RU2479838C2 - Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов баркгаузена - Google Patents
Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов баркгаузена Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479838C2 RU2479838C2 RU2010153503/28A RU2010153503A RU2479838C2 RU 2479838 C2 RU2479838 C2 RU 2479838C2 RU 2010153503/28 A RU2010153503/28 A RU 2010153503/28A RU 2010153503 A RU2010153503 A RU 2010153503A RU 2479838 C2 RU2479838 C2 RU 2479838C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechanical stresses
- controlled
- current
- barkhausen
- measurements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Изобретение может использоваться для оценки уровня остаточных и динамических внутренних упругих напряжений конструкций ферромагнитных материалов, в том числе и для контроля механических напряжений магистральных трубопроводов. Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов Баркгаузена позволяет повысить точность путем измерения параметров ЭДС шумов Баркгаузена при различных заданных токах перемагничивания во всем диапазоне значений контролируемого параметра за счет множественных измерений в зоне контроля, исключить влияние на результат измерения состояния поверхности исследуемого объекта, наличия наклепов и микродефектов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может использоваться для оценки уровня остаточных и динамических внутренних упругих напряжений конструкций ферромагнитных материалов, в том числе и для контроля механических напряжений магистральных трубопроводов.
Известен способ измерения механических напряжений в ферромагнитных объектах, заключающийся в том, что контролируемый объект намагничивают периодически изменяющимся магнитным полем, контролируют параметры ЭДС от скачков Баркгаузена и по их усредненной за период характеристике определяют результат измерений. [1] (Патент SU 1114938 G01N 27/83, опубл. 23.09.84 г.).
Основной недостаток способа состоит в малой достоверности результатов контроля, что связано с определением результата контроля по усредненной характеристики скачков Баркгаузена без контроля тока перемагничивания, существенно влияющего на корреляцию параметров шумов Баркгаузена с механическими напряжениями.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ измерения механических напряжений в ферромагнитных объектах, заключающийся в том, что контролируемый объект намагничивают периодически изменяющимся магнитным полем, регистрируют текущие параметры ЭДС от скачков Баркгаузена и по ним определяют величину механических напряжений. [2] (Патент RU 2044311 G01N 27/80, опубл. 20.09.95 г.).
Основным недостатком известного способа является то, что он не обладает требуемой точностью измерений, что связано с отсутствием учета влияния температурных изменений магнитных свойств исследуемого объекта, а также от состояния поверхности исследуемого объекта: наличием наклепов, микродефектов, вызывающих значительный рост локальных микронапряжений и слабо влияющих на величину макронапряжений материала контролируемого объекта и, как следствие, на ресурсные характеристики исследуемого объекта.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в заявляемом способе оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов Баркгаузена (ШБ) намагничивают исследуемый объект периодически изменяющимся магнитным полем, задавая различные токи перемагничивания I1, I2=I1+ΔI, I3=I1+2·ΔI, ……In=I1+(n-1)·ΔI, измеряют текущий параметр ЭДС от скачков Баркгаузена и используют полученную величину параметра для определения величины механических напряжений.
Измерения проводят в нескольких m-произвольно расположенных точках в пределах контролируемой зоны (Фиг.1) и получают множество значений контролируемых параметров (р11……pmn) для различных I1……In - токов перемагничивания. Из подмножества значений (р11, p21……pm1) для каждого In-тока перемагничивания определяют приращения Δpmc как сочетания из m-элементов по 2:
Δpml=|p11-p2l|,
……………………
Δpmc=|p1(m-1)-p1m|
где С - число сочетаний из m-элементов по 2:
Определяем среднее значение приращения для тока перемагничивания In:
Из массива значений {Δp1………Δpn} находят минимальное значение и соответствующее ему оптимальное значение тока перемагничивания.
Предварительно получив с помощью представительной выборки контрольных образцов семейство зависимостей p1=ρi(σ), где ρi - значение контролируемого параметра, для различных I1……In - токов перемагничивания и с учетом оптимального тока подмагничивания определяют по ним величину механических напряжений
На фиг.1 показана зона контроля механических напряжений на контролируемом объекте.
Заявляемый способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов Баркгаузена реализован с помощью устройства, блок-схема которого представлена на фиг.2, состоит из управляемого генератора синусоидального напряжения 1, усилителя тока подмагничивания с управляемым коэффициентом усиления 2, микроконтроллером 3, датчиком тока подмагничивания 4, датчиком ШБ 5-6, устройством контроля ШБ 7.
