RU140457U1 - DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS Download PDFInfo
- Publication number
- RU140457U1 RU140457U1 RU2014103867/28U RU2014103867U RU140457U1 RU 140457 U1 RU140457 U1 RU 140457U1 RU 2014103867/28 U RU2014103867/28 U RU 2014103867/28U RU 2014103867 U RU2014103867 U RU 2014103867U RU 140457 U1 RU140457 U1 RU 140457U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnet
- output
- magnetic field
- measuring
- correction unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
1. Устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, намагниченных с поверхности двухполюсным электромагнитом, содержащее два датчика магнитного поля с параллельными друг другу осями чувствительности, расположенные на рабочей поверхности устройства, датчики магнитного поля подключены к измерительному преобразователю и индикатор, проградуированный в единицах измерения коэрцитивной силы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цилиндрический электромагнит, расположенный под полюсом электромагнита, третий датчик магнитного поля с осью чувствительности параллельной оси электромагнита, логарифмический усилитель и блок коррекции, вход логарифмического усилителя соединен с выходом третьего датчика магнитного поля, а выход подключен к одному из входов блока коррекции, другой вход блока коррекции соединен с выходом измерительного преобразователя, а выход - с индикатором.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оба электромагнита объединены в единый блок, причем цилиндрический электромагнит расположен в центре между полюсами двухполюсного электромагнита.1. A device for measuring the coercive force of magnetic materials magnetized from the surface by a two-pole electromagnet, containing two magnetic field sensors with parallel sensitivity axes located on the working surface of the device, magnetic field sensors are connected to the measuring transducer and an indicator calibrated in units of coercive force , characterized in that it further comprises a cylindrical electromagnet located under the pole of the electromagnet, the third yes a magnetic field sensor with a sensitivity axis parallel to the axis of the electromagnet, a logarithmic amplifier and a correction unit, the input of a logarithmic amplifier is connected to the output of the third magnetic field sensor, and the output is connected to one of the inputs of the correction unit, the other input of the correction unit is connected to the output of the transmitter, and the output is with indicator 2. The device according to claim 1, characterized in that both electromagnets are combined into a single unit, with a cylindrical electromagnet located in the center between the poles of the bipolar electromagnet.
Description
Полезная модель относится к области неразрушающего контроля физико-механических свойств материалов, а именно к магнитной структуроскопии изделий из ферромагнитных материалов путем измерения их коэрцитивной силы, и может найти широкое применение в машиностроении, металлургии, техническом надзоре и других областях техники.The utility model relates to the field of non-destructive testing of the physicomechanical properties of materials, namely to magnetic structuroscopy of products from ferromagnetic materials by measuring their coercive force, and can be widely used in mechanical engineering, metallurgy, technical supervision, and other fields of technology.
Преимущественное направление применения устройств для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов (магнитных структуроскопов) - это контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса металлоконструкций грузоподъемных механизмов, трубопроводов, котлов, сосудов под давлением и т.д., а также традиционный неразрушающий контроль механических свойств металлопродукции.The preferred area of application of devices for measuring the coercive force of magnetic materials (magnetic structuroscopes) is the control of the stress-strain state and the residual life of metal structures of hoisting mechanisms, pipelines, boilers, pressure vessels, etc., as well as the traditional non-destructive control of the mechanical properties of metal products.
Известно устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов (авторское свидетельство СССР №1439513, кл. G01R 33/12, опубл. 23.11.88), содержащее намагничивающий блок, в который помещается контролируемый образец, блок съема сигнала, измерительный элемент, тиристор, управляемый резистор, диод, измерительный блок, токосъемный элемент, блок задержки, аналоговый ключ и пиковый детектор. Выход блока съема сигнала подключен к последовательно соединенным токосъемному элементу, управляющему резистору и управляющему электроду тиристора, подключенного параллельно измерительному элементу, включенному последовательно с намагничивающим блоком. Выход токосъемного элемента через последовательно соединенные блок задержки, аналоговый ключ и детектор подключен к управляющему входу управляемого резистора. Выход измерительного элемента через диод подключен к измерительному блоку, а управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом токосъемного элемента.A device for measuring the coercive force of magnetic materials (USSR author's certificate No. 1439513, class G01R 33/12, publ. 23.11.88) containing a magnetizing unit, which contains a controlled sample, a signal pickup unit, a measuring element, a thyristor, a controlled resistor , diode, measuring unit, collector element, delay unit, analog switch and peak detector. The output of the signal pickup unit is connected to a collector element connected in series, a control resistor and a thyristor control electrode connected in parallel with the measuring element connected in series with the magnetizing unit. The output of the collector element through a series-connected delay unit, an analog switch and a detector is connected to the control input of the controlled resistor. The output of the measuring element through the diode is connected to the measuring unit, and the control input of the analog switch is connected to the output of the collector element.
