SU915030A1

SU915030A1 - Device for rejecting magnetic cores

Info

Publication number: SU915030A1
Application number: SU802967930A
Authority: SU
Inventors: Oleg G Shirinyan; Boris B Vinokurov; Ivan G Leshchenko
Original assignee: Tomsk Polt I
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям, предназначено для идентификации магнитных сердечников ло совокупности магнитных параметров и может быть использовано для неразрушающих испытаний ферромагнитных материалов и изделий.The invention relates to magnetic measurements, is intended to identify magnetic cores of a set of magnetic parameters and can be used for non-destructive testing of ferromagnetic materials and products.

Известно устройство для сортировки магнитопроводов, содержащее источник питания, последовательно соединенные намагничивающие обмотки испытуемого и эталонного магнитолроводов, вторичные обмотКи которых включены дифференциально, интегрирующий усилитель и осциллограф, которые в совокупности реализуют принцип выделения разности магнитных петель гистерезиса [1].A device for sorting magnetic circuits is known, which contains a power source, serially connected magnetizing windings of the test and reference magnetic conductors, the secondary windings of which are differentially included, an integrating amplifier and an oscilloscope, which together realize the principle of distinguishing the difference of magnetic hysteresis loops [1].

Однако данное устройство обладает невысокой точностью, так как идентификация магнитных сердечников в пары производится путем сравнения петель гистерезиса испытуемого и эталонного сердечников на экранеHowever, this device has a low accuracy, since the identification of magnetic cores in pairs is made by comparing the hysteresis loops of the test and reference cores on the screen

22

осциллографического индикатора и зависит от субъективных качеств оператора, что снижает надежность испытаний.oscillographic indicator and depends on the subjective qualities of the operator, which reduces the reliability of the tests.

Известно также устройство для сортировки магнитопроводов содержащее источник питания, последовательно соединенные намагничивающие обмотки испытуемого и эталонного магнитопроводов, программный блок, коммутатор, усилитель, амплитудный и временной селектор и блок индикации [2].It is also known a device for sorting magnetic cores containing a power source, serially connected magnetizing windings of the test and reference magnetic cores, a program block, a switch, an amplifier, an amplitude and time selector, and a display unit [2].

Однако это устройство обладает невысокой Точностью, так как сортировка магнитопроводов производится по разностной ЭДС наводимой во вторичных обмотках сердечников, что неполно отражает магнитные свойства сердечников и снижает достоверность сортировки.However, this device has a low Accuracy, since the sorting of the magnetic cores is performed according to the differential EMF induced in the secondary windings of the cores, which incompletely reflects the magnetic properties of the cores and reduces the reliability of the sorting.

Наиболее близким к изобретениюClosest to the invention

по технической сущности являетсяby technical essence is

устройство, содержащее две намагниδ 91ΐdevice containing two magneti δ 91ма

чизающие обмотки, соединенные последовательно с генератором тока и образцовым резистором, измерительные обмотки, соединенные дифференциально и подключенные ко входу интегратора, к выходу которого подсоединены входы двух блоков выборки и запоминания и вход амплитудного детектора, Управляющий вход первого блока выборки и запоминания через первый формирователь стробимпульсов связан 'с образцовым резистором, а управляющий вход второго блока выборки и запоминания связан с образцовым резистором через фазозадатчик и второй формирователь стробимпульсов. Выходы блоков выборки и запоминания и амплитудного детектора подключены к первым входам трех компараторов, а их вторые входы связаны с источником опорных сигналов. Выходы компараторов соединены со входами логического блока, на выходе которого установлен блок сигнализации. Устройство реализует идентификацию магнитных сердечников по трем магнитным параметрам динамического цикла перемагничивания [зЗ·chising windings connected in series with a current generator and a reference resistor, measuring windings differentially connected and connected to the integrator input, to the output of which the inputs of two sampling and memorizing units and the amplitude detector input are connected, the control input of the first sampling and memorization unit is connected via the first strobe pulse generator 'with an exemplary resistor, and the control input of the second block of sampling and memory is connected to the exemplary resistor through the phase gapper and the second driver strobe pulses. The outputs of the sample and memory blocks and the amplitude detector are connected to the first inputs of the three comparators, and their second inputs are connected to a source of reference signals. The outputs of the comparators are connected to the inputs of the logic unit, the output of which is equipped with an alarm unit. The device realizes the identification of magnetic cores by the three magnetic parameters of the dynamic cycle of magnetization reversal [SZ ·

