SU1057843A1 - Устройство дл контрол ферромагнитных материалов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивани . преобразователь шумов Баркгс1узена, широкополосный усилитель, фильтр верх; их частот, квадратор, интегратор , блок анализа спектра и индикатор , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол , оно снабжено датчиком перемещений,, включенным между преобразователем шумов Баркгаузена и индикатором, а блок анализа спектра выполнен в виде последовательно соединенных блока фильтров Нижних частот, блока полосовых фильтров, блока амплитудных детекторов и блока вычислени  пиковых амплитуд спектра. (Л СП 00 4 00

Description

Изобретение относитс  к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл  неразрушающего контрол  физико-механичес ких свойств изделий из конструкционных сталей.

Известно устройство дл  контрол  ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивани , преобразователь шумов Баркгаузена, усилитель и анализатор спектра Г .

Это устройство позвол ет измер ть спектральную плотность мощности шумов Баркгаузена, однако, обладает недостаточной точностью контрол  из-за нестационарности шумов Баркгаузена циклического перемагничивани .

Наиболее близким техническим рецением к предлагаемому  вл етс  устройство дл  контрол  ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивани , преобразователь шумов Бар :гаузена, широкополосный усилитель , фильтр верхних частот, квадратор , интегратор, блок анализа спектра и индикатор. Устройство позвол ет измер ть дискретный спектр огибающей текущей мощности шумов Еаркгаузена циклического перемагничивани 

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью из-за статического режима контрол  и низкой избирательности к свойствам материала .

Цель изобретени  - повышение точности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройртво дл  контрол  ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивани , преобразователь шумов Баркгаузена, широкополосный усилитель, фильтр верхних частот, квадратор, интегратор , блок анализа спектра и индикатор , снабжено датчиком перемещений, включенным между преобразователем шумов Баркгаузена и индикатором, а блок анализа спектра выполнен в виде последовательно соединенных блока фильтров нижних частот, блока полосовых фильтров, блока амплитудных , детекторов и блока вычислени  пиковых амплитуд спектра.

На чертеже изображена структурна  схема устройства.

Устройство дл  контрол  ферромагнитных материалов содержит включенные последовательно генератор 1 тока перемагничивани , преобразователь 2 шумов Баркгаузена, широкополосный усилитель 3, фильтр 4 верхних частот,, квадратор 5, интегратор 6, блок 7 фильтров нижних частот , блок 8 полосовых фильтров,

блок 9 амплитудных детекторов, блок 10 вычислени  плотности мощности значений пиковых амлпитуд спектра, индикатор 11 и датчик 12 перемещений , включенный между преобразователем 2 шумов Баркгаузена и индикатором 11..

Принцип работы устройства основан на возбуждении лумов Баркгаузена током перемагничивани , имеющим

широкий дискретный спектр, например , импульсами тока пр моугольной формы.

Дискретность измерени  реакции шумов Баркгаузена обеспечиваетс 

при условии, еслиразрешающаю способность и ширина полосы частот фильтров анализаторов шумов Баркгаузепа выбрана с учетом длительности с импульса перемагничивани  и скважности

0 Т

i , где Т - период их следовани ,

L

Это объ сн етс  тем, что импульс перемагничивани , например, пр моугольной формы длительностью о с

периодом следовани  Т, имеет решето 1

чатую с дискретностью 51 спектральную характеристику с нул ми на

о /

интервалах у оси частот. Изменение скважности - приводит к измес

нению дискретности спектра.

Если потребовать, чтобы ширина полосы анализаторов спектра & f соответствовала ширине дискретности спектра 5 , вытекающей из соотноше211

uf, причем

т.е. 2

ни  тг

Т

. uf мГЕ где - объем буфера данных при .дискретном приеме; 1,2,3 ... М - любое ,положительное число; дискретность приема.в соut

2F,

М0(№ ответствии с .теоремой Котельникова

-верхн   гранична  частота

(где

мац.с спектра,присутствующа  в импульсе длительнос/ -v ТЬЮ С- J. ,

то очевидно соотношение

,

макс

Таким образом, если на интервале наблюдени  Т многократно анализировать импульс отклика ферромагнитного материала длительностью Т за врем  одного перемагничивани  импульсом пр моугольной формы, то на каждом из К циклрв анализа ширина полосы частотанализа и верхн   гранична  частота должны находитьс  в указанном соотношении.

Устройство работает следующим образом.

В любой точке поверхности контролируемого объекта (не показан) устанавливаетс  преобразователь 2, соединенный с датчиком 12 перемещени  измерительного преобразовател . . Генератор тока перемагничивани  включаетс  и перемагничивает объект в зоне контрол . Координата этой зоны определ етс  датчиком 12 измерительного преобразовател  и регистрируетс  на индикаторе 11. Сигнал ЭДС шумов Баркгаузена с преобразовател  2 поступает на усилитель 3. Выход усилител  3 подключен к входу фильтра 4 верхних частот, где фильтруютс  гармоники перематничивани . После квадратора 5 и индикатора б, посто нна  времени которого не больше интервала наблюдени  Т, вьщел етс  огибающа  мощности шумов .Баркгаузена, имеюща  форму импульса, характер которого (амплитуда, форма и длителность ) будет зависеть от магнитных свойств ферромагнитного материала.

Сформированный таким образом импульс реакции подаетс  дл  параллельного анализа на вход блока 7фильтров нижних частот, представл ющий собой , например, параллельное соединение К фильтров нижних частот с -частотами среза от F. д. до

FK макс

Каждый из К фильтров нижних частот блока 7 фильтров подключен к

цепочке последовательно соединенных полосовых фильтров Л , блока 8 полосовых фильтров, выбра1 прлх из услови  установленного соотношени .

Таким образом, в блоках 7 и 8 анализ импульсов огибающей шз.ма Баркгаузена осуществл етс  К раз параллельно, однако на каждом К цикле анализа в св зи с отличием посто нных времени каждого из фильтров FI ftrtdvic и тк наложени  информации не произойдет, так как будет выполн тьс  условие кратковременного запоминани  информации на фильтрах . Поэтому из всех параллельных

К откликов, поступивших иа входы амплитудных детекторов блока 9, (Выбираютс  и заполн ютс  дл  дальнейшего анализа только максимальные отклики в каждом из m р дов, которые

после вычислени  в блоке 10 их энергии регистрируютс  индикатором 11.

Непрерывно перемеща  преобразователь 2 по поверхности объекта контрол , на выходе индикатора 11 получают значени  плотности мощности ПИКОВЫХамплитуд спектра скачков Баркгаузена,.отражающих неоднородность свойств ферромагнитного материала по поверхности контролируемого издели .

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность контрол  в динамическом режиме .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содер- . жащее последовательно соединенные генератор тока перемагничивания, преобразователь шумов Баркгаузена, ' широкополосный усилитель, фильтр верхних частот, квадратор, интегратор, блок анализа спектра и индикатор, отличающееся тем, ‘что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено датчиком перемещений,, включенным между преобразователем шумов Баркгаузена и индикатором, а блок анализа спектра выполнен в виде последовательно соединенных блока фильтров Нижних частот, блока полосовых фильтров, · блока амплитудных детекторов и бло'ка вычисления пиковых амплитуд •спектра. . _е

   СП оо ни

   СаЭ >