника расположены в одной плоскости, параллельной поверхности контролируемого участка банкноты, а суммарная площадь рабочих поверхностей полюсных наконечников соизмерима с площадью участка узора или номера контролируемой банкноты.

Однако, данное устройство относится к классу феррозондовых устройств, измеряющих магнитную проводимость материалов, следовательно, магнитная проницаемость будет зависеть, как от концентрации магнитных частиц в чернилах, так и от толщины печатного слоя и как, следствие, отсутствие какой-либо классификации магнитных веществ. Также данное устройство не позволяет измерить остаточную магнитную индукцию материала, а значить идентифицировать тип ферромагнетика на магнитомягкий или магнитотвердый.

Известно устройство для исследования магнитных свойств объектов, прежде всего листового материала, такого, как банкноты, описанное в патенте RU 2381559 С2 (МПК G07D 7/04, опубл. 10.02.2010, патентообладатель ГИЗЕКЕ УНД ДЕВРИЕНТ ГМБХ), содержащее магнитооптический слой с магнитными доменами, на оптические свойства которого оказывают влияние магнитные свойства исследуемого объекта, по меньшей мере, один источник света для излучения света, падающего на магнитооптический слой, и, по меньшей мере, один датчик для приема света, проходящего через магнитооптический слой и/или отражаемого им, и содержит магнитное устройство, создающее магнитное поле (ВII), по существу, параллельное поверхности магнитооптического слоя и проходящее через магнитооптический слой, причем магнитное поле (ВII) имеет напряженность, находящуюся в районе напряженности (ВIIколл), при которой магнитные домены магнитооптического слоя коллапсируют.

Однако в данном патенте не предусмотрена возможность измерения остаточного магнитного потока банкнот (печатных оттисков).

Известен прибор для измерения магнитных свойств области вокруг этого прибора, описанный в патенте US 8803518 В2 (МПК G01R 33/02, опубл. 12.08.2014, патентообладатель MEAS DEUTSCHLAND GMBH), содержащий, по меньшей мере, два магниторезистивных измерительных преобразователей, полевой прибор, генерирующий магнитное опорное поле, которое включает компонент магнитного поля.

Однако в данном патенте не предусмотрена возможность измерения остаточного магнитного потока. Поскольку данный прибор выполнен с возможностью измерять магнитные свойства области, которая расположена вокруг этого прибора.

Также известен ряд устройств по патентам RU 2598307 С2 (WO 2013087168), RU 2549137 С2 (WO 2011154088), RU 2519521 С2 (WO 2010066779), патентообладателя ГИЗЕКЕ УНД ДЕВРИЕНТ ГМБХ (ФРГ), с определением участков магнитных кодов, образованных магнитными материалами с различающейся между собой коэрцитивной силой, в том числе высококоэрцитивных участков (прим.: магнитотвердые материалы (или магнитожесткие материалы) - это магнитные материалы, характеризующиеся высокими значениями коэрцитивной силы (http://megabook.ru/article/ Магнитотвердые + материалы).

Однако, данные устройства являются слишком сложными по своему составу и принципу действия из-за сложности реализуемых ими функций, а также данные устройства являются не измерительными, а устройствами детекторного (порогового) типа, уровень сигнала которых в значительной степени определяется формой рисунка печатного образа.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство измерения характеристик магнитотвердых материалов, описанное в патенте на полезную модель RU 73490 U1 (МПК G01P 3/487, опубл. 20.05.2008, патентообладатель Открытое Акционерное общество "Завод "Автоприбор"), содержащее блок измерения и управления, представленный аналоговым интегратором и устройством управления разверткой намагничивающего поля, самописец, источник питания электромагнита, электромагнит, датчики магнитного поля и потока, отличающееся тем, что аналоговый интегратор, устройство управления разверткой намагничивающего поля и самописец заменяются электронным блоком измерения и управления на базе микроконтроллера с персональным компьютером. Данное устройство может быть использовано для измерения основных магнитных характеристик постоянных магнитов различных классов, например, высококоэрцитивных магнитов и направлено на решение задач автоматизации процесса измерения, и регистрации характеристик и скорости перемагничивания образца; сокращения времени измерения; уменьшения габаритов устройства. Однако, данное устройство предназначено для исследования характеристик постоянных магнитов различных классов, а не для исследования магнитотвердых материалов в печатных оттисках, особенно в ценных бумагах с машиночитаемыми защитными признаками на основе магнитотвердых ферромагнетиков.