Способ реализуется следующим образом.
Сигнал с генератора 1, частота которого задается микроконтроллером 3 в диапазоне 10÷30 Гц, поступает на вход усилителя тока подмагничивания 2 с управляемым коэффициентом усиления. Ток с выхода усилителя 2, контролируемый датчиком тока 4, поступает в обмотку перемагничивания 5 датчика ШБ. Ток перемагничивания зависит от магнитных характеристик контролируемого объекта, которые, в свою очередь, от остаточных и динамически приложенных напряжений, а также от состояния поверхности исследуемого объекта, наличием наклепов, микродефектов, вызывающих значительный рост локальных микронапряжений. Сигнал обратной связи датчика тока 4, обработанный микроконтроллером 3, позволяет управлять усилителем тока подмагничивания 4 и поддерживать заданное значение тока I1. После чего сигнал ШБ поступает с измерительной обмотки 6 на устройство контроля ШБ 7, которое измеряет текущий параметр ЭДС от скачков Баркгаузена (например, площадь огибающей ЭДС ШБ) и сохраняет его в памяти микроконтроллера 3.
Далее микроконтроллер устанавливает значение тока перемагничивания I2=I1+ΔI и сохраняет следующее значение р12 и т.д.
Аналогично проводятся измерения для остальных (m-1) точек зоны контроля (фиг.2).
После чего из массива значений {Δp1……Δpn} определяем минимальное значение и по нему определяем оптимальное значение тока перемагничивания, при котором и выполняется контрольное измерение.
Предварительно получив с помощью предварительной выборки контрольных образцов семейство зависимостей pi=pi(σ), где pi - значение контролируемого параметра, для различных I1……In - токов перемагничивания и с учетом оптимального тока подмагничивания контрольного измерения определяют по ним величину механических напряжений.
Источники информации
1. Патент SU 1114938 G01N 27/83, опубликован 23.09.84 г.
2. Патент RU 2044311 G01N 2780, опубликован 20.09.95 г.
Claims (3)
1. Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов Баркгаузена, заключающийся в том, что намагничивают контролируемый объект синусоидальным током, анализируют параметры ЭДС от скачков Баркгаузена и по их усредненному значению за период измерения определяют уровень механических напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, измерения проводятся при различных заданных токах перемагничивания в нескольких точках контролируемой зоны.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во всем диапазоне значений контролируемого параметра измерения проводятся при различных заданных и контролируемых токах перемагничивания.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в пределах контролируемой зоны измерения проводят в m-точках с регистрацией семейства (р11…pmn) контролируемого параметра, используя которое и определяют оптимальное значение тока перемагничивания для выполнения контрольного измерения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010153503/28A RU2479838C2 (ru) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов баркгаузена |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010153503/28A RU2479838C2 (ru) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов баркгаузена |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010153503A RU2010153503A (ru) | 2012-07-10 |
RU2479838C2 true RU2479838C2 (ru) | 2013-04-20 |
Family
ID=46848046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010153503/28A RU2479838C2 (ru) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов баркгаузена |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479838C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807964C1 (ru) * | 2023-09-29 | 2023-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "БУРАН-АКТИВ" | Способ контроля механических свойств металлопроката, изготовленного из ферромагнитных металлических сплавов и устройство для его осуществления |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU819679A1 (ru) * | 1979-06-22 | 1981-04-07 | Отдел Физики Неразрушающего Контроляан Белорусской Ccp | Способ магнитошумового контрол МЕХАНичЕСКиХ НАпР жЕНий |
SU1114938A1 (ru) * | 1983-06-13 | 1984-09-23 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных объектах |
SU1566278A1 (ru) * | 1988-04-25 | 1990-05-23 | Предприятие П/Я В-2548 | Способ контрол напр женного состо ни ферромагнитных изделий |
US5047717A (en) * | 1988-12-07 | 1991-09-10 | Siemens Aktiengesellachaft | Method and apparatus for measuring internal mechanical stress of a ferromagnetic body by determining the third harmonic of the induction |
