RU1812533C - Устройство дл контрол магнитных материалов и изделий - Google Patents

Abstract

Перед проведением измерений корпус устройства устанавливают на поверхность неферромагнитной плиты, а подвижный узел (ПУ) устройства устанавливают в верхнее положение. Затек переменным резистором при разомкнутом ключе устанавливают минимальное значение тока в обмотке подвеса , при котором ПУ сохран ет свое положение . После этого ключ замыкают и корпус устройства вертикально устанавливают на поверхность подлежащего исследованию ферромагнитного образца. Дл  определени  магнитных параметров образца ключ перевод т в разомкнутое положение, при котором начинаетс  плавный разр д накопител  через измерительную обмотку. По достижении разр дным током величины, при которой, благодар  силе взаимодействи  конусного магнита с исследуемым образцом , ПУ скачком перемещаетс  вниз, происходит разрыв контактной пары. В результате одновременно с прекращением разр да выдаетс  результат измерени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике магнитных измерений и может быть использовано дл  серийного контрол  и оперативной разбраковки образцов магнитопровод щих материалов, а также элементов и узлов, примен емых в приборостроении, энергетике и измерительной технике.

Целью изобретени   вл етс  повышение разрешающей способности и производительности измерений.

Конструкци  за вл емого устройства изображена на чертеже.

Немагнитный цилиндрический корпус 1, выпрлненный, например, из латуни, снабжен немагнитной крышкой 2, в которую запрессованаантифрикционна  фторопластова  втулка 3, через осевое отверстие которой свободно проходит немагнитный шток 4, снабженный на своем

верхнем конце ручкой-индикатором 5, а на нижнем конце - посто нным магнитом 6, выполненным в.форме усеченного конуса, обращённого своим большим основанием книзу.

На средней части немагнитного штока 4 последовательно соосно укреплены три цилиндрических ферромагнитных сердечника 7, 8, 9. При этом нижний ферромагнитный сердечник 9 свободно охвачен измерительной кольцевой обмоткой 10, снабженной немагнитным каркасом 11 и внешним магнитом гким круговым экраном-концентратором П-образного радиального сечени , состо щим из железного стакана 12 и фланца 13.

Стакан 12 и фланец 13 экрана-концентратора измерительной обмотки 10 фиксируютс  s полости немагнитного корпуса 1 при

00

N5 СП (5 Ы

помощи стгжанообразных упорных немагнитных кронштейнов 14, 15.

Закрепленный на подвижном штоке 4 средний ферромагнитный сердечник 8 свободно концентрически охватываетс  кольцевым посто нным магнитом 16 радиального либо максимального намагничивани , фиксируемым в средней части немагнитного корпуса 1 парой стаканообразных упорных кронштейнов 15, 17.

Верхний ферромагнитный сердечник 7 на немагнитном штоке 4 свободно охватываетс  дополнительной кольцевой обмоткой 18, размещенной на немагнитном каркасе 19, снабженном внешним круговым магнитом гким экраном-концентратором Л-образного радиального сечени , составленным ферромагнитным стаканом 20 и фланцем 21, которые зафиксированы в немагнитном корпусе 1 стаканообразным кронштейном 17 и цилиндрической втулкой 22.

В верхней части корпуса 1 установлена пара нормально замкнутых электрических контактов 23, размещенных на двух пружин щих металлических пластинах 24 и 25, укрепленных в стенке немагнитного корпуса 1. Нижн   пластина 25 контактной пары 23 удлинена, непосредственно электрически замкнута на заземленный немагнитный корпус 1 и снабжена на свободном конце направленным кверху амортизирующим резиновым бойком 26. На верхней части немагнитного штока.4 укреплено ударное кольцо 27, расположенное над амортизиру- ющим бойком 26 контактной пары 23.

Одна степень свободы перемещени  немагнитного штока 4 - вдоль его вертикальной оси - обусловлена нар ду с центри- рующим действием антифрикционной фторопластовой втулки 3, установленной в крышке 2 корпуса 1, также дополнительным центрирующим действием другой фторопластовой втулки 28, котора  запрессована в осевом отверстии стаканообразного кронштейна 14.

