SU915001A1 - Способ контроля механических свойств ферромагнитных изделий 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего кон- ¹ троля качества изделий из ферромагнитных материалов методом высших гармоник.

Известен способ контроля механических свойств ферромагнитных изделий по амплитуде третьей гармоники и по проекции первой гармоники на ось, перпендикулярную к прямой влияния размеров деталей [1].

Недостатком этого способа является низкая чувствительность при контроле изделий из магнитомягких материалов.

Известен также способ контроля механических свойств ферромагнитных изделий по действительной и мнимой компонентам четной гармонической составляющей сигнала, возбуждаемого вращающимся магнитным полем с подмагничиванием постоянным полем [2].

Недостатками данного способа являются низкая чувствительность, и недостаточная разрешающая способность. _%

2

Наиболее близким к изобретению является способ контроля механических свойств ферромагнитных изделий методом высших гармоник, заключающийся в том, что с помощью электромагнит³ ного преобразователя в изделии возбуждают переменное магнитное поле, измеряют вторичную ЭДС, наведенную на электромагнитном преобразователе, сравнивают ее с вторичной ЭДС электромаг¹⁰ нитного преобразователя, размещенного на эталонном изделии, и по результатам сравнения судят о контролируемых механических свойствах [3].

Недостатками известного способа яв—

^,5 ляются низкая чувствительность и разрешающая способность при контроле магнитомягких изделий из-за того, что амплитуда высших гармоник, а как правило для контроля используется третья гармоника, имеет нелинейной характер изменения с уменьшением кру“· .

' тизны в области "мягких" деталей, а

диапазон изменения фазы настолько мал,

что не позволяет по фазе судить о свойствах материала.

Кроме того, известный способ не может отбраковывать 'сырые' детали, т.е. не прошедшие термообработку, из некоторых марок сталей (к их классу относится сталь 5ОХГ), для которых характер изменения магнитной проницаемости от температуры отпуска исклю— чает возможность контроля по первой гармонике.

Использование для контроля высших гармоник, в частности пятой и седьмой,

, дало удовлетворительные результаты при контроле деталей с отклонением температуры отпуска в обе стороны от экстремума, магнитной проницаемости, но не позволило отбраковать 'сырые' детали.

Вместе с тем выделение пятой и >·,!·· седьмой гармоник связано с большими трудностями, так как коэффициент пятой гармоники Кд 4 0,01, а седьмой 0,002.

Установлено, что на 'сырые' детали из стали 50ХГ реагируют амплитуды высших гармоник, начиная с одиннадцатой, но даже применение кварцевых фильтров с максимальной избирательностью не дало разрешающей способности, достаточной дпя их практического использования (из-за большого уровня шумов).

* Цель изобретения - повышение чувствительности контроля.

Указанная цель достигается тем, что сравнивают мгновенные значения вторичной ЭДС в моменты времени

{(0,85 - 0,95)Л .+ (Ν -1).2^ II {(0,85 -0,95И + (2Ν -1)3(} , где N - номер периода вторичной ЭДС,

N = 1,, со б ~ знак дизъюнкции.

На фиг. 1 представлены графики, иллюстрирующие способ получения мгновенных значений вторичной ЭДС; на фиг. 2 пример схемы устройства для реализации предлагаемого способа.

Ток I , протекающий через полесоздающую обмотку электромагнитного преобразователя ( контролируемое или образцовое изделия при этом являются частью магнитопровода), возбуждает в изделии переменное магнитное попе, которое индуцирует в измерительной обмотке вторичную ЭДС Е .

Динамическая петля гистерезиса являются функцией преобразования Е = Р(I). Стробирующие импульсы в моменты вре' меня {(0,85 4 0,95И + (Ν - 1) 231} для положительных полупериодов вторич10

15

20

25

915001 4

ной ЭДС и {(0,85 4 0,95)31 + (2Ν - 1)3} для отрицательных полупериодов вторичной ЭДС обеспечивают измерение мгновенных значений вторичной ЭДС и запо—

5 минание их в промежутках между импульсами.

Устройство содержит электромагнит- . ный преобразователь 1, с помощью которого в контролируемом изделии 2 возбуждают переменное магнитное поле. Преобразователь питается от задающего генератора 3. Сигнал преобразователя поступает на вход щелевого детектора 4, на второй вход которого с блока 5 стробирования поступают стробирующие импульсы.

Со щелевого детектора 4 сигнал напряжения постоянного тока, пропорциональный мгновенному значению вторичной ЭДС, поступает на решающий блок 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В контролируемом изделии 2 с помощью электромагнитного преобразователя 1 возбуждают переменное магнитное поле, индукция которого изменяется в соответствии с магнитной проницаемостью материала изделия, частотой и амплитудой синусоидального тока намагничивания, протекающего через полесоздающую обмотку преобразователя 1. Режим работы преобразователя выбирается таким, чтобы максимальная индукция была меньше индукции насыщения. Из ЭДС задающего генератора 3 формируют последовательность стробирующих импульсов, во времени соответствующих такому положению, при котором мгновенное значение вторичной ЭДС максимально чувствительно к контролируемому свойству.

С помощью этих строб-импульсов синхронизируется работа щелевого детектора 4, на, вход которого подается вторичная ЭДС. Напряжение постоянного тока, пропорциональное мгновенному значению вторичной ЭДС, подается далее в решающий блок 6, что оно сравнивается с напряжениями, соответствующими границам разбраковки, и где вырабатываются командные сигналы о результатах контроля.

Экспериментальным путем на сигнале вторичной ЭДС находится участок, в пределах которого чувствительность к механическим свойствам контролируемого изделия по мгновенному значению вторичной ЭДС максимальная. В его пределах взаимокомпенсируются неинформативные гармоники спектра, наилучшим образом

ЭО

Э5

40

45

50

55.

5 915001 6

проявляют себя высшие гармоники, начиная с одиннадцатой, и их амплитудные и фазовые изменения дополнительно". усиливаются фазовыми изменениями более низких гармоник. Этот участок занима- 5 ет интервал

{(0,85 х 0,95)17 + (Ν -1)-2Ли {(0,85 г 0,95)17 + (2Ν - ΐ)-»'} , где N _ номер периода вторичной ЭДС,

N = 1,..., со ; 10

и - знак дизъюнкции;

Вне этого интервала эффект взаимно однозначного отклика иа 'мягкие' и 'сырые' изделия не наблюдался.

Предлагаемый способ обеспечивает 15 отбраковку изделий, не прошедших полный цикл термообработки, и 'сырых' изделий.

20

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ контроля механических свойств ферромагнитных изделий методом высших гармоник, заключающийся в том, что с 25 помощью электромагнитного преобразователя в контролируемом изделии возбуж'дают переменное магнитное поле, измеряют вторичную ЭДС, наведенную на электромагнитном преобразователе, сравнивают ее с вторичной ЭДС электромаг*.! нитИого преобразователя, размещенного на эталонном изделии, и по результатам сравнения судят о контролируемых механических свойствах, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, сравнивают мгно-'· венные значения вторичной ЭДС в моменты времени

   {(0,85 _т 0,95)17 + (и - 1)· 2ЛГ υ {(0,85 4-0,95)37 + (2Ν .-1)17}, где N - номер периода вторичной ЭДС,

   N » 1,... ,оо · и - знак дизъюнкции.