В качестве технической проблемы, в заявленной полезной модели является расширение арсенала технических средств определенного назначения, в нашем случае - расширение арсенала технических средств измерения остаточного магнитного потока печатных оттисков, а в качестве технического результата, достигаемого заявленным решением, является создание компактного однокорпусного многофункционального прибора для измерения остаточного уровня магнитного потока печатных оттисков с необходимой точностью измерений.

Технический результат достигается тем, что заявленный прибор измерения остаточного уровня магнитного потока печатных оттисков, включает магнитную головку, блок формирования сигналов записи/стирания на магнитной головке, блок выделения приемного сигнала магнитной головки, блок управления кинематикой магнитной головки, который выполнен с возможностью обеспечения управления движением магнитной головки, центральное процессорное устройство (ЦПУ), блок отображения информации, который может быть выполнен в виде ЖК-дисплея, устройство управления прибором, блок связи с персональным компьютером (ПК). При этом все указанные элементы конструктивно-функционально связаны друг с другом и расположены в едином корпусе, за исключением ПК, с которым связь осуществлена с помощью блока связи. Связи между указанными частями прибора следующие: ЦПУ с рабочим программным обеспечением связано отдельными сигнальными линиями с блоком управления кинематикой прибора, блоком формирования сигналов записи/стирания на магнитной головке; устройством управления прибором (его клавиатурой) и блоком отображения информации (ЖК-дисплеем прибора) и блоком связи с ПК. При этом сигнальный выход магнитной головки связан со входом блока выделения приемного сигнала, а выход этого блока также соединен со своим входом ЦПУ.

При этом прибор выполнен с возможностью измерять остаточный уровень магнитного потока, распределенного по зоне контроля исследуемого печатного оттиска, и выдачи результата в виде усредненного значения удельного магнитного потока с отображением на ЖК-дисплей блока отображения информации прибора; передачи результатов измерений на ПК для их визуализации в виде графика распределения остаточного уровня удельного магнитного потока по длине образца, дальнейшего анализа и хранения в базе данных с возможностью вывода на печать; анализа распределения остаточного уровня магнитного потока по поверхности исследуемого печатного оттиска с разрешением не хуже 1 мм²; исследования физических свойств: напряженности магнитного поля насыщения, максимальной отдачи носителя, оценки коэрцитивной силы магнитотвердых материалов по наличию их в печатных оттисках.

Одним из вариантов реализации компьютерного блока, реализующего функцию ПК, является то, что он может быть встроен непосредственно в корпус прибора.

В предлагаемом приборе чувствительность в рабочем зазоре магнитной головки не хуже 0,01 нВб/м, диапазоны измерения остаточного уровня магнитного потока при основной относительной погрешности измерений не более ±30%: 0.01-10 нВб/м; 0,1-100 нВб/м; 0,001-1 мкВб/м; 0,01-10 мкВб/м; с возможностью ручной или автоматической установки диапазонов измерения; метод измерения - индукционный с предварительной записью и последующим считыванием синусоидального сигнала (магнитная головка с шириной рабочего зазора 0,1±0,01 мм и длиной 1±0,1 мм); форма и размер измеряемого участка поверхности - прямоугольник шириной 1±0,1 мм и изменяемой длиной от 1 до 100 мм с шагом дискретизации 1±0,1 мм; ширина рабочего зазора магнитной головки 0,1±0,01 мм; длина рабочего зазора магнитной головки прибора 1±0,1 мм; скорость движения магнитной головки в режиме записи/считывания - 200±10 мм/с; скорость движения магнитной головки в режиме стирания - 20±0,1 мм/с; параметры магнитного поля записи/стирания: частота магнитного поля записи/стирания 550±10 Гц; напряженность магнитного поля записи/стирания 0 - 270 кА/м ±10%; дискретность установки магнитного поля записи/стирания 10±1 кА/м; толщина исследуемого материала не более 30 мкм и напряженность магнитного поля записи, не превышающем напряженности магнитного поля вхождения материала в насыщение; сердечник магнитной головки, изготовлен из феррита с магнитной индукцией насыщения не менее 0,3 Тл для возможности создания напряженности магнитного поля записи/стирания в линейной области не менее 250 кА/м; питание магнитной головки от блока формирования сигналов записи/стирания синусоидальным током, частота и амплитуда которого задается широтно-импульсным модулятором (ШИМ) центрального процессорного устройства (ЦПУ) во время цикла записи/стирания исследуемого образца.

