RU2753839C1 - Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation - Google Patents

Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation Download PDF

Info

Publication number
RU2753839C1
RU2753839C1 RU2021100262A RU2021100262A RU2753839C1 RU 2753839 C1 RU2753839 C1 RU 2753839C1 RU 2021100262 A RU2021100262 A RU 2021100262A RU 2021100262 A RU2021100262 A RU 2021100262A RU 2753839 C1 RU2753839 C1 RU 2753839C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magneto
optical
ccd camera
axis
analyzer
Prior art date
Application number
RU2021100262A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Назар Викторович Луговской
Владимир Наумович Бержанский
Игорь Михайлович Лагунов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority to RU2021100262A priority Critical patent/RU2753839C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753839C1 publication Critical patent/RU2753839C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: flaw detection.
SUBSTANCE: invention relates to the field of flaw detection. A device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation, including an eddy current inductor and an imaging device containing a magneto-optical (MO) element made of a garnet-ferrite epitaxial film and a mirror-protective coating, a CCD camera, the optical axis of which is directed to the magneto-optical element through the analyzer, while it contains a pulsed white light source, the optical axis of which coincides with the axis of the polarizer, connected through a series-connected power supply, a switch, a pulse generator with an amplifier and an eddy current inductor, and a lens system, the optical axis of which coincides with the axis of the analyzer and the CCD camera, an automatic defect fixing device connected via a power supply to a switch, a recording device, a pulsed white light source, a CCD camera, a data storage device, an LCD display and a PC connector.
EFFECT: automation of the scanning process of the object under study, increasing the scanning speed with subsequent processing by the operator of only marked problem areas.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области дефектоскопии физики, и в частности к формированию и обработке оптического изображения дефектов в металлических изделиях и может быть использовано для автоматического неразрушающего контроля в промышленном производстве при серийном изготовлении и эксплуатации изделий на предприятиях автомобильной, авиационной, кораблестроительной и станкостроительной отраслей, при производстве и эксплуатации сельскохозяйственных инструментов и агрегатов и т.д., а также при проведении комплексных исследований неразрушающим контролем.The invention relates to the field of physics defectoscopy, and in particular to the formation and processing of an optical image of defects in metal products and can be used for automatic non-destructive testing in industrial production during serial production and operation of products at enterprises of the automotive, aviation, shipbuilding and machine-tool industries, in production and operation of agricultural tools and aggregates, etc., as well as in carrying out comprehensive studies of non-destructive testing.

Известен магнитооптический элемент и считывающее устройство (Патент RU 2692047 С1 МПК G06K 19/02, G02F 1/09, G11B 11/105 (2006.01), опубл. 19.06.2019 Бюл. №17), для считывания информации с магнитного носителя информации, имеющее в своем составе магнитооптический элемент, состоящий из гранатовой подложки и преобразовательной пленки с составом BixPbyPtzFe5-uMeuO12, где Me - металл Аl или Ga; x=0,6 - 1,5; у=0,007 - 0,028; z=0,01 - 0,038; u=0,8 - 1,3, отличающееся тем, что содержит источник магнитного поля, выполненный с возможностью наведения магнитного поля в области размещения считываемого магнитного носителя информации.Known magneto-optical element and a reading device (Patent RU 2692047 C1 IPC G06K 19/02, G02F 1/09, G11B 11/105 (2006.01), publ. 19.06.2019 Bull. No. 17), for reading information from a magnetic data carrier having in its composition a magneto-optical element consisting of a garnet substrate and a conversion film with the composition Bi x Pb y Pt z Fe 5-u Me u O 12 , where Me is the metal of Al or Ga; x = 0.6 - 1.5; y = 0.007 - 0.028; z = 0.01-0.038; u = 0.8 - 1.3, characterized in that it contains a magnetic field source made with the possibility of directing a magnetic field in the area of placement of the readable magnetic information carrier.

Недостатками указанного технического решения является невозможность исследования немагнитных материалов, что значительно ограничивает разнообразие исследуемых объектов, а также необходимость в субъективной обработке информации оператором контроля, что увеличивает время исследования и может увеличить количество ошибок.The disadvantages of this technical solution are the impossibility of studying non-magnetic materials, which significantly limits the variety of objects under study, as well as the need for subjective information processing by the control operator, which increases the research time and can increase the number of errors.