Недостатками этого устройства являются низкая точность и нестабильность измерений вследствие отсутствия цикла магнитной подготовки, предусмотренного ГОСТ 8.377-80 и 8.268-77, повышенное энергопотребление, отсутствие индикации результатов измерений в единицах коэрцитивной силы. Индикация результатов измерений в единицах тока размагничивания не позволяет сделать сопоставимыми результаты измерений на приборах различного типа или однотипных приборах, но на разных объектах, т.к. этот параметр не является стандартизуемым для магнитных характеристик. Он сильно различается для приборов разного типа при работе с одним и тем же контрольным образцом и сильно зависит от шероховатости поверхности контролируемого материала при измерении однотипным прибором при неизменных свойствах объекта контроля. Величина отношения чувствительности к шероховатости не постоянна для различных исполнений прибора. Собственный коэффициент чувствительности, индивидуальный для каждого прибора, затрудняет сравнение данных контроля, выполненных приборами различного типа на одном и том же материале. Кроме того, результаты измерений в значительной степени зависят от колебаний немагнитного зазора между полюсами электромагнита и поверхностью ферромагнитного объекта контроля.The disadvantages of this device are the low accuracy and instability of the measurements due to the lack of a magnetic preparation cycle stipulated by GOST 8.377-80 and 8.268-77, increased power consumption, lack of indication of the measurement results in units of coercive force. The indication of the measurement results in units of the demagnetization current does not make it possible to make comparable the measurement results on devices of various types or devices of the same type, but on different objects, because this parameter is not standardized for magnetic characteristics. It varies greatly for devices of different types when working with the same control sample and strongly depends on the surface roughness of the material being monitored when measuring with the same type of instrument with the properties of the control object being unchanged. The value of the ratio of sensitivity to roughness is not constant for different versions of the device. The own sensitivity coefficient, individual for each device, makes it difficult to compare the control data performed by devices of various types on the same material. In addition, the measurement results are largely dependent on the fluctuations of the non-magnetic gap between the poles of the electromagnet and the surface of the ferromagnetic control object.
Известно также устройство - магнитный структуроскоп (авторское свидетельство СССР №1128154, кл. C01N 27/72, опубл. 07.12.84), содержащий последовательно соединенные источник намагничивающего тока, первый коммутатор (реле), электромагнит с датчиком поля (феррозондом), последовательно соединенные второй коммутатор и аналого-цифровой преобразователь (цифровой измеритель тока), два компаратора, сигнальные входы которых соединены попарно между собой, источник опорных напряжений, выходы которого подключены к управляющим входам обоих компараторов, индикатор, первый и второй входы которого подключены (через одновибраторы и детекторы среднего значения) соответственно к выходам первого и второго компараторов, генератор тока, усилитель постоянного тока, включающий в себя формирователь сигнала управления током размагничивания и преобразователь «напряжение - ток», блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом источника намагничивающего тока, второй выход - с первым управляющим входом первого коммутатора, а третий выход подключен к управляющему входу усилителя постоянного тока и одному из входов формирователя сигнала запуска цифрового измерителя тока (АЦП), амплитудный детектор компенсационного типа, связанный своим входом с измерительной обмоткой феррозонда и первыми входами обоих компараторов, а выходом - со вторыми входами этих компараторов.A device is also known - a magnetic structuroscope (USSR author's certificate No. 1128154, class C01N 27/72, publ. 07.12.84) containing a magnetizing current source connected in series, a first commutator (relay), an electromagnet with a field sensor (flux probe), connected in series the second switch and an analog-to-digital converter (digital current meter), two comparators, the signal inputs of which are connected in pairs between each other, a reference voltage source, the outputs of which are connected to the control inputs of both comparators, an indicator a torus, the first and second inputs of which are connected (via single vibrators and average value detectors) respectively to the outputs of the first and second comparators, a current generator, a DC amplifier, which includes a demagnetizer of the demagnetization current control signal and a voltage-current converter, a control unit, whose first output is connected to the control input of the magnetizing current source, the second output is connected to the first control input of the first switch, and the third output is connected to the control input of the amplifier current signal and one of the inputs of the digital current meter (ADC) trigger signal shaper, a compensation type amplitude detector connected by its input to the flux-gate measuring coil and the first inputs of both comparators, and the output - with the second inputs of these comparators.
