SU1128154A1 - Магнитный структуроскоп - Google Patents

Abstract

МАГНИТНЬШ СТРУКТУРОСКОП, содержащий последовательно соединенные источник намагничивающего тока, реле и электромагнит, феррозонд, последовательно соединенные коммутатор , источник опорного напр жени  и компаратор, второй компаратор, подключенный к второму выходу- источника опорного напр жени , и регистратор, подключенный к. второму выходу коммутатора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и быстродействи , он снабжен амплитудным детектором, включенным мелщу выходом феррозонда и вторыми входами первого и второго компараторов, последовательно соединенными первым одновибратором, вторым детектором, формирователем сигнала запуска, ключом и цифровым измерителем тока, подключенными к выходу первого компаратора, последовательно соединенными вторым одновибратором и третьим детектором,включенными между выходом, второго компаратора и вторым входом регистратора , последовательно соединенными формирователем сигнала управлени  TOKQM размагничивани  и преобразователем напр жение - ток, включенными между вторым . выходом первого компаратора и измерительным входом цифрового измерител .тока, генератором . тока, подключенным к измерительному . входу цифрового измерител  токами бло-й ком управлени , подключенным соответственно к вторым входам неточна-, f/l ка намагничивающего тока, реле,формировател  сигнала управлени  током, размагничивани  и формировател  сигнала запуска, причем второй выход феррозонда подключен к третьим входам первого и второго компараторов, выход второго детектора - к третьему входу регистраторау управл ющий вход ключа - к выходу крммутатора, выход преобразовател  напр жение-ток к третьему входу реле, а третий вход формирова тел  сигнала управлени  .током размагничивани  - к третьему выходу коммутатора.