Известен способ магнитооптической дефектоскопии стенок трубопроводов (RU 2156991 С1 МПК G02F 1/09, F17D 5/06(2006.01) опубл. 2000.09.27), заключающийся в возбуждении магнитного потока в исследуемом образце, воздействии полями рассеяния дефектов на пленку магнитооптического материала, освещении поляризованным светом пленки магнитооптического материала, пропускании отраженного от магнитооптического материала светового пучка через анализатор, формировании изображения дефектов, введении изображения в память компьютера для последующей обработки, отличающийся тем, что анализатор ориентирован под углом π/2 к плоскости поляризации падающего на магнитооптический материал света, производится измерение суммарной величины прошедшего через анализатор светового потока, производится регистрация только тех визуализированных участков трубопровода, суммарный фотосигнал от которых превышает пороговое значение.The known method of magneto-optical flaw detection of pipeline walls (RU 2156991 C1 IPC G02F 1/09, F17D 5/06 (2006.01) publ. by the light of the film of magneto-optical material, passing the light beam reflected from the magneto-optical material through the analyzer, forming an image of defects, introducing the image into the computer memory for subsequent processing, characterized in that the analyzer is oriented at an angle π / 2 to the plane of polarization of the light incident on the magneto-optical material, a measurement is made of the total value of the light flux passed through the analyzer, only those visualized sections of the pipeline are recorded, the total photo signal from which exceeds the threshold value.

Недостатками данного решения являются ограниченность исследования только магнитных материалов и невозможность использования магнитооптических элементов с магнитной кристаллографической анизотропией отличной от анизотропии «легкая ось», поскольку для магнитооптических элементов с иным типом анизотропии («легкая плоскость» или «угловая фаза») необходимо изменять соотношение углов поляризатора и анализатора для достижения большей контрастности.The disadvantages of this solution are the limited study of only magnetic materials and the impossibility of using magneto-optical elements with magnetic crystallographic anisotropy different from the “easy axis” anisotropy, since for magneto-optical elements with a different type of anisotropy (“easy plane” or “angular phase”) it is necessary to change the ratio of the polarizer angles and an analyzer to achieve greater contrast.

Устройство для магнитооптической визуализации дефектов в электропроводящих материалах (Патент RU 150342 U1 МПК G01N 27/90 (2006.01), опубл. 10.02.2015 Бюл. №4) выбрано в качестве прототипа. Оно включает индуктор вихревых токов и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что дополнительно содержит магнитооптический элемент, выполненный из высококоэрцитивной эпитаксиальной пленки феррита-граната с низкой температурой магнитного упорядочения и проводящим зеркально-защитным покрытием, источник непрерывного белого света, телекамеру, оптические оси которых направлены на магнитооптический элемент через анализатор и поляризатор, импульсный источник синего света, соединенный через первый блок питания с коммутатором, соединенным через второй блок питания с источником непрерывного света, через третий блок питания с зеркально-защитным покрытием магнитооптического элемента, через генератор импульсов с усилителем и с индуктором вихревых токов.A device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials (Patent RU 150342 U1 IPC G01N 27/90 (2006.01), publ. 02/10/2015 Bull. No. 4) was selected as a prototype. It includes an eddy current inductor and a recording device, characterized in that it additionally contains a magneto-optical element made of a highly coercive epitaxial ferrite-garnet film with a low temperature of magnetic ordering and a conductive mirror-protective coating, a continuous white light source, a television camera, the optical axes of which are directed towards a magneto-optical element through an analyzer and a polarizer, a pulsed blue light source connected through a first power supply to a switch connected through a second power supply to a continuous light source, through a third power supply with a mirror-protective coating of a magneto-optical element, through a pulse generator with an amplifier and an inductor eddy currents.

Общими с данным устройством признаками являются наличие индуктора вихревых токов и регистрирующее устройство, содержащее магнитооптический элемент, выполненный из эпитаксиальной пленки феррита-граната с большой магнитооптической активностью и зеркально-защитным покрытием, телекамеры, оптические оси которых направлены на магнитооптический элемент через анализатор и поляризатор, импульсного источника света.Common features with this device are the presence of an eddy current inductor and a recording device containing a magneto-optical element made of an epitaxial film of a garnet-ferrite with high magneto-optical activity and a mirror-protective coating, television cameras, the optical axes of which are directed to the magneto-optical element through an analyzer and a polarizer, a pulsed light source.

