RU202681U1 - Магнитный структуроскоп - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области определения структуры ферромагнитных материалов путем исследования их магнитных характеристик и может быть использована для определения механических свойств и напряженно-деформированного состояния изделий из ферромагнитных материалов. Технический результат - повышение достоверности контроля и упрощение аппаратуры обработки полезного сигнала. Указанный технический результат достигается тем, что магнитный структуроскоп для контроля изделий из ферромагнитных материалов, содержащий, закрепленные на общем основании, двухполюсное намагничивающее устройство на основе постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда, расположенное с одной стороны изделия, и датчик магнитного поля, расположенный в нейтральной плоскости намагничивающего устройства, с осью чувствительности, перпендикулярной указанной плоскости, согласно предложению, дополнительно снабжен вторым, идентичным первому, закрепленным с ним на общем основании, намагничивающим устройством, расположенным с другой стороны изделия напротив первого намагничивающего устройства с тем же направлением намагничивания изделия, а также вторым, идентичным первому, датчиком магнитного поля, расположенным с другой стороны изделия напротив первого датчика, причем датчики магнитного поля расположены на общем основании датчики магнитного поля соединены между собой последовательно-согласно. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области определения структуры ферромагнитных материалов путем исследования их магнитных характеристик и может быть использована для определения механических свойств и напряженно-деформированного состояния изделий из ферромагнитных материалов.

Известен магнитный структуроскоп (патент РФ на полезную модель №162212, 2016). Он содержит двухполюсное намагничивающее устройство, выполненное на основе постоянного магнита, и датчик магнитного поля, расположенный между его полюсами, с осью чувствительности, перпендикулярной нейтральной плоскости намагничивающего устройства.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленные наличием в магнитной цепи устройства ферромагнитного элемента (магнитопровода) с нелинейными магнитными характеристиками, а также зависимостью показаний аппаратуры от непостоянства зазора между полюсами магнитов и поверхностью контролируемого изделия.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является магнитный структуроскоп (полезная модель РФ №166304, 2016 - прототип), содержащий двухполюсное намагничивающее устройство на основе постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда и датчик магнитного поля, расположенный между его полюсами, с осью чувствительности, перпендикулярной нейтральной плоскости намагничивающего устройства.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля из-за высокого начального уровня напряженности магнитного поля, а также связанная с этим сложность аппаратуры, обусловленная необходимостью дополнительных преобразований полезного сигнала.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение достоверности контроля и упрощение аппаратуры обработки полезного сигнала.

Указанный технический результат достигается тем, что магнитный структуроскоп для контроля изделий из ферромагнитных материалов, содержащий двухполюсное намагничивающее устройство на основе постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда, расположенное с одной стороны изделия, и датчик магнитного поля, расположенный в нейтральной плоскости намагничивающего устройства, с осью чувствительности, перпендикулярной указанной плоскости, согласно предложению. дополнительно снабжен вторым, идентичным первому, намагничивающим устройством, расположенным с другой стороны изделия напротив первого намагничивающего устройства с тем же направлением намагничивания изделия, а также вторым, идентичным первому, датчиком магнитного поля, расположенным с другой стороны изделия напротив первого датчика, причем датчики магнитного поля соединены между собой последовательно-согласно.

Применение второго, идентичного первому, намагничивающего устройства, расположенного с другой стороны контролируемого изделия напротив первого намагничивающего устройства с тем же направлением намагничивания изделия, а также второго, идентичного первому, датчика магнитного поля, расположенного с другой стороны изделия напротив первого датчика, и соединение датчиков между собой последовательно-согласно позволяет повысить достоверность контроля и упростить аппаратуру обработки полезного сигнала за счет возможности измерений напряженности магнитного поля в заданном диапазоне вблизи нулевых значений полезного сигнала, а также снижения зависимости показаний аппаратуры от непостоянства зазора между полюсами намагничивающих устройств и поверхностями изделия при отклонении последнего от нейтрального положения в межполюсном пространстве устройства.