Description

111 Изобретение относитс  к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл  неразрушак цего контрол  качества термической и химикотгтермической обработки ,, твердости и других физико-механических свойств, имеющих корре- л ционную св зь с коэрцитивной силой или с намагниченностью материала контролируемого объекта. Известно устройство, используемое дл  контрол  структуры после различных видов термообработки, содержащее источник намагничивающего тока, электромагнит, соединенный своими обмотками с источником н амагничивающего тока, последовательно соединенные феррозонд и фазочувствительный из меритель, коммутатор и регистратор Clj Однако это устройство не обеспечивает высокопроизводительного контро из-за недостаточного быстродействи  при этом используют только один информативный параметр - коэрцитивную силу. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  ма нит ньй структуроскоп, соде1)жащий последовательно соединенные источник намагничиванщего тока, реле и электромагнит, феррозонд, последовательно Соединенные коммутатор. Источник опорного напр жени  и компаратор , второй компаратор, подключенньй ко второму выходу источника опорного напр жени  и регистратор, подключенный ко второму выходу комм , татораГ2 |. Однако использование в известном устройстве фазочувствительного измерител , содержащего выпр мительные элементы, а также наличие собственной КОЗР1ЩТИВНОЙ силы магнитрпровода электромагнита обуславл вают недостаточную чувствительность при контроле изделий из магнитном гких материалов. Кроме того, включение перед компараторами интегрирующего звена сни жает быстродействие устройства в ре мё разбраковки, изделий по схеме годна -брак. Целью изобретени   вл етс  повыш ние чувствительности и быстродейств контрол . Поставленна  цель достигаетс  .тем, что магнитный ;.структуроскоп, содержащий цоследовательно соединен 4 ные источник намагничивающего тока, реле и электромагнит, феррозонд, последовательно соединенные коммутатор, источник опорного напр жени  и компаратор , второй компаратор, подключенный к второму выходу источника опорного напр жени , и регистратор, подключенный к второму выходу коммутатора, снабжен амплитудным детектором, включенным между выходом феррозонда и вторыми входами первого и второго компараторов , последовательно соединенными первым одновибратором, вторым детектором , формирователем сигнала за- . пуска, ключом и цифровым измерителем тока,, подключенными к выходу первого компаратора, последовательно соединенными вторым одновибратором и третьим детектором, включенными между выходом второго компаратора и вторым входом регистратора, .последовательно соединенными формирователем сигнала управлени  током размагничивани  и преобразователем напр жение - ток, включенными между вторым выходом первого компаратора и измерительным входом цифрового иэмерИ тел  тока, генератором, тока, подключенным к измерительному входу цифровогоизмерител  тока, и блоком управлени , подключенным соответственно к вторым входам источника намагничивак цего тока, реле, формировател  сигнала управлени  током размагничивани  и формировател  сигнала . запуска, причем второй вькод феррозонда подключен к третьим входам первого и второго компараторов, выход второго детектора - к третьему входу регистратора, управл ющий вход ключа - к выходу коммутатора, выход преобразовател  напр жение - ток - к. третьему входу реле, а третий вход формировател  сигнала управлени  током размагничивани  - к третьему выходу коммутатора. На чертеже приведена структурна  схема магнитного структуроскопа. Структуроскоп содержит источник 1 намагничивакнцего тока, электромагнит 2, феррозонд 3, соединенный своими обмотками 4 с контактами реле 5, амплитудный детектор 6 компенсационного типа, св занный своим входом с Измерительной обмоткой феррозонда 3 и с третьими входами компараторов 7 и 8, а выходом - со вторыми входами этих компараторов, одновибраторы 31 9 и 10, подключенные своими входами к выходам соответственно компараторов 7 и 8, а выходами - к входам соответственно детекторов 11 и 12 среднего значени , св занных своими выходами с-сигнальными входами регистратора 13, источник 14 опорного напрйжени , выходы которого соеди нены-с соответствующими первыми вхо,дами компараторов 7 и 8, формирователь 15сигнала упраЕ/лени  током раз магничивани , присоединенный сигналь ным входом к выходу компаратора 8, а своим выходом - к входу преобразовател  16 напр жение-ток, соединен ного своим выходом с выходом генератора 17 тока, с измерительным входом цифрового, измерител  18 тока и с контактами реле 5, формирователь 1 сигнала запуска цифрового измерител  18 тока, св занный первым и вторы своими входами соответственно с выходом детектора 12 среднего значени  и вторым управл ющим входом формировател  15 сигнала управлени  током размагничивани , блок 20 управлени , соединенный с источником t намагничи вающего тока, обмоткой реле 5 и вто;рым управл ющим входом формировател  ;15 сигнала управлени  током размагни чивани , а также коммутатор 21, соединенньй с управл ющими входами, регистратора 13, источника 14 опорного напр жени , ключа 22 и с третьим вхо дом формировател  15 сигнала управлени  током размагничивани . Структуроскоп работает следующим образом. Коммутатором 21 задаетс  один из двух предусмотренных режимов работы структуроскопа: Контроль по козрцет ной силе либо Контроль по намагниченности .В режиме контрол  по коэрцетивной силе коммутатор 21 отключает выходные напр жени  источника 14 опорного напр жени , блокирует работу регистратора 13, замыкает ключ 22, подает сигнал разрешени  логической единицы на второй вход формировател  15. После установки электромагнита 2 на контролируемую деталь блок 20 управлени  включает реле 5, которое , контактами подсоедин ет обмот ки 4 электромагнита к источнику 1 намагничивающего тока, подает сигнал блокировки на второй вход формировател  15 и сигнал разрешени  на фор44 мирователь 19. При-этом на выходе формировател  19 действует сигнал логической единицы, который поступает через замкнутый ключ 22 на управл ющий вход цифрового измерител  18 тока и обеспечивает его работу в режиме внутреннего автоматического запуска. Одновременно с включением реЛе 5 через.