SU578608A1

SU578608A1 - Device for analysing structure of articles made from ferromagnetic steels

Info

Publication number: SU578608A1
Application number: SU7101674931A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Сегалин; Вадим Николаевич Дзегиленок; Виктор Иосифович Дубейковский; Константин Михайлович Резников; Петр Петрович Шестаков; Павел Сергеевич Михайлов; Антонина Николаевна Сайкина
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6930
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1977-10-30

Description

1one

Изобретение относитс к области неразрушающего контрол изделий из ферромагнитных сталей по структуре марок стали и твердости после высокотемпературного отпуска и может быть применено в машиностроении дл контрол стальных изделий.The invention relates to the field of non-destructive testing of ferromagnetic steel products according to the structure of steel grades and hardness after high-temperature tempering and can be applied in mechanical engineering to control steel products.

Известны устройства контрол структуры стальных изделий, в которых контроль осуществл етс с помощью индукционных, токовихревых преобразователей, выходное напр жение которых подвергаетс обработке в каналах обработки, дл чего сигнал с выхода преобразовател предварительно усиливаетс . Усиленный сигнал через фазовращатель поступает на вертикальные пластины электронно-лучевой трубки, на горизонтальные пластины которой подан сигнал с выхода усилител . При этом контроль структурного состо ни осуществл етс по высоте и форме кривой на электронно-лучевом осциллографе.Devices are known for controlling the structure of steel products, in which the control is carried out using induction, eddy current transducers, the output voltage of which is processed in the processing channels, for which the signal from the output of the converter is pre-amplified. The amplified signal through the phase shifter enters the vertical plates of the cathode ray tube, on the horizontal plates of which the signal from the amplifier output is fed. At the same time, the structural state is monitored in height and curve shape on an electron-beam oscilloscope.

Однаконаличие визуального контрол и невозможность контролировани твердости испытуемого образца вследствие невозможности однозначного ее отсчета делают такие устройства в р де случаев непригодными дл задач автоматизации процессов контрол .The mere presence of visual control and the impossibility of controlling the hardness of the test specimen due to the impossibility of its unambiguous reference make such devices unsuitable for automating the processes of control in some cases.

Известны также устройства дл контрол структуры изделий из ферромагнитных сталей , в которых контроль осуществл етс в результате сравнени амплитуд отдельных гармоник выходного сигнала индуктивного преобразовател , на который подан сигнал с генератора гармоник, в многоканальном анализаторе , содержащем в канале усилптели гармоник п дифференциальные амплитудные дискриминаторы, выходные сигналы с которых сравниваютс в пороговой схеме совпадений, подключенной к входу релейного индикатора.Also known are devices for controlling the structure of products made from ferromagnetic steels, in which the control is carried out by comparing the amplitudes of individual harmonics of the output signal of an inductive converter, which is fed from a harmonic generator, in a multichannel analyzer that contains amplitude discriminators in the channel and differential amplitude discriminators, output signals from which are compared in a threshold coincidence circuit connected to the input of a relay indicator.

Однако эти устройства не приспособлены дл одновременного контрол твердости, что в р де случаев необходимо при решении металловедческих задач, и имеют низкую точность благодар тому, что они при контролеHowever, these devices are not adapted for simultaneous control of hardness, which is necessary in a number of cases when solving metallographic problems, and have low accuracy due to the fact that they are under control

в равной мере реагируют как на разброс по твердости, так и на изменение структуры материала контролируемого издели .react equally to the variation in hardness, and to changes in the structure of the material of the controlled product.

Целью изобретени вл етс повышение точности и обеспечение контрол также иThe aim of the invention is to improve the accuracy and ensure control as well

твердости.hardness

Дл этого предлагаемое устройство дл контрол структуры изделий из ферромагнитных сталей снабжено последовательно соединенными вторым индуктивным преобразователем , коммутатором, анализатором твердости и индикатором, переключателем, включенным мелсду первым преобразователем и усилителем , последовательно соединенными фазовращателем , формирователем напр л ени пр моугольной формы и дифференцирующимFor this, the proposed device for controlling the structure of products made of ferromagnetic steels is equipped with series-connected second inductive transducer, switch, hardness analyzer and indicator, switch connected by first transducer and amplifier, sequentially connected by phase shifter, square form driver and differentiating

