SU1612250A1 - Устройство дл контрол ферромагнитных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  контрол  поверхностных слоев ферромагнитных изделий. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  за счет компенсации вли ни  воздушного зазора между контролируемым изделием и индукционным преобразователем. Ток от источника 1 переменного тока, протека  по намагничивающей обмотке индукционного преобразовател  2, создает переменный магнитный поток, замыкающийс  через контролируемый участок издели . Вследствие перемагничивани  последнего в измерительной обмотке 10 индукционного преобразовател  2 индуцируетс  ЭДС скачков Баркгаузена, котора  усиливаетс  усилителем 3, детектируетс  детектором 5 и поступает на индикатор 7, по показани м которого делают выводы о качестве контролируемого издели . Выходные сигналы с измерительных обмоток 10 и 11 поступают на двухканальный усилитель 4, далее на двухканальный детектор 6, выходные сигналы которого поступают в блок 8 формировани  управл ющего сигнала, формирующего управл емый сигнал, измен ющий коэффициент усилени  усилител  3. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Фиг. 1

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  качества и может быть использовано в приборах дл  контрол  свойств поверхностных слоев ферромагнитных материалов и изделий.

Цель изобретени  - повышение достоверности контрол за счет компен- сации вли ни  воздушного зазора между

. контролируемым изделием и индукцион- ным преобразователем.

На фиг. 1 показана блок-схема уст , ройства; на фиг. 2 - графики, по сн  ющие принцип его действи ; на фиг. 3 конструкци  индукционного преобразова;тел .

|. Устройство дл  контрол  ферромаг- :нитных изделий содержит источник 1 I переменного тока, индукционный преоб- разователь 2, усилитель 3, двухка- нальный усилитель 4, детектор 5, двух канальный детектор 6, индикато;р 7 и блок 8 формировани  управл ющего сигнала . На фиг. 1 обозначены также W, W, Wj - намагничивающа , измерительна  и дополнительна  измерительна  обмотки индукционного преобразовател  2 соответственно. Источник 1 переменного тока, индукционный преобразователь 2, усилитель 3, детектор 5, индикатор 7 соединены последовательно,- Первый вход двухканального.усилител  4 соединен с измерительной обмоткой W индукционного преобразовател  2, к второму входу подключена дополнительна  измерительна  обмотка W, а входы двухканального детектора 6 соединены с выходами двухканального усилител  4 Входы блока 8 формировани  управл ю- щего сигнала соединены с вькодами двухканального детектора 6, а выход блока 8 соединен с управл ющим входом усилител  3.

Индукционный преобразователь (фиг. 3) содержит намагничивающую 9, измерительную 10 и дополнительную 11 измерительную обмотки (соответственно W,, Wj и Wj, фиг. 1), магнито- провод 12 и ферритовый сердечник 13,. покещенный внутрь обмотки 11, кроме иТого, показан контролируемый участок Т4 издели .

Устройство работает следующим образом .

Ток от источника 1 (фиг. 1), протека  по обмотке W индукционного преобразовател  2, создает переменный

0

5

0

5

5

0 5

0

5

магнитньм поток, замыкающийс  через контролируемый участок издели . Вслед-- ствие перемагничивааи  последнего в измерительной обмотке Wj индукционного преобразовател  2 индуцируетс  ЭДС скачков Баркгаузена, котора  усиливаетс  усилителем 3, детектируетс  детектором 5 и далее поступает на индикатор 7. По показани м индикатора делают выводы о качестве контролируемого издели . При наличии зазора между индукционным преобразователем и контролируемым изделием величина ЭДС с обмотки W уменьшае.тс  за счет умень-- шени  потокосцеплени  витков обмотки Wj с пол ми рассе ни  скачков Баркгаузена .

Компенсаци  вли ни  зазора между ИНДУК1Ц10ННЫМ преобразователем и изделием состоит в следующем. Индукционный преобразователь 2 (фиг. 1) снабжен дополнительной измерительной обмоткой Wj. Выходные сигналы с обмоток Wg и Wj поступают на двухканальньй усилитель 4, далее на входы двухканального детектора 6, выходные сигналы которого постуЬают в блок В формировани  управл ющего сигнала. Выходной сигнал блока 8 поступает на управл ющий вход усилител  3, измен   соответствующим образом коэффициент усилени  последнего.

Сигналы, снимаемые с обмоток Wj и Wj , имеют практически одинаковые характеристики , однако величины этих сигналов различным образом завис т от зазора. На фиг. 2 показаны зависит- мости напр жени  сигналов с указанных обмоток от зазора (И -. дл  обмотки УЗ, U2 - дл  обмотки Wj). Из фиг. 2 видно, что крутизна зависимостей раз лична. Это достигаетс  за счет соот- ветс;твующего выбора конструктивных параметров обмоток W и Wj. Наиболее критичным параметром  вл етс  площадь поперечного сечени  обмоток.

Обмотки 10 и 11 расположены коак- сиально, и ферритовьш сердечник 13 . дополнительно увеличивает крутизну зависимости сигнала с обмотки 11 от зазора. Непринципиально, какую из обмоток 10 и 11 использовать в качестве дополнительной. Однако целесообразно использовать обмотку 11, так как при этом диа пазон изменени  величины сигнала от зазора дл  основной измерительной обмотки 10 меньше, поэтому и коэффициент усилени  усили-

1&12250

тел  3 (фиг. 1) нужно мен ть в меньшем диапазоне.