обмотки 4 электромагнита формируютс  источником 1 импульсы тока , намагничивающие.контролируемое изделие. После завершени  формировани  импульсов намагничивающего тока реле 5 обесточиваетс , подключа  обмотки 4 электромагнита 2 к выходу преобра- . зоват л  t6 напр жение-ток. Одновременно с этим включаетс  возбуждение феррозонда 3 и раз ло кируетс  формирователь 15 сигнала управлени  током размагничивани . , Включение тока возбуждени  феррозонда вызывает по вление на входе амплитудного детектора 6 разнопол рного переменного напр жени , разность положительной и отрицательной амплитуд которого пропорциональна величине остатс чной намагниченности контролируемого издели . . Измерительна  обмотка феррозонда 3 подключена ко входу амплитудного детектора 6 таким образом, чтобы формируемое на выходе амплитудного детектора посто нное напр жение повтор ло меньшее по модулю амплитудное значение входного сигнала. В процессе размагничивани  контролируемого издели  меньша  по модулю амплитуда возрастает,-а больша  убывает , а их .полное вьфавниван.че цос т гаетс  в момент обращени  в нуль остаточной намагниченности в магнитной цепи электромагнита.. Таким образом, амплитудный детектор преобразует в посто нное иапр жение возрастающее в процессе размагничивани  амплитудное значение входного сигнала, что ;обуславливает его весьма высокое быстродействие. Компара.торы 7 и 8 преобразуют разность амплитуд сигнала феррозонда 3 в последовательность пр моугольных импульсов посто нной амплитуды длительность которых уменьшаетс  по мере уменьшени  разности амплитуд. Выходные импульсы компараторов преобразуютс  одновибраторами 9 и 10 в импульсы посто нной длитепьности , которые, в свою очередь, преобразуютс  в посто нное напр жение детекторами, среднего значени  11 и 12. С выхода компаратора 8 импульсы поступают на вход формировател  15, в котором формируетс  на ,пр жение, пропорциональное полю размагничивани . С помощью преобразовател  16 напр жение преобразуетс  в ток размагничивани , подаваемый через контакты реле 5 в обмотки электромагнита 2 и измер емый цифровым измерителем 18 тока. В момент,, когда остаточна  намагниченность в магнитной цепи, образованной контролируемым изделием и маг нитопроводом электромагнита, обращаетс  в нуль, амплитуды выходного сигнала феррозонда 3 выравниваютс , импульсы на выходе компаратора.исчезают , нарастание напр жени  на вых де формировател  15 прекращаетс , исчезает напр жение на выходе де ,текторов среднего значени . Исчезновение выходного напр жени  детектора 12 приводит к формированию , сигнала на выходе формировател  19 сигнала запуска -цифрового измери тел  тока. Этот сигнал, поступа  через замк тый ключ 22 на управл ющий вход циф рового измерител  18, переводит его в режим запоминани  значени  тока. соответствующего моменту исчезновени  остаточной намагниченности ко ролируемого издели  и пропорционал ного его коэрцетивной силе. Одновременно с этим выходной сиг нал формировател  19 и показание цифрового измерител  в цифровом код подаютс  на выходной разъем струк- турвскопа дл  ввода в цифровые устройства обработки данньк. Нажатием кнопки Сброс блока 20 управлени  последний возвращаетс  в исх:одное состо ние, сбрасыва  ток размагничивани  до нул , блокиру  третий вход формировател  15 и перевод  вновь в режим внутреннего автоматического запуска цифровой измеритель 18 тока. В режиме контрол  по нанагниченности-коммутатором 21 .включаютс  выходные напр жени  источника 14 оп ного напр жени ,подаетс  сигнал раз решени  на регистратор 13,. размыкае с  ключ 22, что обуславливает рабо1 546 18 в режиме ту цифрового измерител  непрерывного измерени  тока, и подачей сигнала логического нул  перевбдитс  в режим формировани  посто нного выходного напр жени  формирователь 15 сигнала управлени  током размагничивани . В этом режиме с выхода формировател  15 на преобразователь 16 подаетс  посто нное напр жение, ве .пичину которого можно регулировать в процессе контрол . При установке электромагнита на эталонное изделие с номинальным значением контролируемого параметра в формирователе 15 устанавливаетс  такое значение тока размагничи- . вани ,,при котором исчезают импульсы на выходах компараторов 7 и 8, о чем свидетельствует показание Норма регистратора 13. В этом положении цифровой измеритель 18 отображает значение размагничивающего тока, процорциональНОГ9 коэрцетивной силе эталонного издели  с номинальным значением контролируемого параметра. Описанна  установка размагничивающего тока по номинальному эталону производитс  при нулевьгх значени х напр жений поступающих на входы KQMдараторов с источника 14 опорного напр жеии ,, что обеспечиваетс  переменными резисторами (не показаны), включенными на выходах источника опорного напр жени  с целью регулировани  уровн  напр жени . С./помощью этих резисторов по эталонным издели м с верхним и нижним допустимыми значени ми контролируемых параметров выставл ютс  напр жени , соответствующие верхней (на входе компаратора 7) и нижней (на входе компаратора 8) границам зоны годности . . Если значение контролируемого параметра превышает верхнее допустимое значение, то одновременно на выходах двух компараторов по вл етс  : импульсный сигнал, что классифицируетс  регистратором 13 как Больше нормы. Отсутствие сигнала на вькодах компараторов свидетельствует о выходе контролируемого параметра за нижний допустимый предел, при этом регистратор сигнализирует Меньше нормы.