блоком, включенными между выходом переключател и управл ющим входом схемы совпаденп , вторым формирователем напр жени пр моугольной формы, соединенным с выходом схемы совпадени , и блоком управлени , включенным между выходом второго формировател и вторым входом коммутатора , а также блоком опорных напр жений, соединенным с входом анализатора твердости.the unit connected between the output of the switch and the control input of the circuit is the same, the second square-shaped voltage driver connected to the output of the coincidence circuit, and the control unit connected between the output of the second generator and the second input of the switch, as well as the reference voltage block connected to hardness analyzer input.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит индуктивный преобразователь 1, выполненный по мостовой схеме и имеющий две катущки - измерительную и контрольную, переключатель 2 рода работ, усилитель 3, многоканальный анализатор 4 структуры, схему 5 совпадени , выполненную в виде стробнруемого усилител , управл ющий канал, состо щий из последовательно соединенных фазовращател 6, формировател 7 напр жени пр моугольной формы и дифференцирующего блока 8. Выход схемы 5 совпадени через формирователь 9 напр жени пр моугольной формы подключен к входу блока 10 управлени , управл ющего работой индуктивного преобразовател И через коммутатор 12, к выходу которого подключен многоканальный анализатор 13 твердости с индикатором 14. При этом управл ющие входы многоканального анализатора 13 твердости соединены с выходом блока 15 опорных напр жений .The device contains an inductive transducer 1, made according to a bridge circuit and having two coils — a measuring and a control switch, a switch 2 of a kind of work, an amplifier 3, a multichannel analyzer 4 structures, a coincidence circuit 5 made in the form of a strobable amplifier, a control channel consisting of connected phase shifter 6, a square-side voltage driver 7 and a differentiating unit 8. The output of the coincidence circuit 5 through a square-voltage generator 9 is connected to the input of the control unit 10 audio, control operation of an inductive transducer and through the switch 12, which is connected to the output of the multichannel analyzer 13 with a hardness indicator 14. This control inputs hardness multichannel analyzer 13 connected to the output unit 15 reference voltages.

Работа устройства основана на гармоническом анализе выходного сигнала индуктивного преобразовател 1, работающего по принципу сравнени индивидуальных свойств испытуемых деталей с эталонным образцом.The operation of the device is based on the harmonic analysis of the output signal of the inductive converter 1, which operates according to the principle of comparing the individual properties of the tested parts with a reference sample.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При внесении в магнитное поле индуктивного преобразовател 1 контролируемого образца в последнем возбуждаютс вихревые токи, создающие электромагнитное поле, взаимодействующее с полем контрольной катущки индуктивного преобразовател 1.When an inductive transducer 1 is introduced into a magnetic field of a test sample, eddy currents are excited in the latter, creating an electromagnetic field that interacts with the field of the control coil of the inductive transducer 1.