Однако известное устройство обладает низкой чувствительностью и дос«However, the known device has low sensitivity and dos "

товерностью идентификации магнитных сердечников, работающих в сложных магнитных полях, например, при наложении двух переменных полей с различным соотношение частот и амплитуд.identification of magnetic cores operating in complex magnetic fields, for example, when two variable fields are applied with a different ratio of frequencies and amplitudes.

Цель изобретения - повышение чувствительности.The purpose of the invention is to increase the sensitivity.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для разбраковки магнитных сердечников, содержащее генератор низкой частоты, две намагничивающие обмотки, соединенные последовательно с образцовым резистором, измерительные обмотки, соединенные дифференциально, два блока выборки и запоминания и амплитудный детектор, выходы которых связаны соответственно с первыми входами первого, второго и третьего компараторов, вторые входы которых соединены с первым, вторым и третьим выходами источника опорных напряжений, логический блок, первый, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к выходам компараторов, а его выход подключен к блоку сигнализации, причем управляющие входы первого и второго блоков выборки и запоминания соответственноThis goal is achieved by the fact that the device for screening magnetic cores containing a low-frequency generator, two magnetizing windings connected in series with a sample resistor, measuring windings differentially connected, two sampling and memorizing units and an amplitude detector, whose outputs are connected respectively with the first inputs first, second and third comparators, the second inputs of which are connected to the first, second and third outputs of the reference voltage source, logic unit, first, second second and third inputs of which are respectively connected to the outputs of the comparators, and its output is connected to an alarm unit, wherein the control inputs of the first and second sampling blocks and storing respectively

>0.30 4> 0.30 4

через первый и второй формирователи стробимпульсов связаны с образцовым резистором, введены генератор высокой частоты, сумматор, выход которо5 го связан с намагничивающими обмотками, а входы подключены к генераторам высокой и низкой частоты, а также последовательно соединенные синхронный детектор, избирательный усилитель и блок выделения огибающей, выход которого соединен с сигнальными входами блоков выборки и запоминания и амплитудного детектора, сигнальный вход синхронного де55 тектора подключен к измерительным обмоткам, а его управляющий вход соединен с генератором высокой частоты.through the first and second gate drivers, they are connected to the reference resistor, a high-frequency generator is inserted, an adder whose output is connected to magnetizing windings, and the inputs are connected to high and low-frequency generators, as well as sequentially connected synchronous detector, selective amplifier and envelope extraction unit, the output of which is connected to the signal inputs of the sample and memory blocks and the amplitude detector, the signal input of the synchronous detector 55 is connected to the measuring windings, and its control -governing input connected to the high frequency generator.

На чертеже изображена структурная 28 схема устройства.The drawing shows a structural diagram 28 of the device.

Устройство содержит испытуемый сердечник 1 и эталонный сердечник 2^ источник намагничивающего поля в виде генератора 3 высокой частоты,The device contains the test core 1 and the reference core 2 ^ the source of the magnetizing field in the form of a high-frequency generator 3,

25 генератор 4 низкой частоты, выходы которых подключены к сумматору 5» выход которого связан с последовательно соединенными намагничивающими обмотками 6 и 7 и образцовым 3Θ резистором 8.25 low-frequency generator 4, the outputs of which are connected to an adder 5 ″ whose output is connected to series-connected magnetizing windings 6 and 7 and an exemplary 3Θ resistor 8.

