RU2020469C1

RU2020469C1 - Eddy-current instrument for quality control of metal alloying

Info

Publication number: RU2020469C1
Application number: SU925041412A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Любашов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: nondestructive eddy-current testing of complete alloy formation in mechanically alloyed powders. SUBSTANCE: quality control of mechanical alloying of metal powders is performed by eddy-current instrument containing eddy-current converter, self-excited oscillator and connected in series measuring unit, d. c. amplifier and indicator, due to the fact that it is provided with emitter follower with load in form of adjustable resistor and regulated capacitor. Eddy-current converter is of through-type. Measuring unit is four-arm bridge circuit, whose one arm is eddy-current converter with fixed resistor cut in series and second arm is capacitor. Two other arms form halves of transformer secondary winding cut in counter to each other. Instrument also includes connected in series transformer primary winding, second capacitor, diode and adjustable load resistor whose adjustable output is connected with d.c. amplifier input, second load is grounded and adjustable resistor, regulated capacitor and transformer primary winding form series oscillatory circuit whose Q-factor is lower than that of eddy-current converter. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему вихретоковому контролю, конкретно к измерению степени и величины механического легирования порошкового (гранулированного) металлического материала, и может быть использовано для контроля полноты сплавообразования в механически легированных порошках при их получении и переработке. The invention relates to non-destructive eddy current testing, specifically to measuring the degree and magnitude of mechanical alloying of powder (granular) metal material, and can be used to control the completeness of alloy formation in mechanically alloyed powders during their preparation and processing.

Для выбора оптимальных условий изготовления порошков методом механического легирования, а также выбора условий их дальнейшей переработки и использования крайне важно контролировать полноту сплавообразования. To select the optimal conditions for the production of powders by mechanical alloying, as well as to select the conditions for their further processing and use, it is extremely important to control the completeness of alloy formation.

Известен рентгенографический способ контроля полноты сплавообразования в механических легированных порошках, включающий съемку рентгенограммы с пробы анализируемого порошка и сравнение ее с рентгенограммой эталонного порошка. A known x-ray method for controlling the completeness of alloy formation in mechanical alloyed powders, including the taking of an x-ray from a sample of the analyzed powder and comparing it with an x-ray of the reference powder.

Недостаток способа - невысокая оперативность контроля как с точки зрения его продолжительности, так и с точки зрения необходимости использования стационарного рентгеновского оборудования. Кроме этого способ является разрушаемым. The disadvantage of this method is the low efficiency of control both in terms of its duration and in terms of the need to use stationary x-ray equipment. In addition, the method is destructible.

Наиболее близким по технической сущности является измеритель электропроводности типа ИЭ-1, который может быть использован для контроля качества легирования материалов. The closest in technical essence is a conductivity meter type IE-1, which can be used to control the quality of alloying materials.

Известный прибор содержит вихретоковый преобразователь накладного типа, автогенератор и последовательно соединенные блок измерения, усилитель постоянного тока и индикатор. The known device contains an eddy current transducer of the invoice type, a self-oscillator and a series-connected measuring unit, a DC amplifier and an indicator.

Недостаток прибора - низкая чувствительность к измеряемому параметру - электропроводности, что не позволяет контролировать качество механического легирования порошковых металлических материалов. The disadvantage of this device is its low sensitivity to the measured parameter — electrical conductivity, which does not allow controlling the quality of mechanical alloying of powdered metal materials.

Изобретение позволяет создать прибор, который обеспечивает контроль качества механического легирования порошковых металлических материалов. The invention allows to create a device that provides quality control of mechanical alloying of powdered metallic materials.