Верхн   пружин ща  пластина 24 контактной пары 23 изолирована от корпуса 1 и электрически параллельно св зана как с потенциальной входной клеммой электронного вольтметра 29, втора  входна  клемма которого заземлена, так и с одним из концов измерительной обмотки 10, другой конец которой присоединен к емкостному накопителю 30 зар да, св занному через ключ (тумблер) 31 с первым выходом источника 32 стабилизированного посто нного напр жени , второй выход которого через последовательно включенные посто нный

33 и переменный 34 резисторы соединен с дополнительной кольцевой обмоткой 18. К упругим пластинам 24, 25 контактной пары 23 нар ду со входными клеммами электронного вольтметра 29 параллельно подключен также блокировочный конденсатор 35, а вход источника 32 стабилизированного посто нного напр жени , представл ющего собой выпр мительный блок со стабилиза0 цией выходного потенциала, св зан через спаренный тумблер 36 со входными клеммами 37 устройства, подключаемыми к переменой силовой питающей сети.

Перед проведением измерений произ5 вод т исходную тарировку устройства, дл  чего корпус 1 вертикально устанавливают на поверхность пластины или плиты из немагнитного материала и спаренным тумблером 36 подают питание силовой сети на

0 источник 32 стабилизированного посто нного напр жени  и на электронный вольтметр 29. Затем движок (подвижный контакт) переменного резистора 34 перевод т в левое по схеме положение и при разомкнутом

5 ключе 31 шток 4 приподнимают в верхнее

положение с помощью ручки-индикатора 5.

При этом подвижный узел устройства,

составленный штоком 4 и закрепленными

на нем элементами 5, 6, 7. 8. 9, самофикси0 руетс  в подвешенном верхнем положении ка; бпагодар  вт гивающему воздействию на ферромагнитный сердечник 8 пол  кольцевого магнита 16, так и благодар  одновременному с этим вт гивающему воздействию

5 на ферромагнитный сердечник 7 магнитного пол , создаваемого посто нным током, протекающим через дополнительную кольцевую обмотку 18. Затем, плавно перемеща  подвижный контакт переменного

0 резистора 34 слева направо, наход т такое граничное положение движка резистора 34, при котором подвижный узел устройства, составленный элементами 4-9, находитс  на грани срыва, но еще удерживаетс  коль5 цевым магнитом 16 и магнитным полем дополнительной кольцевой обмотки 18 (ток через измерительную обмотку 10 при этом отсутствует ввиду разомкнутого состо ни  ключа 31).

0 После проведени  указанной предварительной тарировки устройство готово к измерени м.

Функционирует устройство следующим образом.

5 Ключ 31 устанавливают в замкнутое положение , при котором емкостный накопитель 30 зар да с измерительной обмоткой .10 параллельно приключаютс  к первому выходу источника 32 стабилизированного посто нного напр жени . При этом через

измерительную обмотку 10 и через замкнутую контактную пару 23 протекает макси- мальное значение посто нного тока, определ емое полной величиной стабилизированного посто нного напр жени  на емкостном накопителе 30, а через дополнительному кольцевую обмотку 18 протекает посто нный ток, величина которого при сохранении ранее установленного положени  движка потенциометра 34  вл етс  достаточной дл  удержани  совместно с кольцевым магнитом 16 подвижного узла 4-9 устройства в подвешенном состо нии (даже при отсутствии тока в измерительной обмотке 10, если корпус 1 устройства установлен на немагнитном образце).

Затем на поверхность подлежащего исследованию объекта 38 (образца магнитного материала или детали) вертикально устанавливают СЁОИМ открытым рабочим основанием немагнитный корпус 1 устройства , а ключ 31 перевод т в открытое (разомкнутое), показанное на чертеже положение , при котором рветс  цепь св зи емкостного накопител  30 зар да и параллельно подключенной к нему через замкнутую контактную пару 23 измерительной обмотки 10 с первым выходом источника 32 стабилизированного посто нного напр жени .

После разрыва ключом 31 цепи св зи между емкостным накопителем 30 и измерительной обмоткой 10 - с одной стороны, и выходом источника 32 стабилизированного посто нного напр жени  - с другой, потенциал на обкладках емкостного накопител  30 начинает плавно падать в св зи с разр дом емкостного накопител  через многовитковую высокоомную измерительную обмотку 10.