Отношение площадей поперечного сечени  обмоток 10 и 11 (фиг. 3) целесо-,- образно выбирать в пределах 4-10. При меньшем отношении заметно ухудшаетс  точность компенсации вли ни  зазора, поскольку крутизна зависимостей U) и Uj (фиг. 2) почти одинакова. При боль-1о тем отношении либо усложн етс  конструкци  индукционного преобразовател , либо возрастают габариты его за счет увеличени  размеров обмотки 10.

Управл ющий сигнал, измен ю1ций j коэффициент усилени  ус1-шител  3, фор, мируетс  следующим образом Хфиг. 1). Из характера изменени  напр жений сигналов Uy и и от зазора следует, что одновременно с зазором мен етс  как 20 разность, так и отношение этих напр ений .

Пусть в качестве управл ющего сигнала используетс  разность UU Uj л

и (фиг. 2), при этом зазору Oi соот-25 ветствует величина Ди - U/ а зазору ,2 - Ди Uj - Uv . Поскольку л  величин зазоров i 0-0,2 мм заисимости напр жений Ui и V от зазоа 5 можно считать линейными, опреде- зо  ют управл ющее напр жение с выхода лока 8 (фиг о 1):

и,.„„ () и, (ff) - и, (Л (ь, -kj ) - (b, - k,. (1)

fp

Л

где b

г

Ц -

некоторые посто нные .

В данном случае блок 8 целесос браз- но выполнить в виде дифференциального

,- 1о

j , 20

Дл  реализации указанного способа формировани  управл ющего сигнала необходимо блок 8 Хфиг. 1) выполнить в виде аналогового делител . Достоинство подобной реализащш блока 8 - мала  чувствительность управл ющего на- пр жени  к изменению свойств контролируемого издели . Объ сн етс  это тем, что сигналы Uj и Uj мен ютс  почти в равной пропорции, как это следует из выражени  (2). Недостаток- нелинейна  зависимость управл ющего от зазора.

25 зо

5

сигнала U ипр &)

Выбор тон или иной реализации блока .8 зависит от конкретного назначени  устройства и от свойств контролируемого издели . Например, точный логовый делитель значительно сложнее и дороже дифференциального усилител , однако, он позвол ет в р де случаев более точно компенсировать вли 11ие зазора.. .

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществл етс  компенсаци  вли ни  зазора между индукционным преобразователем и контролируемым изделием , что позвол ет повысить достоверность контрол  материалов и изде- Л11Й, имеюш х неплоскую или загр знен- . поверхность. Кроме того, становитс  возможным контроль при наличии на поверхности издели  лакокрасочного покрыти .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  контрол  ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник пере

   усилител . Достоинство такой реализа- до менного тока, индукционный преобра- ции блока 8 - пр мо пропорциональна  зависимость между пеличиной зазора и управл юищм напр жением, как это следует из формулы (1). Недостаток - под верженность управл ющего напр жени  дд Uunp(J) воздействию магнитных свойств контролируемого издели , так как при изменении напр жений 11 и Uj , обусловленных свойствами контролируемого

   издели , сигнал (а) не остаетс  посто нным.

   В случае использовани  в качестве управл ющего сигнала отношени  напр жений и, и и, аналогич о выражению

   50

   зователь с намагничивающей и измерительной обмотками, усилитель, детектор и индикатор, отличающе ес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , оно снабжено последовательно соединенными двухка- нальньгм усилителем, двухканальным де тектором и блоком формировани  управ л ющего сигнала, выходом соединенньгм с вторым входом усилител , а индукци онный преобразователь выполнен с дополнительной измерительной обмоткой, коаксиально установленной с основной измерительной обмоткой, измерительны

   (1) дл  малых зазоров можн.1 получить обмотки соответственно с(1еди ены с управл ющее напр жение в  де

   тт ( и. () (А JLJ Пи,, (g) (Ь;- k)

   (2)

   входами двухканального усилител .
2. 2. УстрО1 Ство по п. 1. отличающеес  тем, что блок формировани  управл ющего сигнала выпол-

   менного тока, индукционный преобра-

   зователь с намагничивающей и измерительной обмотками, усилитель, детектор и индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , оно снабжено последовательно соединенными двухка- нальньгм усилителем, двухканальным детектором и блоком формировани  управл ющего сигнала, выходом соединенньгм с вторым входом усилител , а индукционный преобразователь выполнен с дополнительной измерительной обмоткой, коаксиально установленной с основной измерительной обмоткой, измерительные

   обмотки соответственно с(1еди ены с

   входами двухканального усилител .

   2. УстрО1 Ство по п. 1. отличающеес  тем, что блок формировани  управл ющего сигнала выпол-

   16122508 .

   нен в ввде дифференциального усилите- повани  управл ющего сигнала вьшолнен

   в виде аналогового делител . т V - Устройство по п. 1. о т л и . а- -тгг -:-4; .:j - 31-/„-J.7J--:-:.

   тельных обмоток лежит в пределах 4-10.

   1,Q

   отн.ед.

   1 2

   Фиг. 2

   12

   Фи.З