На фиг. 1 представлена блок-схема основных элементов прибора и их взаимосвязей;

На фиг. 2 представлено три общих внешних вида образца прибора (а -спереди, 6 -сверху, в - сбоку);

На фиг. 3 представлен чертеж блока управления кинематикой магнитной головки прибора;

На фиг. 4 представлена закладка управления в ПК настройками прибора;

На фиг. 5 представлен примерный график распределения остаточного уровня удельного магнитного потока по исследуемому образцу;

На фиг. 6 представлен примерный график зависимости остаточного уровня удельного магнитного потока от напряженности магнитного поля предварительного намагничивания исследуемого образца;

На фиг. 7 представлена схема примера печатного оттиска для измерения его магнитных характеристик;

На фиг. 8 представлен график зависимости остаточного уровня удельного магнитного потока от напряженности магнитного поля предварительного намагничивания для примера печатного оттиска;

На фиг. 9 представлена закладка управления настройками прибора с оптимальными настройками для примера печатного оттиска.

На фиг. 10 представлен график линейного распределения остаточного уровня удельного магнитного потока по исследуемой зоне примера печатного оттиска.

Осуществление полезной модели

Диапазоны измерения остаточного уровня магнитного потока при основной относительной погрешности измерений не более ±30%:

I 0.01-10 нВб/м;

II 0,1-100 нВб/м;

III 0,001-1 мкВб/м;

IV 0,01-10 мкВб/м;

с возможностью ручной или автоматической установки диапазонов измерения.

Метод измерения - индукционный метод с предварительной записью и последующим считыванием синусоидального сигнала (магнитная головка с шириной рабочего зазора 0,1±0,01 мм и длиной 1±0,1 мм).

Форма и размер измеряемого участка поверхности - прямоугольник шириной 1±0,1 мм и изменяемой длиной от 1 до 100 мм с шагом дискретизации 1±0,1 мм.

Ширина рабочего зазора магнитной головки 0,1±0,01 мм.

Длина рабочего зазора магнитной головки прибора 1±0,1 мм.

Скорость движения магнитной головки в режиме записи/считывания - 200±10 мм/с.

Скорость движения магнитной головки в режиме стирания - 20±0,1 мм/с.

Параметры магнитного поля записи/стирания:

- частота магнитного поля записи/стирания 550±10 Гц;

- напряженность магнитного поля записи/стирания 0-270 кА/м ±10%;

- дискретность установки магнитного поля записи/стирания 10±1 кА/м.

Показания результатов измерений прибора соответствуют заявленным техническим параметрам при толщине исследуемого материала не более 30 мкм и напряженности магнитного поля записи, не превышающем напряженности магнитного поля вхождения материала в насыщение. Сердечник магнитной головки изготовлен из феррита с магнитной индукцией насыщения не менее 0,3 Тл, что обеспечивает создание напряженности магнитного поля записи/стирания в линейной области не менее 250 кА/м. Блок формирования сигналов записи/стирания питает магнитную головку синусоидальным током, частота и амплитуда которого задается широтно-импульсным модулятором ЦПУ (ШИМЦПУ) во время цикла записи/стирания исследуемого образца. Во время цикла считывания блок выделения приемного сигнала детектирует принятый с магнитной головки синусоидальный сигнал предварительной записи, усиливает и передает на ЦПУ для оцифровки и дальнейшей его обработки.