Недостатком данного технического решения является невозможность автоматической фиксации дефектов, что усложняет процесс сканирования исследуемого объекта.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of automatic fixing of defects, which complicates the process of scanning the object under study.

Технической задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего автоматизацию процесса сканирования исследуемого объекта, увеличение скорости проведения сканирования, с последующей обработкой оператором только отмеченных проблемных мест.The technical objective of the invention is to create a device that automates the scanning process of the object under study, increases the scanning speed, with subsequent processing by the operator of only the marked problem areas.

Поставленная задача решается тем, что устройство для магнитооптической визуализации дефектов в электропроводящих материалах и их автоматической фиксации, включающее индуктор вихревых токов и регистрирующее устройство, содержащее магнитооптический (МО) элемент, выполненный из эпитаксиальной пленки феррита-граната с зеркально-защитным покрытием, CCD-камеру, оптическая ось которой направлена на магнитооптический элемент через анализатор, дополнительно содержит импульсный источник белого света, оптическая ось которого совпадает с осью поляризатора, соединенный через последовательно соединенные блок питания, коммутатор, генератор импульсов с усилителем и индуктором вихревых токов и линзовую систему, оптическая ось которой совпадает с анализатором и CCD камерой, устройство автоматической фиксации дефектов, соединенное через источник питания с коммутатором, источником импульсного белого света и CCD-камерой, и соединенное с устройством регистрации дефектов и LCD дисплеем.The problem is solved by the fact that a device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation, including an eddy current inductor and a recording device containing a magneto-optical (MO) element made of an epitaxial ferrite-garnet film with a mirror-protective coating, a CCD camera , the optical axis of which is directed to the magneto-optical element through the analyzer, additionally contains a pulsed white light source, the optical axis of which coincides with the axis of the polarizer, connected through a series-connected power supply, a switch, a pulse generator with an amplifier and an eddy current inductor and a lens system, the optical axis of which coincides with the analyzer and CCD camera, an automatic defect fixing device connected through a power supply to a switch, a pulsed white light source and a CCD camera, and connected to a defect registration device and an LCD display.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и обеспечиваемым изобретением техническим результатом, состоит в следующем: использование принципа вычитания изображений обеспечивает фиксацию дефектов не оператором, как в прототипе, а с помощью электронного блока с микроконтроллером для автоматической фиксации дефектов, за счет чего обеспечивается полная автоматизация процесса сканирования. Последнее увеличивает скорость проведения сканирования благодаря тому, что оператору не нужно отвлекаться на постоянный мониторинг изображения на экране. При помощи автоматической обработки результатов значительно уменьшается количество ошибок, появляющиеся вследствие человеческого фактора, который практически полностью исключается в результате автоматизации. Благодаря автоматической фиксации результатов только в местах, в которых обнаружены несплошности, а не полной записи всего пути сканирования, облегчается хранение результатов, занимающих значительно меньше места на цифровом носителе.The causal relationship between the set of essential features and the technical result provided by the invention is as follows: the use of the principle of subtraction of images ensures the fixation of defects not by the operator, as in the prototype, but by means of an electronic unit with a microcontroller for automatic fixation of defects, due to which full automation is ensured scanning process. The latter increases the speed of scanning due to the fact that the operator does not need to be distracted by constant monitoring of the image on the screen. With the help of automatic processing of the results, the number of errors caused by the human factor is significantly reduced, which is almost completely eliminated as a result of automation. Due to the automatic recording of results only in places where discontinuities are found, and not a complete recording of the entire scanning path, it is easier to store the results, which take up much less space on the digital carrier.

На фиг. 1 представлена блок схема предлагаемого технического решения.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed technical solution.

На фиг. 2 представлены примеры попиксельного вычитания двух изображений для автоматической фиксации дефектов.FIG. 2 shows examples of pixel-by-pixel subtraction of two images for automatic defect fixation.

