(5) СПОСОБ МАГНИТОШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ(5) METHOD OF MAGNETOSCHUME STRUCTURE OF FERROMAGNETIC MATERIALS
Изобретение относитс к неразрушаю щему контролю и может быть использовано дл структуроскопии ферромагнитных материалов. Известен способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных Mate риалов, заключающийс в том, что конт ролируемой объект перемагничивают линейно измен ющимс магнитным полем измер ют с помощью индукционного преобразовател сигналы магнитных шумов и тю полученному спектру сигналов за цикл перемагничивани суд т о структуре 1сонтролируемого материала l. Недостаток известного способа состоит в недостаточной надежности контрол , что св зано с интегральным характером получаемой информации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс способ магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных материалов, заключающийс в том, что контролируемый объект перемагничивают линейно измен ющимс магнитным полем и измер ют с помощью индукционного преобразовател число импульсов от магнитных шумов 2 , Однако и этот способ не обладает необходимой надежностью контрол , что св зано с интегральным характером измер емого параметра, а именно числом импульсов за полуцикл перемагничивани . Цель из.обретени - повышение надежности контрол . Поставленна цель достигаетс тем, что выбирают несколько точек петли гистерезиса контролируемого материала , измен ют магнитное поле в пределах окрестности каждой из выбранных точек, определ ют количество импульсов при каждой вариации магнитного пол и посовокупности полученных результатов суд т о структуре контролируемого материала. 3 На чертеже представлена блок-схем устройства, реализующего описанный способ. Устройство состоит из последоват л .ьно соединенных генератора 1 линейно измен ющегос тока, электромагнитного преобразовател 2, усилител 3, формировател , блока 5 стробировани , счетчика 6, блока 7 пам ти,. блока 8 автоматики, формирова тел 9, соединенного своим выходом со вторым входом блока 5 стробировани , а своим первым входом с выходом генератора 1, и блока 10 управлени , соединенного первым выходом с управл ющим входом генератора 1, вторым и третьим выходами - соответственно со вторым и третьим входами формировател1 9, четвертым выходом - со вторым входом формировател k а п тым, шестым, седьмым выходами - соответст венно со вторыми входами счетчика 6, блока 7 пам ти и блока 8 автоматики. Способ осуществл етс следующим об разом. Генератор 1 линейно измен ющегос тока вырабатывает симметричный линейно измен ющийс ток, который запитывает намагничивающую обмотку электромагнитного преобразовател 2, в элект ромагнитном поле последнего помещают контролируемое издепие (не показано) ЭДС от магнитного шума, индуцируемую в измерительной обмотке преобразовател , усиливают усилителем 3 и подают не формирователь k, который селективно выдел ет импульсы ЭДС от скачков намагниченности на определенном уровне амплитудной дискриминации и формирует из них нормированные измерительные импульсы. Эти импульсы через блок 5 стробировани подают в счетчик б. На блок 5 стробировани подают так же стробы, вырабатываемые формирователем 9, на один из входов которого поступает напр жение, пропорциональное текущему значению намагничивающего тока, а на два других входа из .блока 10 управлени подают пороговые напр жени , соответствующие двум уровн м намагничивающего пол , которые задают начало и конец строба в каждой выбранной дл измерений точке петли гистерезиса. Таким образом, момент по влени и длительность строба определ ютс координатой и заданной окрестностью соответствующей точки петлм гистерезиса. Результаты измерений дл всех точек поочередно переписывают из счетчика 6 в блок 7 пам ти, а после окончани измерений блок 8 автоматики по совокупности результатов измерений вырабатывает сигнал, характеризующий контролируемый параметр материала. Дл увеличени размерности измерительного сигнала, с целью обеспечени избирательного контрол различных структурно-механических характеристик материала, весь цикл измерений в выбранных точках петли гистерезиса целесообразно повторить при нескольких порогах амплитудной селекции импульсов ЭДС от магнитного шума, дл чего измен ют значение порога , устанавливаемого в формирователе 4 из блока 8 автоматики. С этой же целью все указанные измерени целесообразно производить при различных значени х скорости намагничивани , котора устанавливаетс в генераторе 1 по сигналу из блока 8 автомат:1ки . Глубину проникновени намагничивающего пол в контролируемый объект можно измен ть, регулиру амплитуду перемагничивающего тока. Выбор количества и координат точек петли гистерезиса , в которых производ т измерени порогов амплитудной селекции импульсов ЭДС от магнитного шума, значений скорости перемагничивани и амплитуд перемагничивающего тока, осуществл ют по результатам предварительных экспериментов на образцах с целью обеспечени наибольшей чувствительности многомерного измерительного сигнала к контролируемым характеристикам структуры материала. Использование многомерного измерительного сигнала позвол ет построить методами многофакторного эксперимента сравнительно несложные регрессивные .