Поставленная задача решается за счет того, что прибор, содержащий вихретоковый преобразователь, автогенератор и последовательно соединенные блок измерения, усилитель постоянного тока и индикатор, дополнительно снабжен эмиттерным повторителем с нагрузкой в виде регулируемого активного сопротивления и регулируемой емкостью, вихретоковый преобразователь выполнен проходным, а блок измерения представляет собой четырехплечую мостовую схему, одним из плеч которой является вихретоковый преобразователь с последовательно включенной переменной емкостью, вторым плечом - сопротивление, а два других плеча образуют встречно включенные половины вторичной обмотки трансформатора, а также последовательно включенные в первичную обмотку трансформатора, вторую емкость, диод и регулируемое нагрузочное сопротивление, регулируемый выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, а второй вывод заземлен. Регулируемое активное сопротивление, регулируемая емкость и первичная обмотка трансформатора образуют последовательный колебательный контур, добротность которого ниже добротности вихретокового преобразователя. The problem is solved due to the fact that the device, containing the eddy current transducer, a self-oscillator and a series-connected measuring unit, a DC amplifier and an indicator, is additionally equipped with an emitter follower with a load in the form of an adjustable active resistance and an adjustable capacitance, the eddy current transducer is made through, and the measurement unit represents a four-arm bridge circuit, one of the shoulders of which is an eddy current transducer with a series-connected ac capacitance, the second arm is the resistance, and the other two arms form the opposite half of the secondary winding of the transformer, as well as sequentially included in the primary winding of the transformer, the second capacitor, diode and adjustable load resistance, the adjustable output of which is connected to the input of the DC amplifier, and the second the output is grounded. The adjustable active resistance, the adjustable capacitance and the primary winding of the transformer form a series oscillatory circuit, the quality factor of which is lower than the quality factor of the eddy current transducer.

На фиг. 1 показана структурная схема прибора; на фиг.2 - график зависимости показаний прибора от величины сплавообразования для разных сплавов на никелевой основе. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 is a graph of the dependence of the readings of the device on the magnitude of alloy formation for different alloys based on Nickel.

Прибор состоит из последовательно соединенных автогенератора 1, эмиттерного повторителя 2, блока измерения 3, усилителя постоянного тока 4, блока питания 5 и индикатора 6. Блок измерения состоит из трансформатора 7, первичная обмотка 8 которого через регулируемую емкость 9 и регулируемое активное сопротивление 10 подключена к эмиттерному повторителю, чем и образуют последовательный IСР контур, добротность которого ниже добротности ВТП, с помощью которого устанавливают начальную точку отсчета измерения. Одновременно первичная обмотка трансформатора 8 через емкость 16 диод 17 и регулируемую нагрузку 18 подсоединяется к усилителю постоянного тока 4. Вторичная обмотка трансформатора состоит из двух одинаковых половин 11 и 12 включенных встречно, причем концы вихретокового преобразователя 14 подключены к вторичным обмоткам трансформатора через сопротивление 15 и вторую переменную емкость 13. Блок измерения представляет собой четырехплечую мостовую схему, одним из плеч которой является вихретоковый преобразователь 14, с последовательно включенной переменной емкостью 13, вторым плечом сопротивление 15, а два других плеча образуют встречно включенные половины вторичной обмотки трансформатора 11 и 12. The device consists of a series-connected oscillator 1, emitter follower 2, measurement unit 3, DC amplifier 4, power supply 5 and indicator 6. The measurement unit consists of a transformer 7, the primary winding of which 8 is connected to an adjustable capacitance 9 and an adjustable resistance 10 to the emitter follower, which forms the serial ICP circuit, the quality factor of which is lower than the quality factor of the ECP, with the help of which the initial reference point of measurement is established. At the same time, the primary winding of the transformer 8 through the capacitance 16 of the diode 17 and the adjustable load 18 is connected to the DC amplifier 4. The secondary winding of the transformer consists of two identical halves 11 and 12 connected in the opposite direction, and the ends of the eddy current transducer 14 are connected to the secondary windings of the transformer through resistance 15 and the second variable capacity 13. The measurement unit is a four-arm bridge circuit, one of the arms of which is an eddy current transducer 14, with a series connection th variable capacitance 13, resistance of the second arm 15 and the other two form a shoulder opposite half included transformer secondary windings 11 and 12.