Устройство для магнитооптической визуализации дефектов в электропроводящих материалах и их автоматической фиксации (фиг. 1) включает индуктор вихревых токов 1, магнитооптический элемент 2, телекамеру 3, анализатор 4, поляризатор 5, импульсный источник света 6, блок питания 7, коммутатор 8, генератор импульсов 9, усилитель 10, устройство автоматической фиксации дефектов 11, разъем для подключения персонального компьютера 12, объект исследования 13, линзовая система 14, регистрирующее устройство 15, LCD дисплей 16, устройство хранения данных 17 и корпус 18 на котором расположен разъем для подключения питания 19.A device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation (Fig. 1) includes an eddy current inductor 1, a magneto-optical element 2, a TV camera 3, an analyzer 4, a polarizer 5, a pulsed light source 6, a power supply 7, a switch 8, a pulse generator 9, amplifier 10, an automatic defect fixing device 11, a connector for connecting a personal computer 12, an object of study 13, a lens system 14, a recording device 15, an LCD display 16, a data storage device 17 and a housing 18 on which a power connector 19 is located.

Визуализирующее устройство содержит магнитооптический (МО) элемент 2, выполненный из эпитаксиальной пленки феррита-граната с зеркально-защитным покрытием, CCD-камеру 3, оптическая ось которой направлена на магнитооптический элемент через анализатор 4, импульсный источник белого света 6, оптическая ось которого совпадает с осью поляризатора 5, соединенный через последовательно соединенные блок питания 7, коммутатор 8, генератор импульсов 9 с усилителем 10 и индуктором вихревых токов 1, и линзовую систему 14, оптическая ось которой совпадает с осями анализатора 4 и CCD камеры 3. Дополнительно содержит электронный блок с микроконтроллером для автоматической фиксации дефектов 11, соединенное с регистрирующим устройством 15, LCD дисплеем 16 на котором может отображаться изображение получаемое с визуализирующего устройства, устройством хранения данных 17, CCD-камерой 3, и через блок питания 7 с коммутатором 8. Все элементы устройства жестко закреплены внутри корпуса 18, на интерфейсе которого расположены LCD дисплей 16, регистрирующее устройство 15, а на боковой грани разъем для подачи питания 220 V 19 на блок питания 7 и разъем для подключения персонального компьютера 12.The imaging device contains a magneto-optical (MO) element 2 made of an epitaxial film of garnet-ferrite with a mirror-protective coating, a CCD camera 3, the optical axis of which is directed to the magneto-optical element through the analyzer 4, a pulsed white light source 6, the optical axis of which coincides with polarizer axis 5, connected through series-connected power supply 7, switch 8, pulse generator 9 with amplifier 10 and eddy current inductor 1, and lens system 14, the optical axis of which coincides with the axes of the analyzer 4 and CCD camera 3. Additionally contains an electronic unit with a microcontroller for automatic fixing of defects 11, connected to a recording device 15, an LCD display 16 on which an image obtained from an imaging device, a storage device 17, a CCD camera 3, and through a power supply 7 with a switch 8 can be displayed. All elements of the device are rigidly fixed inside housing 18, on the interface of which there are LCD display 16, a recording device 15, and on the side edge there is a connector for supplying 220 V 19 power to the power supply 7 and a connector for connecting a personal computer 12.

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

Устройство для магнитооптической визуализации дефектов в электропроводящих материалах и их автоматической фиксации включает размещение магнитооптического элемента 2 на объекте исследования 13, возбуждение в последнем вихревых токов с помощью индуктора переменного поля 1 и визуализацию вихревых магнитных полей с помощью устройства визуализации, в котором предусмотрено фиксирование результата распределения вихревых магнитных полей в различные моменты их возбуждения, реализованное посредством стробоскопирования света 6, подающегося через поляризатор 5 на магнитооптический элемент 2 и синхронизированного с подачей тока в индуктор 1 через последовательно соединенные блок автоматической фиксации дефектов 11, коммутатор 8, генератор импульсов 9 и усилитель 10.A device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation includes the placement of a magneto-optical element 2 on the research object 13, excitation of eddy currents in the latter using an alternating field inductor 1 and visualization of eddy magnetic fields using a visualization device, which provides for fixing the result of the distribution of vortex magnetic fields at different moments of their excitation, realized by stroboscoping light 6 supplied through the polarizer 5 to the magneto-optical element 2 and synchronized with the supply of current to the inductor 1 through the series-connected unit for automatic fixing of defects 11, the switch 8, the pulse generator 9 and the amplifier 10.