Прибор, блок-схема которого приведена на фиг. 1, состоит из следующих основных частей: магнитной головки 3; блока 23 формирования сигналов записи/стирания магнитной головки; блока выделения приемного сигнала 24 от магнитной головки; блока 25 управления кинематикой магнитной головки, который выполнен с возможностью обеспечения управления движением магнитной головки; ЦПУ26; блока 27 отображения информации (ЖК-дисплея прибора); устройства 28 управления прибором (клавиатура прибора); сетевого блока 29 питания; блока 30 связи с ПК; тестовой пластины 31.

Для управления движением магнитной головки 3 по исследуемому печатному образцу служит блок управления кинематикой, который формирует синусоидальные токи управления шаговым двигателем по сигналам ШИМ ЦПУ.

На фиг. 3 подробно показан блок 25 управления кинематикой магнитной головки, который выполнен с возможностью обеспечения управления движением магнитной головки (кинематическим трактом) прибора со следующими конструктивными элементами: магнитной головкой 3, основной 1 и вспомогательной 2 направляющими, шаговым электродвигателем 4, одним ведущим 5 шкивом и четырьмя направляющими 6,7,8,22 шкивами, натяжной планкой 9 с пружиной натяжителя 10, двумя опорными роликами 11, 12, кареткой 13 с двумя пружинами 15, 16, центрирующей пластиной (подвижным кронштейном) 14, оправой (рамкой) 17, платформой 18, нитями: протяжной 19 и визирной 21, линейкой 20. ЦПУ с помощью ШИМ формирует два управляющих сигнала синусоидальной формы, сдвинутых по фазе на 90°, а блок 25 управления кинематикой по управляющим сигналам формирует синусоидальные токи управления шаговым электродвигателем 4. Шаговый электродвигатель 4 с помощью ведущего шкива 5 приводит в движение протяжную нить 19, закрепленную с намоткой нескольких витков на ведущем шкиву 5, которая уложена в направляющие шкивы 6, 7 и шкив 8, установленный на натяжную планку 9 с пружинным натяжителем 10, для компенсации провисания протяжной нити 19. К протяжной нити 19 прикреплена каретка 13 с установкой на основную направляющую 1 для линейного перемещения вдоль рабочей зоны. К каретке 13 со стороны рабочей зоны прикреплена центрирующая пластина (подвижный кронштейн) 14 с П-образной проволочной пружиной 15 с оправой 17 и магнитной головкой 3, подвешенной внутри оправы 17 на центровочных осях перпендикулярно движению. П-образная проволочная пружина 15 и центровочные оси оправы 17 создают возможность компенсации зазоров между рабочими поверхностями магнитной головки 3 с исследуемым образцом и калибровочным оттиском, установленном на платформе 18. С обратной стороны каретки 13 установлена П-образная проволочная пружина 16 с опорными роликами 11, 12, перемещающимися по вспомогательной направляющей 2 при движении каретки 13, тем самым удерживая рабочую поверхность магнитной головки 3 в плотном контакте с поверхностью исследуемого образца и калибровочного оттиска для компенсации неровностей, возникающих в процессе движения рабочей поверхности магнитной головки 3 по исследуемому образцу и выходе на платформу 18. На ведущий шкив 5 одним концом закреплена визирная нить 21, а другим концом закреплена к центру оправы (рамки) 17 и заправлена в направляющий шкив 22 для визирования направления движения центра рабочего зазора магнитной головки 3 по печатному оттиску исследуемого образца. Данное крепление позволяет визирной нити 21 находиться в натянутом состоянии при перемещении магнитной головки 3 по всей длине рабочей зоны прибора. Линейка 20 установлена на основании прибора в рабочей зоне магнитной головки 3 для визуального сведения положения исследуемых зон печатных оттисков с текущей зоной захвата магнитной головки, заданной в настройках прибора, а также для визуального соотнесения положения печатных зон на исследуемом образце с графиком распределения уровня остаточного магнитного потока по длине исследуемого образца. Текущее положение рабочего зазора магнитной головки 3 определяется текущим шагом шагового электродвигателя 4, отсчитанным от крайнего левого положения каретки 13 на основной направляющей 1.