Прибор работает следующим образом. Предварительно включенный в электрическую сеть прибор настраивают на нижний и верхний пределы измерения легирования металла. Для этого в две стеклянные пробирки, абсолютно одинаковые по размерам, на всю их высоту заполняют металлическим порошком. Одну из пробирок заполняют сырым порошком, т.е. не имеющим легирующего покрытия, а вторую пробирку - порошком, прошедшим полный цикл механического легирования и имеющим оптимальный толщины легирующий слой. Далее первую из пробирок помещают в отверстие проходного вихретокового преобразователя 14 и ручкой "Установка 0" переменного сопротивления 10, выведенного на переднюю панель прибора, стрелку индикатора 6 устанавливают на нулевое - начальное деление шкалы. После этой операции пробирку вынимают из отверстия проходного вихретокового преобразователя и туда помещают вторую пробирку с оптимальной толщиной легирующего слоя. В этом случае стрелка индикатора отклоняется на определенную величину шкалы. С помощью ручки "Чувствительность" сопротивления 18, выведенного на переднюю панель прибора, стрелку индикатора совмещают с крайним правым max делением шкалы. На этом настройка прибора закончена и переходят к измерениям. Измерения проводят в той же последовательности, предварительно засыпая порошки в стеклянные пробирки и помещая их в датчик. The device operates as follows. The device previously connected to the electric network is tuned to the lower and upper limits of the measurement of metal alloying. For this, two glass tubes, absolutely identical in size, are filled with metal powder over their entire height. One of the tubes is filled with raw powder, i.e. not having an alloying coating, and the second test tube is a powder that has undergone a full cycle of mechanical alloying and has an optimal alloying layer thickness. Next, the first of the tubes is placed in the hole of the eddy current transducer 14 and with the "Setting 0" handle of variable resistance 10 displayed on the front panel of the device, the indicator arrow 6 is set to zero - the initial division of the scale. After this operation, the tube is removed from the hole of the inlet eddy current transducer and a second tube with the optimal alloying layer thickness is placed there. In this case, the arrow of the indicator deviates by a certain scale value. Using the handle "Sensitivity" of resistance 18, displayed on the front panel of the device, the arrow of the indicator is combined with the extreme right max scale division. This completes the setup of the device and proceed to the measurements. The measurements are carried out in the same sequence, pre-filling the powders in glass tubes and placing them in the sensor.

Качество легирования порошка определяют по отклонению стрелки индикатора переводя его показания по прилагаемому графику во время продолжения операции легирования. The quality of the powder alloying is determined by the deviation of the indicator arrow, translating its readings according to the attached schedule during the continuation of the alloying operation.

На фиг. 2 приведен график зависимости показания прибора от состояния порошка для сплавов ВПМ-1, ВПМ-2 и ВПР-44. In FIG. Figure 2 shows a graph of the dependence of the readings of the device on the state of the powder for alloys VPM-1, VPM-2 and VPR-44.

Изобретение иллюстрируется примерами. Для отработки технологии процесса сплавообразования при механическом легировании порошковых сплавов ВМП-1, ВПМ-2 и припоев ВПР-24, ВПР-27 и ВПР-44 снимались показания прибора через 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 ч наработки (фиг.2). Прибор показывает стабильные результаты при многоразовых измерениях. The invention is illustrated by examples. To test the technology of the alloying process during mechanical alloying of powder alloys VMP-1, VPM-2 and solders VPR-24, VPR-27 and VPR-44, the readings were taken after 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 hours operating time (figure 2). The device shows stable results with multiple measurements.

Claims

Vortex device for controlling the quality of alloying metals, containing an eddy current transducer, a self-oscillator and a series-connected measuring unit, a DC amplifier and an indicator, characterized in that it is equipped with an emitter follower with a load in the form of adjustable active resistance and an adjustable capacitance, and the eddy current transducer is made through the measurement unit is a four-arm bridge circuit, one of the shoulders of which is an eddy current transducer with a follower If it is switched on by a constant capacitance, the second arm is a constant resistance, and the other two arms form counterclockwise halves of the secondary winding of the transformer, as well as the primary winding of the transformer, a second capacitor, a diode and an adjustable load resistance, the adjustable output of which is connected to the input of the DC amplifier, and the second terminal is grounded, and the adjustable active resistance, the adjustable capacitance and the primary winding of the transformer form a series oscillatory a circuit whose Q factor is lower than the Q factor of an eddy current transducer.