Фиксация необходимых для обработки устройством изображений может быть реализована тремя способами:The capture of images necessary for processing by the device can be implemented in three ways:

1. Осуществляется последовательная засветка магнитооптического элемента в двух различных фазах возбуждения тока индуктора. В первой фазе, в которой влияние вихревых токов настолько мало, что камерой фиксируется фон, который наводится полем индуктора и другими возможными магнитными полями (поле подмагничивания, поле самого материала и др.) (далее - первое изображение) и во второй фазе, где воздействие магнитных полей вихревых токов на магнитооптический элемент максимально, что позволяет зафиксировать изображение дефекта на общем фоне, описанном ранее (далее - второе изображение).1. A sequential illumination of the magneto-optical element is carried out in two different phases of the excitation of the inductor current. In the first phase, in which the influence of eddy currents is so small that the camera records the background, which is induced by the field of the inductor and other possible magnetic fields (bias field, the field of the material itself, etc.) (hereinafter referred to as the first image) and in the second phase, where the effect of the magnetic fields of eddy currents on the magneto-optical element is maximum, which makes it possible to fix the image of the defect against the general background described earlier (hereinafter referred to as the second image).

2. Получение магнитооптического изображения в одинаковых условиях с бездефектного участка исследуемого объекта, где регистрируется фон, создающийся магнитными полями вихревых токов и тока возбуждения (далее - первое изображение); и с дефектного участка, где на этом фоне проявляется изображение дефекта (далее - второе изображение).2. Obtaining a magneto-optical image under the same conditions from a defect-free area of the object under study, where the background is recorded, created by the magnetic fields of eddy currents and excitation current (hereinafter - the first image); and from the defective area, where an image of the defect appears against this background (hereinafter referred to as the second image).

3. Получение изображения при очень малом поле возбуждения в индукторе, при котором влияние вихревых токов настолько мало, что камерой фиксируется фон, который наводится полем индуктора и другими возможными магнитными полями (поле подмагничивания, поле самого материала и др.) (далее - первое изображение) и при большем поле возбуждения, где воздействие магнитных полей вихревых токов на магнитооптический элемент максимально, что позволяет зафиксировать изображение дефекта на общем фоне, описанном ранее (далее - второе изображение).3. Obtaining an image with a very small excitation field in the inductor, in which the effect of eddy currents is so small that the camera records the background, which is induced by the inductor field and other possible magnetic fields (bias field, the field of the material itself, etc.) (hereinafter - the first image ) and at a larger excitation field, where the effect of the magnetic fields of eddy currents on the magneto-optical element is maximal, which makes it possible to fix the image of the defect against the general background described earlier (hereinafter referred to as the second image).

Обработка в устройстве 11 включает в себя попиксельное вычитание второго изображения из первого (или первого из второго), благодаря чему удаляется фоновое изображение, после чего на темном фоне (или белом, в зависимости от настройки) в инверсном цвете и с максимальным контрастом отображается сигнал дефекта. Таким образом, при сканировании бездефектного участка объекта исследования 13 будет отображаться лишь темная картина, а при попадании сканера на дефектный участок возникает инверсное (белое) изображение дефекта, появление которого автоматически фиксируется с дополнительной подачей сигнала на регистрирующее устройство 15. На устройстве хранения данных 17 сохраняются результаты фиксации дефектов.Processing in device 11 includes pixel-by-pixel subtraction of the second image from the first (or the first from the second), thereby removing the background image, after which a defect signal is displayed against a dark background (or white, depending on the setting) in an inverse color and with maximum contrast ... Thus, when scanning a defect-free area of the object of study 13, only a dark picture will be displayed, and when the scanner hits the defective area, an inverse (white) image of a defect appears, the appearance of which is automatically recorded with an additional signal to the recording device 15. The data storage device 17 is stored the results of fixing defects.

При необходимости в разъем 12, подключается персональный компьютер для передачи и анализа информации или изменения/обновления программного обеспечения на устройстве.If necessary, a personal computer is connected to connector 12 to transfer and analyze information or change / update software on the device.