Для самотестирования прибора служит тестовая пластина 31, представляющая собой нормированный печатный оттиск с защитным покрытием от износа, установленный на платформе прибора. При включении, прибор производит самотестирование, осуществляя запись/считывание на тестовой пластине по контрольным точкам, и сравнение полученных значений с предварительно заданными значениями.

Устройство управления прибором представляет собой клавиатуру из трех клавиш («Режим», «Материал», «Старт») для задания режимов работы прибора. Периодическим нажатием клавиши «Режим» можно устанавливать текущим, один из следующих режимов работы прибора: «ТЕСТ», «ИЗМЕРЕНИЕ», «СТИРАНИЕ», «СТИРАНИЕ/ИЗМЕРЕНИЕ», при условии, что они активированы в настройках текущего материала. Периодическим нажатием клавиши «Материал» можно устанавливать текущим один из ранее установленных материалов, при условии, что они активированы в настройках.

Работа прибора в режиме «ТЕСТ». При нажатии клавиши «Старт» прибор произведет самотестирование кинематики и с помощью тестовой пластины, каналов записи воспроизведения с поочередной выдачей на дисплей результатов измерений по контрольным точкам.

Работа прибора в режиме «СТИРАНИЕ». При нажатии клавиши «Старт» прибор произведет стирание/измерение зоны захвата исследуемого образца, отображенной в нижней строке дисплея в миллиметрах, при напряженности магнитного поля стирания, отображенного в верхней строке дисплея в кА/м, и выдаст на дисплей усредненное значение удельного магнитного потока в Вб/м, измеренного после стирания.

Работа прибора в режиме «ИЗМЕРЕНИЕ». При нажатии клавиши «Старт» прибор произведет запись/измерение зоны захвата исследуемого образца, отображенной в нижней строке дисплея в миллиметрах, при напряженности магнитного поля записи, отображенного в верхней строке дисплея в кА/м, и выдаст на дисплей усредненное значение удельного магнитного потока в Вб/м, измеренного после записи.

Работа прибора в режиме «СТИРАНИЕ/ИЗМЕРЕНИЕ». При нажатии клавиши «Старт» прибор произведет стирание/запись/измерение зоны захвата исследуемого образца, отображенной в нижней строке дисплея в миллиметрах, при напряженности магнитного поля записи, отображенного в верхней строке дисплея в кА/м, и выдаст на дисплей усредненное значение удельного магнитного потока в Вб/м, измеренного после стирания/записи.

ЖК-дисплей прибора служит для отображения:

- текущего состояния прибора;

- результатов измерений;

- ошибок измерения и тестирования.

Если прибор готов к работе он выдаст на дисплее:

- название текущего материала, по центру текущий диапазон измерения и справа напряженность магнитного поля записи/стирания в кА/м;

- текущий режим работы прибора и справа зону захвата магнитной головкой исследуемого образца в миллиметрах.

С помощью ПК (или встроенного в корпус прибора аналогичного компьютерного блока со своим дисплеем) осуществляется визуализация, дальнейшая обработка и хранение данных, полученных с помощью прибора при исследовании образца.

Программный модуль предназначен для работы прибора с персональным компьютером или аналогичным по функциональным возможностям встроенным компьютерным блоком в составе прибора. Он имеет следующие опции:

- текущие графики;

- исследование материалов;

- вывод на печать и сохранение в базе данных текущих и исследовательских графиков.

Программный модуль позволяет отображать текущие графики линейного распределения магнитного потока по зоне захвата исследуемого образца.

Программный модуль также позволяет строить график зависимости магнитного потока от напряженности магнитного поля записи.

Программный модуль может сохранять в базе данных текущие и исследовательские графики для последующей их статистической обработки и вывода на печать.

В программном модуле пользовательская программа имеет три закладки:«Настройка прибора», «Текущие графики», «Исследование материалов».

