SU1585738A1 - Устройство дл магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю материалов и изделий из них и может быть использовано дл  контрол  структуры ферромагнитных материалов после их термической или холоднопластичной обработки, а также дл  определени  содержани  отдельных элементов в сплавах. Цель изобретени  - повышение надежности контрол  - достигаетс  за счет сравнени  интегрированного интегратором 9 сигнала преобразовател  5 с заданным диапазоном его изменени . При попадании сигнала в этот диапазон его дифференцируют дифференциатором 18, а амплитуду исследуемого сигнала масштабируют, сравнивают амплитуды положительного и отрицательного дифференцированных импульсов со значени ми масштабированных амплитуд и по результату сравнени  суд т о структуре материала. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю материалов и изделий из них и может быть использовано дл  контрол  структуры ферромагнитных материалов после их термической,.холоднопластичной обработки, а также дл  определени  содержани  отдельных элементов в сплавах.

Цель изобретени  - повышение надежности контрол  за счет устранени  неоднозначности результатов контрол .

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства: на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства; на фиг. 3 - зависимость Овых от UBX устрой ства.

Устройство содержит источник 1 опорного напр жени , генератор 2 сигналов возбуждени , регул тор 3 тока, усилитель 4 мощности, преобразователь 5, предварительный усилитель б, регулируемый усилитель 7, детектор 8, интегратор 9, триггер 10, первый пороговый элемент 11, первый пиковый детектор 12, второй 13 и третий 14 пороговые элементы, N масштабных усилителей , 15-1-15-N, N элементов 16-1-16-N сравнени , первый усилитель 17, дифференциатор 18, второй усилитель 19, второй 20 и третий 21 пиковые детекторы, N элементов И 22-1-22-N, дешифраторы 23 с N входами, элемент И 24, элемент 25 задержки, формирователь 26 импульсов и элемент ИЛИ 27. Кроме того, на фиг. 1 показан объект 28 контрол ,

Первый вход триггера 10  вл етс  входом устройства, а выход соединен с управл ющим входом генератора 2 сигналов возбуждени , вход питани  которого соединен с выходом источника 1 опорного напр жени , а выход через последовательно включенные регул тор 3 тока, усилитель 4 мощности, преобразователь 5, предварительный усилитель 6, регулируемый усилитель 7, детектор 8 и интегратор 9 соединен с входами первого порогового элемента 11 и первого пикового детектора 12, выход которого соединен с входами второго 13 И третьего 14 пороговых элементов и масштабных усилителей 15-1-15-N, выходы каждого масштабного усилител  с нечетным номером (15-1, 15-3,...) соединены соответственно с первыми входами двух элементов

16 сравнени  с нечетными номерами, а выходы каждого масштабного усилител  с четным номером (15-2, 15-4,...) соединены соответственно с первыми входами двух

элементов 16 сравнени  с четными номерами , выход первого порогового элемента 11 соединен с входами первого усилител  17 и дифференциатора 18, выход которого соединен с входом второго усилител  19 и информационным входом второго пикового детектора 20, выход которого соединен с вторыми входами элементов 16 с.номерами 1, 2, 5 и 6, выход второго усилител  19 соединен с Информационным входом третьего

пикового детектора 21, выход которого соединен с вторыми входами элементов 16 сравнени  с номерами 3, 4, 7 и 8, а выходы элементов 16 сравнени  соединены соответственно с первым и вторым входом элементов И 22-1-22-N, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами дешифратора 23, выходы которого  вл ютс  выходами устройства, а управл ющие входы соединены с выходом

элемента И 24, входы когорого соединены с выходами второго 13 и третьего 14 пороговых элементов, выход первого усилител  17 через последовательно включенные эле- мент 25 задержки и формирователь 26 импульсов соединен со вторым входом элемента ИЛИ 27, первый вход которого соединен с входами сброса пиковых детекторов 12, 20 и 21 и  вл етс  вторым управл ющим входом устройства, а выход

соединен с вторым входом триггера 10.

Устройство работает следующим образом .

С поступлением сигнала Пуск триггер 10 устанавливаетс  в единичное состо ние

и подает разрешающий сигнал со своего единичного выхода на управл ющий вход генератора 2 сигналов возбуждени .. Генератор 2 сигналов возбуждени  формирует импульсы заданной формы (например, треугольной ) с одинаковым временем нарастани  и спада. Источник 1 опорного напр жени  обеспечивает необходимую точность задани  и стабильность формируемых импульсов. Регул тор 3 тока задает

амплитуду тока перемагничйвани  в пере- магничивающей обмотке преобразовател 

5, подключенного через усилитель 4 мощности . Преобразователь 5 взаимодействует своим полем с объектом 28 контрол . Импульсы электродвижущей силы от скачков Баркгаузена, наведенные в измерительной обмотке преобразовател  5 усиливаютс  предварительным усилителем 6. Коэффициент усилени  предварительного усилител  6 находитс  в пределах от 200 до 300. Основное усиление в широком динамическом и частотном диапазонах обеспечивает регулируемый усилитель 7. Верхн   частота регулируемого усилител  7 регулируетс  и лежит в пределах от 30 до 100 кГц. Сигнал с выхода регулируемого усилител  7 детекти- руетс  амплитудным детектором 8, работающим в линейном режиме, выполненным по двухполупериодной схеме. Выпр млен- ный сигнал с выхода детектора 8 поступает на вход интегратора 9, с выхода которого сигнал (фиг. 2) поступает на вход порогового элемента 11 и информационный вход пикового детектора 12. Если величина сигнала, поступающего на вход порогового элемента 11, больше величины заранее за- данного порога д, то на выходе усилител  17, представл ющего собой усилитель-ограничитель , формируетс  пр моугольный импульс , длительности которого равна времени превышени  входного сигнала по- рога д (фиг. 26). Величину порога д выбирают больше уровн  шума. Одновременно напр жение с выхода первого пикового детектора 12 через масштабные усилители 15- 1-15-N поступает на соответствующие первые входы элементов 16-1-16-N сравнени . На выходе порогового элемента 11 формируетс  сигнал, равный разности входного сигнала и порога, который поступает на вход дифференциатора 8.