Примеры реализации метода автоматической фиксации дефектов, используемого в описанном устройстве, полученные на макете магнитооптического вихретокового дефектоскопа, представлены на фиг. 2: в - попиксельное вычитание двух изображений, фонового (а), и изображения с дефектом (б), полученных при различных фазах поля возбуждения, а - при слабом поле возбуждения, где виден только фон, б - при большем поле возбуждения с проявлением дефекта, на магнитооптическом элементе - монокристаллической висмутсодержащей пленке феррита граната, выращенной методом жидкофазной эпитаксии на подложке из гадолиний-галлиевого граната, обладающей магнитной кристаллографической анизотропией типа «легкая плоскость».Examples of the implementation of the method of automatic fixing of defects used in the described device, obtained on the model of a magneto-optical eddy-current flaw detector, are shown in Fig. 2: c - pixel-by-pixel subtraction of two images, the background (a), and the image with a defect (b), obtained at different phases of the excitation field, a - with a weak excitation field, where only the background is visible, b - with a larger excitation field with the manifestation of a defect , on a magneto-optical element - a monocrystalline bismuth-containing film of garnet ferrite grown by liquid-phase epitaxy on a gadolinium-gallium garnet substrate with magnetic crystallographic anisotropy of the "easy plane" type.

Примеры используемых составляющих для создания прототипа устройства:Examples of components used to create a prototype device:

Индуктор вихревых токов 1 - катушка на 41 виток с индуктивностью 93 мН; индукция генерируемого магнитного поля 4,4 мТл, сопротивление 100 мОм; или индуктор планарного поля имеющего следующие параметры: длина магнитопровода 70 мм, ширина 10 мм, толщина 11 мм, длина наконечников 19,6 мм, угол наконечников с плоскостью поверхности исследуемого образца 15°, сопротивление 570 мОм; индукция генерируемого магнитного поля в центре 4 мТл.Eddy current inductor 1 - 41-turn coil with an inductance of 93 mN; induction of the generated magnetic field 4.4 mT, resistance 100 mΩ; or a planar field inductor having the following parameters: the length of the magnetic circuit is 70 mm, the width is 10 mm, the thickness is 11 mm, the length of the tips is 19.6 mm, the angle of the tips with the plane of the surface of the test sample is 15 °, the resistance is 570 mΩ; the induction of the generated magnetic field in the center is 4 mT.

Магнитооптический элемент 2 - висмут содержащая пленка феррита-граната, выращенная методом жидкофазной эпитаксии на немагнитной монокристаллической гадолиний-галиевой подложке, например, с параметрами: 1. С кристаллографической анизотропией типа «легкая ось», состав (BiSmLu)3(FeGa)5O12, толщина 5 мкм, поле насыщения 25 Э, период доменной структуры 22 мкм, коэрцитивная сила 1,4 Э, поле анизотропии 1620 Э, намагниченность насыщения 52 Гс, удельное фарадеевское вращение 0,62 град/мкм, фактор качетсва 31,4. 2. С кристаллографической анизотропией типа «легкая плоскость», составом (BiPrLuTmGd)3(FeAlGa)5O12, толщина 12 мкм, поле насыщения 235 Э, коэрцитивная сила 217 Э, удельное фарадеевское вращение 0,73 град/мкм.Magneto-optical element 2 - bismuth-containing ferrite-garnet film grown by liquid-phase epitaxy on a non-magnetic single-crystal gadolinium-gallium substrate, for example, with parameters: 1. With crystallographic anisotropy of the "easy axis" type, composition (BiSmLu) 3 (FeGa) 5 O 12 , thickness 5 μm, saturation field 25 Oe, domain structure period 22 μm, coercive force 1.4 Oe, anisotropy field 1620 Oe, saturation magnetization 52 G, specific Faraday rotation 0.62 deg / μm, quality factor 31.4. 2. With crystallographic anisotropy of the "easy plane" type, composition (BiPrLuTmGd) 3 (FeAlGa) 5 O 12 , thickness 12 microns, saturation field 235 Oe, coercive force 217 Oe, specific Faraday rotation 0.73 deg / micron.

Телекамера 3 - Olympus Microscope Digital Camera XM10-IR.Television camera 3 - Olympus Microscope Digital Camera XM10-IR.

Анализатор 4 и поляризатор 5 - линейный пленочный дихроичный поляризатор Photonics cloud GCL-05.Analyzer 4 and polarizer 5 are Photonics cloud GCL-05 linear film dichroic polarizer.