Магнитный структуроскоп поясняется фигурой, на которой показан общий вид устройства.

Магнитный структуроскоп (см. фигуру) состоит из первого намагничивающего устройства (НУ1) на основе постоянных магнитов 1 и 2 в форме прямоугольного параллелепипеда, расположенного с одной стороны контролируемого изделия 3 (например, листа из ферромагнитного материала), и второго намагничивающего устройства (НУ2) на основе постоянных магнитов 4 и 5 в форме прямоугольного параллелепипеда, идентичного НУ1 и расположенного с другой (противоположной) стороны изделия 3 напротив НУ1 с тем же направлением намагничивания изделия. Направления намагниченности магнитов 1, 2, 4 и 5, а также направление намагничивания в изделии 3 показаны стрелками.

В нейтральной плоскости намагничивающих устройств НУ1 и НУ2 (показана штрих-пунктиром на фигуре) расположены идентичные друг другу датчики 6 и 7 (например, преобразователя напряженности магнитного поля) с осью чувствительности, перпендикулярной указанной плоскости. Датчики магнитного поля электрически соединены между собой последовательно-согласно (полезные сигналы датчиков суммируются).

В рабочем положении магниты и датчики жестко закреплены на общем основании (на фигуре не показано). Датчики могут быть выполнены с возможностью перемещения их относительно основания в направлении, перпендикулярном поверхности контролируемого изделия, и последующего закрепления на основании.

Магнитный структуроскоп работает следующим образом.

Контролируемое изделие 3 (см. фигуру) устанавливается в нейтральное положение между НУ1 и НУ2, остается в неподвижном состоянии либо, если это протяженное изделие и требуется исследовать свойства по его длине, перемещается в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа. Под действием магнитного поля постоянных магнитов 1, 2, 4 и 5 изделие 3 намагничивается, при этом датчики 6 и 7 в местах их расположения фиксируют суммарное магнитное поле от магнитов и намагниченного изделия. По величине полезного сигнала датчиков судят о структуре и механических свойствах материала изделия.

При неконтролируемом смещении изделия 3 вверх или вниз от нейтрального положения на фигуре сигнал в одном из датчиков увеличивается, а в другом - уменьшается, но, поскольку полезные сигналы датчиков складываются, то суммарный сигнал в некотором интервале смещений изделия остается неизменным либо изменяется в пределах погрешности измерения.

Кроме того, появляется возможность выбора такого положения датчиков в направлении, перпендикулярном поверхности контролируемого изделия, при котором магнитное поле в месте расположения датчиков близко к нулю либо смещено относительно нуля на заданную величину с учетом интервала показаний, соответствующих «диапазону годности» изделий. Это дает возможность использования для измерения магнитного поля оптимальной (с точки зрения быстродействия и минимальных погрешностей измерения) аппаратуры и повышает достоверность контроля изделий.

Намагничивание изделия с двух сторон обеспечивает более однородную по сечению изделия намагниченность, что, в сочетании с измерением магнитного поля также с двух сторон, дает возможность оценки магнитных свойств и, соответственно, структуры и механических свойств материала изделия (при наличии корреляции между указанными параметрами), в целом по всему сечению. Это также повышает достоверность контроля.

Claims (1)

1. Магнитный структуроскоп для контроля изделий из ферромагнитных материалов, содержащий, закрепленные на общем основании, двухполюсное намагничивающее устройство на основе постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда, расположенное с одной стороны изделия, и датчик магнитного поля, расположенный в нейтральной плоскости намагничивающего устройства, с осью чувствительности, перпендикулярной указанной плоскости, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен вторым, идентичным первому, закрепленным с ним на общем основании, намагничивающим устройством, расположенным с другой стороны изделия напротив первого намагничивающего устройства с тем же направлением намагничивания изделия, а также вторым, идентичным первому, датчиком магнитного поля, расположенным с другой стороны изделия напротив первого датчика, причем датчики магнитного поля расположены на общем основании и соединены между собой последовательно-согласно.

Images