Недостатками этого магнитного структуроскопа являются пониженная точность и недостаточное быстродействие, что обусловлено отсутствием контура автоматического регулирования тока компенсации остаточного намагничивания, а также отсутствие индикации результатов измерений в единицах коэрцитивной силы. У него также результаты измерений в значительной степени зависят от колебаний немагнитного зазора между полюсами электромагнита и поверхностью ферромагнитного объекта контроля.The disadvantages of this magnetic structuroscope are reduced accuracy and poor performance, due to the lack of an automatic control circuit for the compensation current for residual magnetization, as well as the lack of indication of the measurement results in units of coercive force. He also has the measurement results to a large extent depend on the fluctuations of the non-magnetic gap between the poles of the electromagnet and the surface of the ferromagnetic control object.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков и принятым за прототип является устройство (патент РФ 108639, кл. G01R 33/12, опубл. 20.09.2011) для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, намагниченных с поверхности двухполюсным электромагнитом, содержащее два датчика магнитного поля с параллельными друг другу осями чувствительности, расположенные на рабочей поверхности устройства, датчики магнитного поля подключены к измерительному преобразователю и индикатору, проградуированному в единицах измерения коэрцитивной силыThe closest device of the same purpose to the claimed utility model in terms of features and adopted as a prototype is a device (RF patent 108639, class G01R 33/12, published September 20, 2011) for measuring the coercive force of magnetic materials magnetized from the surface by a bipolar electromagnet, containing two magnetic field sensors with sensitivity axes parallel to each other, located on the working surface of the device, magnetic field sensors are connected to the measuring transducer and indicator, graduated in units of measurement of the coercive force
Основным недостатком этого устройства является наличие большой погрешности измерений, обусловленной значительными колебаниями немагнитного зазора между полюсами электромагнита и контролируемой поверхностью ферромагнитного объекта контроля.The main disadvantage of this device is the presence of a large measurement error due to significant fluctuations in the non-magnetic gap between the poles of the electromagnet and the controlled surface of the ferromagnetic control object.
Заявляемым устройством решается задача существенного повышения точности измерений при больших изменениях немагнитного зазора между полюсами электромагнита и контролируемой поверхностью ферромагнитного объекта контроля.The inventive device solves the problem of significantly improving the accuracy of measurements with large changes in the non-magnetic gap between the poles of the electromagnet and the controlled surface of the ferromagnetic control object.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, содержащее два датчика магнитного поля с параллельными друг другу осями чувствительности, расположенные на рабочей поверхности устройства, которые подключены к измерительному преобразователю и индикатор, проградуированный в единицах измерения коэрцитивной силы, дополнительно содержит цилиндрический электромагнит, расположенный под полюсом электромагнита, третий датчик магнитного поля с осью чувствительности параллельной оси электромагнита, логарифмический усилитель и блок коррекции, вход логарифмического усилителя соединен с выходом третьего датчика магнитного поля, а выход блока коррекции подключен к одному из входов блока коррекции, другой вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя, а выход - с индикатором.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that the device for measuring the coercive force of magnetic materials, containing two magnetic field sensors with axes of sensitivity parallel to each other, located on the working surface of the device, which are connected to the measuring transducer and an indicator calibrated in units of coercive force, additionally contains a cylindrical electromagnet located under the pole of the electromagnet, a third magnetic about the field with the sensitivity axis parallel to the axis of the electromagnet, the logarithmic amplifier and the correction unit, the input of the logarithmic amplifier is connected to the output of the third magnetic field sensor, and the output of the correction unit is connected to one of the inputs of the correction unit, the other input of which is connected to the output of the measuring transducer, and the output is with indicator.
В устройстве оба электромагнита могут быть объединены в единый блок, при этом цилиндрический электромагнит располагается в центре между полюсами двухполюсного электромагнита.In the device, both electromagnets can be combined into a single unit, while a cylindrical electromagnet is located in the center between the poles of a bipolar electromagnet.