Импульсный источник света 6 - светодиодная матрица HPR40E-48K100BG (100W, Blue), работающая на длине волны 468-470 нм.Pulsed light source 6 - LED matrix HPR40E-48K100BG (100W, Blue), operating at a wavelength of 468-470 nm.

Блок питания 7 - источник питания с выходными параметрами 30 В и 3 А.Power supply 7 is a power supply with output parameters of 30 V and 3 A.

Коммутатор 8 - изготовлен на базе программируемого микроконтроллера.Switch 8 - made on the basis of a programmable microcontroller.

Генератор импульсов 9 - программируемый микроконтроллер, прошивкой которого задается форма и частота импульсов в индукторе, момент и длительность серии импульсов.Pulse generator 9 is a programmable microcontroller, the firmware of which sets the shape and frequency of the pulses in the inductor, the moment and duration of the pulse train.

Усилитель 10 - собран на двух полевых транзисторах, функционирующих в ключевом режиме.Amplifier 10 is assembled on two field-effect transistors operating in a key mode.

Линзовая система 14 - состоит из нескольких прозрачных в оптическом диапазоне линз обеспечивающих увеличение изображения до 5 крат.Lens system 14 - consists of several lenses transparent in the optical range, providing an image magnification up to 5 times.

Устройство автоматической фиксации 11 - устройство, изготовленное на базе программируемого микроконтроллера.Automatic fixing device 11 is a device based on a programmable microcontroller.

В качестве регистрирующего элемента 15, выступает светодиод, который при подаче сигнала от устройства автоматической фиксации 11 информирует оператора о наличии дефекта.The recording element 15 is a light-emitting diode, which, when a signal is supplied from the automatic fixing device 11, informs the operator about the presence of a defect.

LCD дисплей 16 - Цветной графический LCD дисплей с диагональю 7 дюймов и разрешением 1024×600рх, с емкостной сенсорной панелью, RGB/LVDS, 7inch Capacitive Touch LCD (D).LCD display 16 - Color graphic LCD display with a diagonal of 7 inches and a resolution of 1024 × 600px, with a capacitive touch panel, RGB / LVDS, 7inch Capacitive Touch LCD (D).

Устройство хранения данных 17 - 120-гигабайтный SSD-накопитель Kingston UV500.Storage Device 17 - Kingston UV500 120GB SSD.

Claims (1)

Устройство для магнитооптической визуализации дефектов в электропроводящих материалах и их автоматической фиксации, включающее индуктор вихревых токов и визуализирующее устройство, содержащее магнитооптический (МО) элемент, выполненный из эпитаксиальной пленки феррита-граната и зеркально-защитным покрытием, CCD-камеру, оптическая ось которой направлена на магнитооптический элемент через анализатор, отличающееся тем, что содержит импульсный источник белого света, оптическая ось которого совпадает с осью поляризатора, соединенный через последовательно соединенные блок питания, коммутатор, генератор импульсов с усилителем и индуктором вихревых токов, и линзовую систему, оптическая ось которой совпадает с осью анализатора и CCD камеры, устройство автоматической фиксации дефектов, соединенное через источник питания с коммутатором, регистрирующим устройством, источником импульсного белого света, CCD-камерой, устройством хранения данных, LCD дисплеем и разъемом для подключения персонального компьютера.A device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation, including an eddy current inductor and an imaging device containing a magneto-optical (MO) element made of a garnet-ferrite epitaxial film and a mirror-protective coating, a CCD camera, the optical axis of which is directed to a magneto-optical element through an analyzer, characterized in that it contains a pulsed white light source, the optical axis of which coincides with the axis of the polarizer, connected through a series-connected power supply, a switch, a pulse generator with an amplifier and an eddy current inductor, and a lens system, the optical axis of which coincides with axis of the analyzer and CCD camera, an automatic defect fixing device connected via a power supply to a switch, a recording device, a pulsed white light source, a CCD camera, a data storage device, an LCD display and a connector for connecting a personal computer.
RU2021100262A 2021-01-11 2021-01-11 Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation RU2753839C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100262A RU2753839C1 (en) 2021-01-11 2021-01-11 Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100262A RU2753839C1 (en) 2021-01-11 2021-01-11 Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753839C1 true RU2753839C1 (en) 2021-08-24

Family

ID=77460417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100262A RU2753839C1 (en) 2021-01-11 2021-01-11 Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753839C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240027546A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 General Electric Company Magneto-Optic Defect Visualization System