Амплитуда положительного и отрицательного импульса на выходе дифференциатора 18 (фиг. 2в) при заданной величине амплитуды интегрированного сигнала пропорциональна его времени нарастани  и спада и зависит от свойств материала объекта 28 контрол . Амплитуда положительных импульсов запоминаетс  вторым пиковым детектором 20 (фиг. 2г). а амплитуда отрицательных импульсов запоминаетс  третьим пиковым детектором 21 (фиг. 2д).

Усилитель 19 представл ет собой инвертирующий усилитель с единичным коэффициентом усилени . С выходов второго 20 и третьего 21 пиковых детекторов напр же- , ние, соответствующее амплитудам дифференцированных импульсов, поступает на вторые входы элементов 16-1-16-N сравнени . На выходе элементов 16-1. 16-3.... напр жение по вл етс , если амплитуда

5

напр жени  на втором входе больше напр жени  на первом входе, а на выходе элементов 16-2, 16-4,... сравнени  - наоборот. Коэффициенты усилени  масштабных усилителей выбраны такими, что уровень логической единицы на выходах элементов И 22-1-22-N по вл етс  в том случае, если амплитуда положительных и отрицательных импульсов лежит в пределах напр жений (на фиг. 3 обозначено цифрами I, II...N), выставл емых с помощью масштабных усилителей . Величину шага напр жений масштабных усилителей выбирают исход  из требуемой точности измерени  времени нарастани  и спада импульсов, а следовательно , и свойства материала объекта 28 контрол . Число масштабных усилителей выбирают исход  из диапазона изменени  величины интегрированного сигнала. Одновременно сигнал с выхода первого пикового детектора 12 поступает на входы пороговых элементов 13 и 14, Уровень логической единицы на выходе второго порогового элемента 13 формируетс , если величина входного сигнала больше порогового, а на выходе третьего порогового элемента 14 - в противном случае. Таким образом, на выходе элемента И 24 уровень логической единицы формируетс  только в том случае, если максимальна  величина интегрированного сигнала , а следовательно, и входного сигнала лежит в заранее заданных пределах (в противном случае одной из причин может быть неплотно положенный преобразователь 5 на поверхность объекта 28 контрол ). Пороговые элементы 13 и 14 представл ют собой компараторы напр жений. С выхода элемента И 21 уровень логической единицы поступает на управл ющие входы дешифратора 23 и на одном из выходов устройства формируетс  уровень логической единицы. Номер выхода устройства соответствует материалу с определенными свойствами. По отрицательному фронту сигнала на входе формировател  26 на его выходе формируетс  импульс, поступающий через элемент ИЛИ 27 на второй вход триггера 10, в результате чего на выходе триггера 10 устанавливаетс  низкий уровень напр жени , запреща  формирование импульсов на выходе генератора 2.

Установка пиковых детекторов 12, 20 и 21 и триггера 10 в исходное состо ние, которому соответствует нулевое значение напр жени  на их выходах, осуществл етс  сигналом, поступающим на вход Сброс устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  магнитошумовой струк- туроскопии ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник опорного напр жени , генератор сигналов возбуждени , регул тор тока, усилитель мощности, преобразователь, предварительный усилитель, регулируемый усилитель, детектор, интегратор и первый пиковый детектор, элемент задержки и подключенный к его выходу формирователь импульсов , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности контрол , оно снабжено вторым и третьим пиковыми детекторами, трем  пороговыми элементами , N масштабными усилител ми, N+1 элементами И, 2N элементами сравнени , дифференциатором, двум  усилител ми, триггером, элементом ИЛИ и дешифратором с N входами, первый вход триггера  вл етс  первым управл ющим входом устройства, а выход соединен с управл ющим входом генератора сигналов возбуждени , вход первого порогового элемента соединен с информационным входом первого пикового детектора, выход которого соединен с входами второго и третьего пороговых элементов и входами масштабных усилителей, выходы каждого масштабного усилител  с нечетным номером соединены соответственно с первыми входами двух элементов сравнени  с нечетными номерами, выходы каждого масштабного усилител  с четным номером соединены соответственно с первыми входами двух элементов сравнени  с четными номерами, выход первого порогового элемента соединен с входами первого усилител  и дифференциатора , выход которого соединен с входом второго усилител  и информационным входом второго пикового детектора, выход которого соединен с вторыми входами элементов сравнени  с номерами (41-3), (412 ), где , 2 выход второго усилител 

   соединен с информационным входом третьего пикового детектора, выход которого соединен с вторыми входами элементов сравнени  с номерами (41-1), (41-4), а выходы

   элементов сравнени  соединены соответственно с первым и вторым входом N элементов И, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами дешифратора, выходы которого  вл ютс  выходами устройства, а управл ющие входы соединены с выходом (N+1)-ro элемента И, входы которого соединены с выходами второго и третьего пороговых элементов, выход первого усилител  соединен с входом элемента задержки, выход формировател  импульсов соединен с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входами сброса пиковых детекторов и  вл етс  вторым управл ющим входом .устройства, а выход соединен с вторым входом триггера.

   N

   и§ж