SU1716419A2 (ru) * | 1990-05-14 | 1992-02-28 | Институт Проблем Прочности Ан Усср | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных объектах |
RU2044311C1 (ru) * | 1993-03-29 | 1995-09-20 | Ярославский государственный университет | Способ контроля ферромагнитных изделий |
RU2126635C1 (ru) * | 1997-11-21 | 1999-02-27 | Открытое акционерное общество "Яранский комбинат молочных продуктов" | Способ производства сметаны "яранская" |
RU2296340C1 (ru) * | 2005-09-16 | 2007-03-27 | Институт физики металлов УрО РАН | Способ магнитной структуроскопии |
-
2010
- 2010-12-27 RU RU2010153503/28A patent/RU2479838C2/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU819679A1 (ru) * | 1979-06-22 | 1981-04-07 | Отдел Физики Неразрушающего Контроляан Белорусской Ccp | Способ магнитошумового контрол МЕХАНичЕСКиХ НАпР жЕНий |
SU1114938A1 (ru) * | 1983-06-13 | 1984-09-23 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных объектах |
SU1566278A1 (ru) * | 1988-04-25 | 1990-05-23 | Предприятие П/Я В-2548 | Способ контрол напр женного состо ни ферромагнитных изделий |
US5047717A (en) * | 1988-12-07 | 1991-09-10 | Siemens Aktiengesellachaft | Method and apparatus for measuring internal mechanical stress of a ferromagnetic body by determining the third harmonic of the induction |
SU1716419A2 (ru) * | 1990-05-14 | 1992-02-28 | Институт Проблем Прочности Ан Усср | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных объектах |
RU2044311C1 (ru) * | 1993-03-29 | 1995-09-20 | Ярославский государственный университет | Способ контроля ферромагнитных изделий |
RU2126635C1 (ru) * | 1997-11-21 | 1999-02-27 | Открытое акционерное общество "Яранский комбинат молочных продуктов" | Способ производства сметаны "яранская" |
RU2296340C1 (ru) * | 2005-09-16 | 2007-03-27 | Институт физики металлов УрО РАН | Способ магнитной структуроскопии |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807964C1 (ru) * | 2023-09-29 | 2023-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "БУРАН-АКТИВ" | Способ контроля механических свойств металлопроката, изготовленного из ферромагнитных металлических сплавов и устройство для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010153503A (ru) | 2012-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5483268B2 (ja) | 表面特性検査方法 | |
Wang et al. | Method of measuring the mechanical properties of ferromagnetic materials based on magnetostrictive EMAT characteristic parameters | |
Liu et al. | Comparison of AC and pulsed magnetization-based elasto-magnetic methods for tensile force measurement in steel strand | |
CN110108788A (zh) | 基于脉冲涡流的管道漏磁内检测集成探头及检测方法 | |
Kypris et al. | Experimental verification of the linear relationship between stress and the reciprocal of the peak Barkhausen voltage in ASTM A36 steel | |
CN107991536B (zh) | 一种频域介电响应测试的温度校正方法及设备 | |
JP2009036682A (ja) | 渦電流センサ、硬化層深さ検査装置及び硬化層深さ検査方法 | |
RU2013113756A (ru) | Спосб и установка адаптивного изменения интервала между импульсами при измерении содержания воды на основе ядерного магнитного резонанса (ямр) | |
RU2479838C2 (ru) | Способ оптимизации тока подмагничивания при контроле механических напряжений методом шумов баркгаузена | |
KR101999945B1 (ko) | 강자성체 응력 측정 장치 | |
RU140457U1 (ru) | Устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов | |
JP2001235449A (ja) | 浸炭深さ測定装置 | |
RU2471180C1 (ru) | Способ акустико-эмиссионного контроля композиционных материалов | |
Postolache et al. | Uniform eddy current probe based on GMR sensor array and image processing for NDT | |
KR101001616B1 (ko) | 가역투자율 측정 장치 | |
Liu et al. | A novel integrated sensor for stress measurement in steel strand based on elastomagnetic and magnetostrictive effect | |
RU2293344C1 (ru) | Способ определения кривой намагничивания ферромагнитного материала | |
SU849061A1 (ru) | Способ многопараметрового магни-ТОшуМОВОгО КОНТРОл | |
Betta et al. | On the use of complex excitation sequences for eddy current testing | |
Betta et al. | An experimental comparison of complex excitation sequences for eddy current testing | |
RU2654827C1 (ru) | Датчик измерения механических деформаций | |
Faifer et al. | An improved method for steel fiber reinforced concrete analysis | |
SU1114938A1 (ru) | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных объектах | |
Augustyniak et al. | Impact of frequency and sample geometry on magnetacoustic emission voltage properties for two steel grades | |
KR102224117B1 (ko) | 자기 이력 특성 추정 방법을 이용한 자성 비파괴 검사 장치 |