В настройках прибора закладка «Настройка материала» (Фиг. 4) отображает название одного из восьми материалов (по умолчанию текущий материал при включении прибора) для которого отображены текущие настройки:

- «Напряженность магнитного поля записи» служит для предварительного намагничивания образца и задается в диапазоне от О до 270 кА/м с шагом дискретизации 10 кА/м;

- «Напряженность магнитного поля стирания» служит для стирания образца и задается в диапазоне от 0 до 270 кА/м с шагом дискретизации 10 кА/м;

- «Начало зоны исследования» служит для задания начала зоны записи/считывания и устанавливается в диапазоне от 0 до 99 мм с шагом в 1 мм;

- «Конец зоны исследования» служит для задания окончания зоны записи/считывания и устанавливается в диапазоне от 1 до 100 мм с шагом в 1 мм;

- «Диапазон измерения» устанавливается один из четырех диапазонов (I - 0,01-10 нВб/м; II - 0,1-100 нВб/м; III - 0,001-1 мкВб/м; IV - 0,01-10 мкВб/м) или режим «АВТО», который автоматически устанавливает диапазон измерения в зависимости от максимального уровня магнитного потока на поверхности исследуемого образца;

- «Пороговый уровень шума» устанавливает порог среза шума при вычислении усредненного значения удельного магнитного потока;

- «Режим работы по умолчанию» устанавливает «начальным» один из режимов работы прибора при выборе данного материала.

Закладка «Текущие графики» служит для построения графиков распределения удельного магнитного потока по исследуемому образцу (Фиг. 5). Ось абсцисс отображает линейку, установленную в рабочем отсеке прибора, а ось ординат - удельный магнитный поток, полученный при заданном предварительном намагничивании исследуемого образца. Кроме отображения графиков распределения удельного магнитного потока по исследуемому образцу, над графиками можно производить операции, с помощью клавиш со значками.

Закладка «Исследование материалов» позволяет строить графики зависимости удельного магнитного потока от напряженности магнитного поля предварительного намагничивания исследуемого образца (Фиг. 6). Ось абсцисс отображает напряженность магнитного поля предварительной записи, а ось ординат - значения усредненного удельного магнитного потока при заданной напряженности поля предварительного намагничивания. Для построения графика с помощью клавиши «Режим» устанавливается «Стир/Изм» и задается диапазон напряженности магнитного поля предварительного намагничивания (по умолчанию от 0 до 270 кА/м). Кроме отображения графиков зависимости удельного магнитного потока от напряженности магнитного поля предварительного намагничивания, над графиками можно производить операции.

Настройку прибора осуществляют следующим образом. Следует разместить прибор на рабочем столе, установив его на чистый лист бумаги формата А4, обеспечив при этом удобство работы, а также отсутствие рядом излучателей сильных электромагнитных полей. Максимальный уровень шумов, полученный при измерениях не должен превышать порога, заданного в настройках в строке «Пороговый уровень шума», при необходимости скорректировать установки (рекомендовано, чтобы порог уровня шума имел не менее полутора кратный запас относительно максимального уровня шума, получаемого при измерениях). Величина задаваемого порога уровня шума не влияет на результат измерений, при условии, что уровень сигнала контролируемого материала превышает заданный порог.

Настройка прибора на контролируемый материал показана на примере настройки на контроль магнитного элемента ОБРАЗЕЦ, напечатанного на лазерном принтере магнитными чернилами (Фиг. 7). Длина магнитного элемента 1=30 мм. Для удобства позиционирования измерительной части прибора на элемент контроля задана зона захвата L=40 мм с учетом допуска

, так как полная зона захвата прибора в 100 мм увеличивает время измерения и вероятность захвата сторонних объектов, не подлежащих контролю. В настройках прибора установлено начало зоны захвата 10 мм, а конец 50 мм (плавающая зона захвата создана для удобства работы с прибором при исследовании различных зон на образце не перемещая прибор). Прибор установлен на исследуемый образец таким образом, чтобы надпись магнитного элемента находилась в заданной пользователем зоне захвата образца, а визирная нить проходила по центру надписи (визирная нить отображает центральную линию прохождения магнитной головки при измерении).