В результате мен ютс ее электрические параметры, что вызывает изменение выходного сигнала преобразовател 1. Дл фиксации изменений, вызванных контролируемым образцом , отличным по структуре от эталонного образца, выходной сигнал с преобразовател 1 подаетс на переключатель 2 рода работ, функци которого заключаетс в предварительной обработке выходного сигнала в соответствии с контролируемой маркой стали, в зависимости от которой будет включен соответствующий канал контрол . После усилени в усилителе 3 выходной сигнал подаетс на вход многоканального анализатора 4 структуры, который выдел ет амплитуды 3-ей, 5-ой и 7-ой гармоник, амплитудные соотношени которых несут информацию о структуре контролируемого образца. После сравнени этих напр жений с напр жени ми эталонного образца, при превыщении порога сигнал поступает на вход схемы о совпадени , выполненной в виде стробнруемого усилител , функци которого заключаетс в выделении управл ющего сигнала в нужный момент времени . Дл управлени работой схемы 5 совпадени синзсоидальное напр жение с выхода переключател 2 рода работ на вход фазовращател 6, с помощью которого выбираетс момент отпирани стробируемого усилител схемы 5 совпадени путем смещенн отпирающего импульса по фазе. Выходное напр жение с выхода фазовращател 6 подаетс на формирователь 7 напр жени нр моугольной формы, где синусоидальное напр жение преобразуетс в пр моугольную форму с дальнейшим преобразованием в периодическую последовательность унравл ющих импульсов в дифференцирующем блоке 8. Эти управл ющие импульсы открывают стробируемый усилитель схемы 5 совпадени в том случае, если на вход преобразовател 1 поступает деталь, отлична по структуре от эталонной. При открытом выходе стробируемого усилител схемы 5 совпадени снимаемые видеоимпульсы, соответствующие мгновенному значению напр жени , через формирователь 9 поступают на вход блока 10 управлени , который управл ет работой реле бункера брака (на чертеже не показано) и индуктивного преобразовател 11 через коммутатор 12. В плечах моста индуктивного преобразовател 11 имеютс две катушки индуктивности с сердечниками из эталонного и контролируемого образца. При наличии детали, отличной но структуре от эталонного образца, на вход коммутатора 12 подаетс запирающее напр жение с блока 10 управлени . В этом случае контроль твердости не производитс . Если же контролируемый и эталонный образцы одинаковы по структзфе, то коммутатор 12 открыт, и выходное напр жение с преобразовател 11, вл ющеес результатом разбалансировки предварительно сбалансированного моста и вызванное различием в твердости контролирз емого и эталонного образцов , подаетс на вход многоканального анализатора 13 твердости. Это напр жение представл ет собой периодический сигнал сложной формы, в котором соотнощени амплитуд и фаз гармонических составл ющих его спектра несут информацию о твердости контролируемой детали. Это напр жение подаетс на вход многоканального анализатора 13 твердости , в котором выходной сигнал с преобразовател 11 преобразуетс в напр жение отдельных гармонических составл ющих с поступающим анализом амплитзды и фазы каждой гармоники при сравнении их с опорным напр жением соответствующей гармоники от блока 15 опорных напр жений. Далее сигналы от разных каналов суммируютс и на вход индикатора 14 твердости, работающего в автоматическом режиме, поступают сигналы, соответствуюп;ие «нормальной, «м гкой и «твердой стали.As a result, its electrical parameters change, which causes a change in the output signal of converter 1. To capture the changes caused by the test sample, which differs in structure from the reference sample, the output signal from converter 1 is fed to switch 2 of the type of work, the function of which is to pre-process the output signal in accordance with the controlled steel grade, depending on which the corresponding control channel is enabled. After amplification in the amplifier 3, the output signal is fed to the input of the multichannel analyzer 4 of the structure, which extracts the amplitudes of the 3rd, 5th and 7th harmonics, the amplitude ratios of which carry information about the structure of the test sample. After comparing these voltages with the voltages of the reference sample, when the threshold is exceeded, the signal arrives at the input of the coincidence circuit, made in the form of a sampled amplifier, the function of which is to extract the control signal at the right time. To control the operation of circuit 5 of coincidence, the synzoidal voltage from the output of the switch 2 of the type of operation to the input of the phase shifter 6, by means of which the unlocking moment of the gated amplifier of the circuit 5 of coincidence is selected by shifting the trigger pulse in phase. The output voltage from the output of the phase shifter 6 is fed to the shaper 7 of the rectangular voltage, where the sinusoidal voltage is converted into a rectangular shape with a further transformation into a periodic sequence of equalizing pulses in the differentiating unit 8. These control pulses open the gated amplifier circuit 5 if the input of the converter 1 receives a part that is different in structure from the reference one. When the output of the gated amplifier of the circuit 5 coincides, the video pulses that correspond to the instantaneous voltage value, through the driver 9, are fed to the input of the control unit 10, which controls the operation of the defective hopper relay (not shown) and the inductive converter 11 through the switch 12. At the shoulders Bridge inductive converter 11 there are two inductors with cores from the reference and controlled sample. If there is a part that is different in structure from the reference sample, the blocking voltage from control unit 10 is supplied to the input of switch 12. In this case, hardness control is not performed. If the monitored and reference samples are identical in structure, the switch 12 is open, and the output voltage from converter 11, which is the result of an unbalanced pre-balanced bridge and caused by the difference in hardness of the controlled and reference samples, is fed to the input of the hardness analyzer 13. This voltage is a periodic signal of complex shape, in which the ratios of the amplitudes and phases of the harmonic components of its spectrum carry information about the hardness of the monitored part. This voltage is applied to the input of a multi-channel hardness analyzer 13, in which the output signal from converter 11 is converted to voltage of individual harmonic components with incoming amplitude and phase analysis of each harmonic when compared with the reference voltage of the corresponding harmonic from the reference voltage block 15. The signals from the different channels are then summed, and signals are input to the input of the hardness indicator 14, operating in automatic mode, corresponding to "normal," soft and "hard steel."

Claims

An apparatus for controlling the structure of products made of ferromagnetic steels, comprising a series-connected inductive converter, an amplifier, a multi-channel structure analyzer and a combination scheme, characterized in that, in order to improve accuracy and ensure control of hardness as well, it is equipped with series-connected second inductive converter, switch, hardness analyzer and indicator, switch connected between the first converter and amplifier, successor but connected by a phase shifter, a square-shaped voltage former and a differentiating unit connected between

the output of the switch and the control input of the coincidence circuit, the second rectangular-shaped voltage driver connected to the output of the coincidence circuit, and the directional unit connected between the output of the second driver and the second input of the compressor, as well as the unit of the reference voltage connected to the input of the hardness analyzer.