В процессе разр да накопител  30 на обмотку 10 через замкнутую контактную пару 23 одновременно со снижением потенциала на обкладках конденсатора 30 происходит и плавное падение величины посто нного тока, протекающего через, измерительную обмотку 10, что сопровождаетс  плавным снижением вт гивающего усили , воздействующего на ферромагнитный сердечник 9 со стороны тороидального магнитного пол , создаваемого током обмотки 10 и замыкающегос  через стенки экрана-концентратора 12, 13 и через Сердечник 9 .

Подвижный узел устройства, составленный элементами 4-9, находитс  в процессе проведени  измерительного цикла в подвешенном состо нии благодар  одновременному вт гивающему воздействию пол  посто нного кольцевого магнита 16 на сердечник 8, посто нного магнитного пол  дополнительной обмотки 18 на сердечник 7, а также измен ющегос  магнитного пол  измерительной обмотки 10 на ферромагнит- 5 ный сердечник 9.

Воздействующие на сердечники 7 и 8 подвижного узла 4-9 удерживающие силы определ ютс  при этом посто нными параметрами кольцевого магнита 16 и посто н0 ным значением тока, протекающего через дополнительную кольцевую обмотку 18, вто врем  как воздействующее на ферромагнитный сердечник 9 подвижного узла 4-9 вт - гиваючцее усилие по мере разр да

5 емкостного накопител  30 плавно падает.

Таким образом, если удерживающие (подъемные) усили , воздействующие на ферромагнитные сердечники 7,8 и предназначенные дл  компенсации и уравновешиQ вани  силы т жести, воздействующей на весь подвижный узел 4-9, поддерживаютс  в ходе измерений посто нными, то подъемное усилие, которое действует на сердечник 9 подвижного .узла 4-9 со стороны измери5 тельной обмотки 10 и которое предназначено дл  компенсации силы воздействи  исследуемого образца 38 на посто нный конический магниг 6, в процессе разр да емкостного .. накопител  30 плавно

0 уменьшаетс , непрерывно сравнива сь с сидой взаимодействи  магнита 6 с исследуемым объектом 38.

При этом подвижный узел 4-9 будет оставатьс  в подвешенном состо нии до тех

5 пор, пока величина посто нного тока, проход щего через измерительную обмотку 10, создает магнитное поле, вт гивающее усилие которого, воздействующее на ферромагнитный сердечник 9, превосходит силу

0 взаимодействи  магнита 6 с исследуемым образцом.

В момент достижени  уменьшающимс  током разр да накопител  30 через измерительную обмотку 10 критического значени ,

5 при котором вт гивающа  сила магнитного пол  измерительной обмотки 10 станет недостаточной дл  компенсации силы взаимодействи  магнита 6с исследуемым образцом 38 и соответственно станет недо0 статочной дл  удержани  в подвешенном состо ний всего подвижного узла 4-9, - происходит скачкообразное вертикальное перемещение узла 4-9 вниз - в направлении исследуемого образца 38. Вертикаль- 5 ное скачкообразное перемещение штока 4 подвижного узла 4-9 сопровождаетс  при этом импульсном воздействием ударного кольца 27 штока 4 на амортизирующий боек 26 нижней пластины 25 контактной пары 23, в результате чего контактна  пара 23 размыкаетс  ударным кольцом 27, которое м гко фиксируетс  на верхнем торце амортизирующего бойка 26.

Размыка сь вследствие нажима ударного кольца 27 на боек 26. контакты 23 пру- жинной пары пластин 24, 25 разрывают цепь питани  измерительной обмотки 10, приостанавлива  дальнейший разр д емкостного накопител  30, потенциал которого самофиксируетс  и застывает на значе- нии, соответствующем моменту ска,чкооб- разного перемещени  подвижного узла 4-9.

Одновременно с разрывом цепи разр да накопител  30 (в момент скачкообразного перемещени  подвижного узла 443) размыкающиес  контакты 23 прекращают свое шунтирующее воздействие на функционален и вход вольтметра 29. индицирующие элементы которого выдают и запоминают значение конечного потенци- ала на емкостном накопителе 30 в момент вертикального скачка подвижного узла 4-9.

Конденсатор 35, блокирующий функциональный вход вольтметра 29, предохран ет последний от начального импульсного всплеска в момент размыкани  контактной пары 23.