Измерительные обмотки 9 и 10, соединенные между собой дифференциально, подключены к последовательно соединенным синхронному детектору 35 11, избирательному усилителю 12 и блоку 13 выделения огибающей, причем управляющий вход синхронного детектора 11 соединен с выходом генератора 3 высокой частоты.Measuring windings 9 and 10, interconnected differentially, are connected to series-connected synchronous detector 35 11, selective amplifier 12 and envelope extraction unit 13, with the control input of synchronous detector 11 connected to the output of high-frequency generator 3.

4040

К выходу блока 13 выделения огибающей подсоединены своими входами первый 14 и .второй 15 блоки выборки и запоминания и амплитудный детектор 16. Управляющий вход первого 14 и второго 15 блоков выборки и запоминания_соответственно через первый 17 и второй 18 формирователи'стробимпульсов подключены к образцовому резистору 8. Выходы блоков 14 и 15 выборки и запоминания и амплитудного детектора 16 подключены к первым входам соответственно компараторов 19-21, вторые входы которых связаны с источником 22 опорных напряжений. Выходы компараторов 19-21 соединены со входом логического блока 23, на выходе которого установлен блок 24 сигнализации.To the output of block 13, the envelope selection is connected by its inputs to the first 14 and second 15 blocks of sampling and storage and the amplitude detector 16. The control input of the first 14 and second 15 blocks of sampling and storage, respectively, through the first 17 and second 18 drivers of pulses is connected to the sample resistor 8. The outputs of blocks 14 and 15 of the sample and memory and the amplitude detector 16 are connected to the first inputs of the comparators 19-21, respectively, the second inputs of which are connected to the source 22 of the reference voltages. The outputs of the Comparators 19-21 connected to the input of the logic unit 23, the output of which is installed 24 alarm unit.

5 95 9

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Испытуемый 1 и эталонный 2 магнитные сердечники перемагничиваются в сложном переменном поле, представляющим собой сумму отличающихся по амплитуде и частоте переменных магнйтных полей. Намагничивающие обмотки 6 и 7 являются нагрузкой сумматора 5· Сумматор 5 содержит усилитель мощности с включенным на его входе суммирующим каскадом с регулируемыми входами, на которые подаются два синусоидальных напряжения с генератора 3 высокой частоты и генератора 4 низкой частоты. Регулируемые входы сумматора 5 обеспечивают плавную регулировку амплитуд компонент сложного поля от нуля до их максимальных значений. Последовательно с намагничивающими обмотками 6 и 7 включен образцовый резистор 8, назначение которого - создание опорных напряжений непосресредственно для формирователей 17 и 18 стробимпульсов. С дифференциально включенных измерительных обмоток 9 и 10 сигнал, пропорциональный разностной ЭДС, поступает на сигнальный вход синхронного детектора 11, управляющий вход которого подключен к выходу генератора 3 высокой частоты. Выбором фазы 'этого напряжения обеспечивают фиксирование входного высокочастотного сигнала за время, в течение которого происходит формирование нисходящей ветви частного цикла, Из полученного таким образом сигнала с помощью избирательного усилителя 12 выделяется вторая гармоника и поступает на вход блока 13 выделения огибающей, на выходе которого будет иметь место напряжение, пропорциональное разности мгновенных значений динамической обратимой проницаемости испытуемого 45 /х_ги(с) и эталонного изделий ΔΑ_Γ(ί) = Дгм(^) ~ Агэ (*)· - .Subject 1 and reference 2 magnetic cores are re-magnetized in a complex alternating field, which is the sum of magnet fields that differ in amplitude and frequency. The magnetizing windings 6 and 7 are the load of the adder 5 · The adder 5 contains a power amplifier with a summing cascade connected to its input with adjustable inputs to which two sinusoidal voltages are supplied from the high-frequency generator 3 and the low-frequency generator 4. Adjustable inputs of the adder 5 provide a smooth adjustment of the amplitudes of the components of a complex field from zero to their maximum values. Consistently with the magnetizing windings 6 and 7, an exemplary resistor 8 is included, the purpose of which is to create reference voltages directly for the formers 17 and 18 strobe pulses. With differentially switched on measuring windings 9 and 10, the signal proportional to the differential EMF is fed to the signal input of the synchronous detector 11, the control input of which is connected to the output of the high frequency generator 3. By selecting the phase of this voltage, the input high-frequency signal is fixed during the time during which the downward branch of the private cycle is formed. From the signal thus obtained using the selective amplifier 12, the second harmonic is extracted and fed to the input of the envelope extraction unit 13, the output of which will be the place of the voltage is proportional to the difference of the instantaneous values of the dynamic reversible permeability of the test 45 / x _gi (s) and reference products ΔΑ _Γ (ί) = Dgm (^) ~ Age (*) · -.