7II

С помощью генератора 17 тока в обмотках электромагнита создаетс  посто нный ток смещени , компенсирующий коэрцетивную силу магнитопровода электромагнита, что способствует пОвьшению чувствительности структуроскопа при контроле изделий из магнитно-м гких материалов, коэрцетив на  сила которых может оказатьс  соизмеримой с коэрцетивной силой магнитопровода электромагнита.

548

Магнитный структуроскоп позвол ет производить контроль как по коэрцетивной силе, так и по величине остаточной намагниченности издели , приэ том результат контрол  фиксируетс  автоматически.

Структуроскоп позвол ет отыковать его с мини-ЭВМ, с целью обработки результатов контрол  и получени  комплексных показателей качества контролируемой, продукции.

Claims (1)

1. МАГНИТНЫЙ СТРУКТУРОСКОП, ^: содержащий последовательно соединенные источник намагничивающего тока, реле и электромагнит, феррозонд, последовательно соединенные коммутатор, источник опорного напряжения и компаратор, второй компаратор, подключенный к второму выходу· источника опорного напряжения, и регистратор, подключенный к. второму выходу коммутатора, отличающийся' тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, он снабжен амплитудным детектором, включенным между выходом феррозонда и вторыми входами первого и второго компараторов, последовательно соединенными первым одновибратором, вторым детектором, формирователем сиг нала запуска, · ключом и цифровым измерителем тока, подключенными к выходу первого компаратора, последовательно соединенными вторым одновибратором и третьим детектором,включенными между выходом второго компаратора и вторым входом регистратора, последовательно соединенными формирователем сигнала управления током размагничивания и преобразователем напряжение - ток, включенными между вторым . выходом первого компаратора и измерительным входом цифрового измерителя.тока, генератором. тока, подключенным к измерительному . входу цифрового измерителя тока, и 6j ком управления,; подключенным соответственно к вторым входам источника намагничивающего тока, реле,фор мирователя сигнала управления током. размагничивания и формирователя сигнала запуска, прйчем второй выхоц феррозонда подключен к третьим входа первого и второго компараторов, выход второго детектора - к третьему входу регистратора^ управляющий вхор ключа - к выходу крммутатора, выход преобразователя напряжение-ток к третьему входу реле, а третий вход формирователя сигнала управле ния током размагничивания - к третьему выходу коммутатора.

   1 11281