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011187C1 (en) * 1991-11-29 1994-04-15 Малое научно-производственное предприятие "ЛКТ" Magnetic-optic device for quality control of articles
RU2092832C1 (en) * 1994-03-14 1997-10-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Рандошкин лимитед" Defect visualizing method, device intended for its realization and magnetic field converter
RU150342U1 (en) * 2014-10-27 2015-02-10 Таврический Национальный Университет Им. В.И.Вернадского DEVICE FOR MAGNETO-OPTICAL VISUALIZATION OF DEFECTS IN ELECTRIC CONDUCTING MATERIALS
CN206772898U (en) * 2017-02-08 2017-12-19 广东工业大学 A kind of magneto-optic imaging non-destructive detection means

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011187C1 (en) * 1991-11-29 1994-04-15 Малое научно-производственное предприятие "ЛКТ" Magnetic-optic device for quality control of articles
RU2092832C1 (en) * 1994-03-14 1997-10-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Рандошкин лимитед" Defect visualizing method, device intended for its realization and magnetic field converter
RU150342U1 (en) * 2014-10-27 2015-02-10 Таврический Национальный Университет Им. В.И.Вернадского DEVICE FOR MAGNETO-OPTICAL VISUALIZATION OF DEFECTS IN ELECTRIC CONDUCTING MATERIALS
CN206772898U (en) * 2017-02-08 2017-12-19 广东工业大学 A kind of magneto-optic imaging non-destructive detection means

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240027546A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 General Electric Company Magneto-Optic Defect Visualization System
US12078692B2 (en) * 2022-07-20 2024-09-03 General Electric Company Apparatus and method for visualizing defects using a magneto-optical effect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Buchner et al. Tutorial: Basic principles, limits of detection, and pitfalls of highly sensitive SQUID magnetometry for nanomagnetism and spintronics
US7075055B2 (en) Measuring device
US8289818B2 (en) Magneto-optic write-head characterization using the recording medium as a transducer layer
Soldatov et al. Advanced MOKE magnetometry in wide-field Kerr-microscopy
JP7297306B2 (en) Terahertz magneto-optical sensor, high-performance non-destructive inspection device and method using the same, and magneto-optical imaging sensor used therefor
Polisetty et al. Optimization of magneto-optical Kerr setup: Analyzing experimental assemblies using Jones matrix formalism
Shaw et al. Quantitative magneto-optical investigation of superconductor/ferromagnet hybrid structures
Ishibashi et al. Magneto-optical imaging using polarization modulation method
RU2753839C1 (en) Device for magneto-optical visualization of defects in electrically conductive materials and their automatic fixation
CN108594142B (en) Magnetization vector measuring method
US7271900B2 (en) Magneto-optical imaging method and device
JP2004294293A (en) Method for collectively observing and measuring optical characteristics of plurality of different samples
US3893023A (en) Magnetic bubble device for visualizing magnetic field patterns
Agalidi et al. Eddy current fields/magnetic recording/magneto-optic imaging NDI method
RU150342U1 (en) DEVICE FOR MAGNETO-OPTICAL VISUALIZATION OF DEFECTS IN ELECTRIC CONDUCTING MATERIALS
Dorosinskiy et al. Magneto-Optical Indicator Films: Fabrication, Principles of Operation, Calibration, and Applications
JP2731039B2 (en) Flaw detector
Vishnevskii et al. Magneto-optic eddy current introscopy based on garnet films
JP5550141B2 (en) Magneto-optical defect detection method
Jiang High-speed image acquisition system and image acquisition method of ferroelectric liquid crystal light valve film
Yang et al. A novel method for quantitative magneto-optical measurement under non-uniform illumination
So et al. Magnetic domain imaging in coated silicon-iron using magnetoresistive sensors
Silhanek G. Shaw," º J. Brisbois, º LBGL Pinheiro, ºº J. Müller," S. Blanco Alvarez, T. Devillers,“NM Dempsey “JE Scheerder, º J. Van de Vondel, º S. Melinte, º P. Vanderbemden," M. Motta, º WA Ortizº K. Hasselbach,“RBG Kramer,“
Pierce Magnetic characterization of bubble garnet films in an LPE growth facility
Ramesh et al. A small spot Kerr photometer system