соотношени , св зывающие параметры сигнала с такими структурномеханическими характеристиками ферромагнитного материала, как твердость поверхностного сло после термообработки , глубина азотированного сло , величина остаточных внутренних напр жений в металле. Таким образом, данный способ обеспечивает возможность избирательного контрол различных свойств материала и в конечном счете - повышение надежности контрол .The invention relates to non-destructive testing and can be used for structuroscopy of ferromagnetic materials. The known method of magnetic noise restructuroscopy of ferromagnetic mates, which means that the object to be controlled is re-magnetized by a linearly varying magnetic field is measured with an inductive converter of magnetic noise signals and the resulting spectrum of signals during a cycle of magnetic reversal judging the structure of 1 controlled material l. The disadvantage of this method is the lack of reliability of control, which is associated with the integral nature of the information received. The closest to the proposed technical essence is the method of magnetic-noise structuroscopy of ferromagnetic materials, which means that the object under control is re-magnetized by a linearly varying magnetic field and measured by an inductive converter the number of pulses from magnetic noise 2, However, this method does not have the necessary reliability control that is associated with the integral character of the parameter being measured, namely the number of pulses per half-cycle of the magnetization reversal. The goal of the invention is to increase the reliability of the control. This goal is achieved by choosing several points of the hysteresis loop of the controlled material, changing the magnetic field within the vicinity of each of the selected points, determining the number of pulses for each variation of the magnetic field and a combination of the results obtained judge the structure of the controlled material. 3 The drawing shows a block diagram of a device that implements the described method. The device consists of a series of linearly connected current generator 1, an electromagnetic converter 2, an amplifier 3, a driver, a gating unit 5, a counter 6, a memory unit 7 ,. an automatic unit 8, forming bodies 9 connected by its output to the second input of gating unit 5, and its first input to generator 1, and a control unit 10 connected by first output to the controlling input of generator 1, second and third outputs, respectively, to the second and the third inputs of the imaging device1 9, the fourth output with the second input of the imaging device k and the fifth, sixth, seventh outputs, respectively, with the second inputs of the counter 6, memory block 7 and automation unit 8. The method is carried out as follows. The linearly oscillating current generator 1 generates a symmetric linearly alternating current that feeds the magnetizing winding of the electromagnetic converter 2, in the electromagnetic field of the latter is placed controlled voltage (not shown) of the EMF from magnetic noise, which is induced in the measuring winding of the converter, is amplified by the amplifier 3 and is not supplied shaper k, which selectively separates EMF pulses from magnetization jumps at a certain level of amplitude discrimination and forms normalized ones KSR Control pulses. These pulses through the gating unit 5 are fed to the counter b. Gating unit 5 is also supplied with gates produced by shaper 9, one of the inputs of which receives a voltage proportional to the current value of the magnetizing current, and two other inputs of the control unit 10 are supplied with threshold voltages corresponding to two levels of the magnetizing field, which specify the beginning and end of the strobe at each point of the hysteresis loop selected for measurements. Thus, the time of occurrence and the duration of the strobe are determined by the coordinate and the specified neighborhood of the corresponding hysteresis loop point. The measurement results for all points are alternately copied from the counter 6 into the memory block 7, and after the measurements are completed, the automation block 8 generates a signal characterizing the monitored parameter of the material from a set of measurement results. To increase the dimension of the measuring signal, in order to provide selective control of various structural and mechanical characteristics of the material, it is advisable to repeat the entire measurement cycle at selected points of the hysteresis loop with several thresholds of amplitude selection of EMF pulses from magnetic noise, for which the threshold value set in driver 4 is changed from block 8 automation. For the same purpose, it is advisable to make all of these measurements at different values of the magnetization rate, which is set in generator 1 according to the signal from block 8 automaton: 1k. The depth of penetration of the magnetizing field into the controlled object can be changed by adjusting the amplitude of the magnetization reversal. The selection of the number and coordinates of the hysteresis loop points, in which the amplitude selection thresholds of EMF pulses from magnetic noise, values of the magnetization reversal velocity and amplitudes of the magnetization reversal current are measured, are performed according to the results of preliminary experiments on samples to ensure the highest sensitivity of the multidimensional measuring signal to the monitored characteristics of the structure material. The use of a multidimensional measuring signal allows one to construct relatively simple regressive relations using a multifactorial experiment, relating signal parameters to such structural and mechanical characteristics of a ferromagnetic material as the hardness of the surface layer after heat treatment, the depth of the nitrated layer, the magnitude of residual internal stresses in the metal. Thus, this method allows selective control of various material properties and, ultimately, increased control reliability.