Запоминаемый вольтметром 29 потенциал на накопителе 30 после разры&а удзр- ным кольцом 27 контактов 23 несет непосредственную информацию о матнит- ных свойствах контролируемых образцов материалов и деталей, поскольку величина тока разр да емкостного накопител  30 и через измерительную обмотку 10 & момент скачкообразного падени  подвижного узла -4-9 при посто нстве параметров магнитов 6 и 16, а также при посто нном значении тока через обмотку 18 непосредственно зависит от магнитных свойств исследуемого образца 38. характеризуемых либо магнитной проницаемостью пассивных магнито- провод щих объектов, либо степенью намагниченности активных магнитных деталей .

Повышенна  оперативность, технологическое удобство и производительность проводимых устройством измерений при сведенной к минимуму трудоемкости контрол  достигаютс , помимо отмеченного вы- ше, тем, что шкала вольтметра 29 заранее градуируетс  непосредственно в единицах контролируемого параметра ц с помощью набора эталонных образцов, обладающих гаммой калиброванных дискретных значе- ний магнитной проницаемости.

Поскольку вольтметр 29 выдает полезные показани  непосредственно в единицах контролируемого параметра только по завершении всего измерительного цикла.

будучи на прот жении всего остального времени цикла закороченным по входу контактной парой 23 и не выдава  никаких побочных показаний, то этим исключаетс  присущее базовому обьекту-прототипу непрерывное отвлекающее действие электронного вольтметра на внимание оператора-испытател , что способствует снижению утомл емости оператора и повышению технологического удобства магнитного контрол  материалов и изделий.

Кроме того, исключение из контролируемого тока измерительной обмотки 10 побочной компоненты, используемой у прототипа дл  компенсации силы т жести подвижного узла, позволило резко увеличить в за вл емом устройстве коэффициент использовани  шкалы вольтметра, который фиксирует лишь ту составл ющую разр дного тока емкостного накопител , котора  несет только полезную информацию о магнитных свойствах иеследуемэго обьекта. Указанный фактор вместе с отмеченным выше разделением функций между компенсационными и собственно измерительными элементами за вл емого устройства обеспечил повышенную разрешающую способность последнего и максимальную достоверность результатов проводимых измерений.

Claims (1)

1. Формула изо бретени   Устройство дл  контрол  магнитных материалов и изделий, содержащее немагнитный цилиндрический корпус с крышкой и двум  антифрикционными втулками, одна из которых размещена в крышке корпуса, подвижный узел в виде центрального штока с ручкой-индикатором на верхнем конце, посто нным магнитом на нижнем конце и цилиндрическим сердечником в средней чатси, измерительную обмотку в цилиндрическом экране-концентраторе, размещенную сооено с цилиндрическим сердечником штока, и боек с контактной парой, один контакт которой соединен с первым выводом накопител  зар да, первой входной клеммой вольтметра и общей шиной источника посто нного напр жени , первый которого соединен с первым выводом ключа , второй вывод которого соединен с вторым выводом накопител  зар да и первым выводом измерительной обмотки, второй вывод которой соединен с вторым контактом контактной пары, а также узел защиты вольтметра, отличающеес  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности и производительности измерений, оно снабжено кольцевым посто нным магнитом , кольцевой обмоткой в цилиндрическом экране-концентраторе, ударным

   кольцом, переменным резистором и двум  цилиндрическими сердечниками, расположенными на штоке выше первого цилиндрического сердечника в полости кольцевого посто нного магнита и кольцевой обмотки соответственно, .посто нный магнит выполнен в виде усеченного конуса с большим нижним основанием, а элемент защиты выполнен в виде блокировочного конденсатора , при этом ударное кольцо размещено на штоке между первой антифрикционной втулкой и верхним цилиндрическим сердечником , контактна  пара расположена в вер0

   хней части немагнитного цилиндрического корпуса, в нижней части которого размещена втора  антифрикционна  втулка, а второй выход источника посто нного напр жени  соединен с первым выводом переменного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом кольцевой обмотки, второй вывод которой соединен с первой входной клеммой вольтметра и первым выводом блокироЁочного конденсатора, второй вывод которого соединен с второй входной клеммой вольтметра и вторым выводом первой измерительной обмотки.