В открытой закладке «Исследование материалов» установлен режим «Стир/Изм», при котором активированы клавиши построения графика.

После нажатия клавиши пуска прибор приступит к построению графика зависимости магнитного потока от напряженности поля предварительного намагничивания образца в диапазоне от 0 до 270 кА/м с шагом дискретизации 10 кА/м (при отсутствии необходимости исследования материала во всем диапазоне напряженности поля предварительного намагничивания предусмотрена установка плавающего интервала).

После остановки прибора получают график зависимости удельного магнитного потока от напряженности магнитного поля предварительного намагничивания (Фиг. 8). Падение графика после вхождения материала в насыщение объясняется тем, что с ростом напряженности магнитного поля насыщения материала, записываемый сигнал из синусоидального постепенно превращается в прямоугольный, вследствие чего при считывании магнитной головкой прибора падает мощность отдачи, определяемая производной от магнитного потока.

Далее при получении информации из графика о напряженности магнитного поля насыщения равной 110 кА/м можно оптимально настроить (Фиг. 9) прибор на определение удельного магнитного потока образца с напечатанным магнитным элементом. Когда прибор настроен, при выборе клавишей «Материал», «ПР_чернила», в режиме измерения, после нажатия клавиши «Старт» и произведения прибором измерений получают усредненное значение удельного магнитного потока на ЖК-дисплее 27 прибора, и в ПК в закладке «Текущие графики» линейное распределение магнитного потока по исследуемой зоне образца (Фиг. 10).

Отличительными особенностями прибора являются:

Чувствительность прибора в рабочем зазоре магнитной головки не хуже 0,01 нВб/м.

1. Высокая разрешающая способность и чувствительность к магнитотвердым веществам, внедренным в печатные оттиски.

2. Результаты измерений привязаны к фундаментальным физическим единицам: удельному остаточному магнитному потоку Вб/м и напряженности магнитного поля предварительного намагничивания А/м.

3. Возможность исследовать физические свойства ферромагнетика при малых количествах вещества, внедренного в печатные оттиски.

4. Возможность классифицировать печатные оттиски по различию физических свойств ферромагнетиков.

Прибор позволяет производить:

- измерение остаточного уровня магнитного потока, распределенного по зоне контроля исследуемого печатного оттиск, а и выдачу результата в виде усредненного значения удельного магнитного потока;

- передачу результатов измерений на ПК для их визуализации, дальнейшего анализа и хранения в базе данных с возможностью вывода на печать;

- с помощью ПК анализ распределения остаточного магнитного потока по поверхности исследуемого печатного оттиска с разрешением не хуже 1 мм²;

- с помощью ПК исследование физических свойств (напряженности магнитного поля насыщения, максимальной отдачи носителя, оценки коэрцитивной силы) магнитотвердых материалов по наличию их в печатных оттисках.

Claims (1)

1. Прибор для измерения остаточного магнитного потока печатных оттисков, характеризующийся тем, что включает в себя магнитную головку, блок формирования сигналов записи/стирания на магнитной головке, блок выделения приемного сигнала магнитной головки, центральное процессорное устройство (ЦПУ), блок отображения информации, блок управления кинематикой магнитной головки, который выполнен с возможностью обеспечения управления движением магнитной головки, устройство управления прибором, блок связи с персональным компьютером (ПК), при этом указанные элементы прибора связаны между собой следующим образом: ЦПУ с рабочим программным обеспечением связано отдельными сигнальными линиями с блоком управления кинематикой магнитной головки, блоком формирования сигналов записи/стирания на магнитной головке, устройством управления прибором, блоком отображения информации и блоком связи с ПК, при этом сигнальный выход магнитной головки связан со входом блока выделения приемного сигнала, а выход этого блока также соединен со своим входом ЦПУ, с возможностью прибора производить измерение остаточного уровня магнитного потока, распределенного по зоне контроля исследуемого печатного оттиска, и выдачу результата в виде усредненного значения удельного остаточного магнитного потока для передачи результатов измерений на ПК для их визуализации.

Images