Взяв за основу выражение для ЭДС измерительной обмотки преобразователя, где при условии малости величины высокочастотного поля, проницаемость на частном цикле может быть заменена на обратимую проницаемость и выделить лишь ту часть, которая имеет место в интервале где иЦобобщенные моменты времени соответственно начала ц окончания нисходящей ветви обратимых гистерезисных циклов,Taking the expression for the EMF of the measuring winding of the transducer, where under the condition of smallness of the high-frequency field, the permeability on the private cycle can be replaced by the reversible permeability and select only the part that takes place in the interval where and Generalized times correspond to the beginning and end of the descending branch of reversible hysteresis cycles

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

5050

5555

5030 65030 6

причем - Тш£2 , где Τω - период высокочастотного поля, затем разложив полученное выражение в ряде Фурье по известной методике 5 можно получить для второй гармоники 0^^ω(ί)шНгпш ·/х (.(ОсобО-ωΕ,where ω is the period of the high-frequency field, then expanding the expression obtained in the Fourier series using the well-known method 5, we can obtain for the second harmonic 0 ^ ^ω () Н п п · · / х (.

где ι» и Нтш- круговая частота и амплитуда высокочастотного поля ;where ι »and Нтш - circular frequency and amplitude of the high-frequency field;

й и Ншй - круговая частота и амплитуда низкочастотного поля-;nd and Nsh - circular frequency and amplitude of the low-frequency field-;

- временная зависимость динамической обратимой проницаемости.- time dependence of dynamic reversible permeability.

Это выражение показывает, что огибающая второй гармоники точно повторяет форму динамической обратимой проницаемости.This expression shows that the second harmonic envelope exactly repeats the shape of the dynamic reversible permeability.

Напряжение с выхода блока 13 выделения огибающей поступает на сигнальные входы двух блоков 14 и 15 выборки, и запоминания мгновенных значений аналоговых сигналов и амплитудного детектора 16.The voltage from the output of block 13 of the envelope selection enters the signal inputs of the two blocks 14 and 15 of the sample, and the storage of the instantaneous values of the analog signals and the amplitude detector 16.

Напряжение, снимаемое с блока 14 выборки и запоминания, пропорциональ¹· но мгновенной разности динамической обратимой проницаесоти сравниваемых . сердечников 1 и 2 в момент перехода кривой намагничивающего тока через нуль. Это достигается тем, что на его управляющей вход поступает прямоугольный импульс с длительностью ΐ* =1-5 мкС, в момент времени перехода через нуль напряжения, снимаемого с образцового резистора 8, а следовательно и намагничивающего тока.The voltage taken from block 14 of sampling and memorization is proportional to ¹ · but the instantaneous difference of the dynamic reversible permeability compared to. cores 1 and 2 at the time of the transition of the magnetizing current curve through zero. This is achieved by the fact that its control input receives a rectangular pulse with a duration of мк * = 1-5 μS, at the time of zero crossing of the voltage taken from the model resistor 8, and hence the magnetizing current.

Напряжение, снимаемое с блока 15 выборки и запоминания, пропорционально разности динамических обратимых, проницаемостей в момент максимальной напряженности намагничивающего поля.The voltage removed from block 15 of sampling and memorization is proportional to the difference in dynamic reversible permeabilities at the moment of maximum intensity of the magnetizing field.

Это обеспечивается введением в структуру формирователя 18 стробимпульсов дополнительного фазозадатчика, создающего дополнительный 90-градусный сдвиг опорного напряже+ ния на входе собственно формирователя стробимпульсов.This is ensured by the introduction into the structure of the shaper 18 strobe pulses of an additional phase generator, which creates an additional 90-degree shift of the reference voltage + at the input of the strobe puller proper.

Напряжение, снимаемое с амплитуд·¹ного детектора 16, пропорционально максимальной разности мгновенных значений обратимых проницаемостей.The voltage taken from the amplitudes of the ^first detector 16 is proportional to the maximum difference of the instantaneous values of the reversible permeabilities.

Эти напряжения поступают на первыеThese voltages come in first

входы трех компараторов 19“21, наthe inputs of the three comparators 19 “21, on

915030915030

77

каждый второй вход которых поступаю^ опорные напряжения, вырабатываемые источником 22 опорных напряжений. Значения опорных напряжений должны определяться задаваемой точностью идентификации магнитных сердечников. Если указанные параметры не выходят за пределы допустимых, на выходе всех трех компараторов 19~21 появятся сигналы, логический блок 23, подключенный к их выходам, формирует сигнал на блок 24 сигнализации, который в свою очередь выдает инфор-¹· мацию о годности испытуемого изделий.each second input of which is fed ^ reference voltages produced by a source of 22 reference voltages. The values of the reference voltages should be determined by the specified accuracy of the identification of magnetic cores. If these parameters do not exceed the permissible at the output of the three comparators 19 ~ 21 will be signals, the logic unit 23 connected to their output, generates a signal to the alarm unit 24, which in turn outputs a ¹ · Infor- mation on expiry of the test articles .

При выходе хотя бы одного контролируемого параметра за пределы допустимых, логический блок 23 не срабатывает, а блок 24 сигнализации выдает Информацию о негодности испытуемого изделия.When at least one of the monitored parameter goes beyond the permissible limits, the logic unit 23 does not work, and the alarm unit 24 provides Information about the uselessness of the tested product.

Таким образом, использование в качестве намагничивающего поля сложного, например состоящего из двух гармонических компонентов, что приближает режим испытания сердечник ков к реально существующим условиям эксплуатации, например в магнитных модуляторах, а использование в качестве информативных параметров значений, обратимой динамической проницаемости, соответствующих характерным точкам динамического гистерезисного цикла, позволяет значительно повысить чувствительность, а вместе с тем и достоверность идеи-;Thus, the use of a complex, for example consisting of two harmonic components as the magnetizing field, which approximates the test mode of the cores to the actual operating conditions, for example in magnetic modulators, and the use of the reversible dynamic permeability corresponding to the characteristic points of the dynamic hysteresis cycle allows to significantly increase the sensitivity, and at the same time, the reliability of the idea;

тификации.typification.

Claims

Claim

Device for sorting magnetic cores, containing a low-frequency generator, two magnetizing windings connected after 8

with a sample resistor, measuring windings, differentially connected, two sampling and remembering units and an amplitude detector, whose outputs are connected respectively with the first inputs of the first, second and third comparators, the second inputs of which are connected to the first, second and third outputs

, 0 reference voltage source, logic unit, the first, second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the comparators, and its output is connected to the signaling unit13, and the control inputs of the first and second sampling and jamming units, respectively, through the first and second gate drivers are associated with reference resistor

^ characterized in that, in order to increase the sensitivity, a high-frequency generator, an adder, whose output is connected with magnetizing windings, is entered into it,

25a, the inputs are connected to high and low frequency generators, as well as a series-connected synchronous detector, a selective amplifier and an envelope extraction unit, the output of which is connected to the signal inputs of the sampling and memory units and the amplitude detector, the signal input of the synchronous detector is connected to the measuring windings, and its control input is connected to a high frequency generator.