В предложенном устройстве высокая точность достигается введением цилиндрического электромагнита с третьим датчиком магнитного поля и специальным алгоритмом обработки его сигнала, который будет пояснен ниже.In the proposed device, high accuracy is achieved by introducing a cylindrical electromagnet with a third magnetic field sensor and a special algorithm for processing its signal, which will be explained below.
Сущность полезной модели поясняется чертежом на котором представлена функциональная схема устройства для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов.The essence of the utility model is illustrated by the drawing which shows a functional diagram of a device for measuring the coercive force of magnetic materials.
Устройство состоит из двухполюсного электромагнита 1, цилиндрического электромагнита 2, трех датчиков 3, 4, 5 магнитного поля, измерительного преобразователя 6, логарифмического усилителя 7, блока 8 коррекции и индикатора 9. Датчики 3 и 4 магнитного поля расположены под полюсами двухполюсного электромагнита 1, а датчик 5 магнитного поля закреплен под полюсом цилиндрического электромагнита 2. Выходы датчиков 3 и 4 магнитного поля подключены непосредственно к входам измерительного преобразователя 6, выход датчика 5 магнитного поля соединен с одним из входов блока 8 коррекции через логарифмический усилитель 7. Другой вход блока 8 коррекции подключен к выходу измерительного преобразователя 6, а выход - соединен с индикатором 9.The device consists of a
Работает устройство следующим образом. Сначала объект контроля намагничивается с помощью цилиндрического электромагнита 2. При этом значение индукции магнитного поля в зазоре между полюсом элетромагнита 2 и ферромагнитной поверхностью контролируемого объекта определяется величиной этого зазора и с его ростом убывает по экспоненциальному закону. Значение индукции измеряется датчиком 5 магнитного поля, и сигнал с его выхода через логарифмический усилитель 7 поступает на вход блока 8 коррекции, где его величина запоминается. Затем объект контроля намагничивается с помощью двухполюсного электромагнита 1. Сигналы с выходов датчиков 3 и 4 магнитного поля передаются в измерительный преобразователь 6, где происходит их преобразование в сигнал пропорциональный коэрцитивной силе. Сигнал на выходе преобразователя 6 зависит от величины немагнитного зазора между полюсами электромагнита 1 и ферромагнитной поверхностью объекта контроля. Для устранения этой зависимости сигнал с выхода измерительного преобразователя 6 поступает в блок 8 коррекции, где производится его преобразование в значение коэрцитивной силы HС по формуле:The device operates as follows. First, the control object is magnetized using a
, ,
где HИ - значение коэрцитивной силы, полученное в измерительном преобразователе 6;where H And is the value of the coercive force obtained in the
k - константа, значение которой получена при настройке устройства;k is a constant, the value of which is obtained when configuring the device;
- величина выходного напряжения, хранящаяся в памяти блока 8 коррекции логарифмического усилителя 7 при отсутствии зазора; - the magnitude of the output voltage stored in the memory of
- выходное напряжение логарифмического усилителя 7 в процессе измерений. - the output voltage of the
Значения k и определяются и записываются в память блока 8 коррекции один раз при настройке устройства с использованием ферромагнитной пластины с ровной чистой поверхностью и диэлектрической пластины толщиной, соответствующей максимально допустимому зазору.K and are determined and recorded in the memory of the
Коэффициент k рассчитывается следующим образом. Измерительный преобразователь 6 устанавливается на настроечный образец, представляющий собой ферромагнитную пластину с чистой ровной поверхностью. Далее производится измерение HC и . После этого между настроечной пластиной и измерительным преобразователем 6 устанавливается диэлектрическая пластина, толщина которой соответствует максимальному рабочему зазору. Производится измерение HИ и The coefficient k is calculated as follows. The
Константа к после этого вычисляется по формуле:The constant k is then calculated by the formula:
. .
Оба электромагнита могут быть изготовлены как отдельными блоками и при измерениях поочередно устанавливаться на контролируемый объект, так и могут быть объединены в единый блок, причем цилиндрический магнит располагается в центре между полюсами двухполюсного электромагнита.Both electromagnets can be made as separate blocks and, when measured, can be installed on a controlled object in turn, and can be combined into a single unit, with a cylindrical magnet located in the center between the poles of a two-pole electromagnet.
Таким образом для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано и изложено в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления.Thus, for the claimed device in the form as it is described and described in the formula of the utility model, the possibility of its implementation is confirmed.
Преимущество полезной модели состоит в том, что возможность реализации предлагаемого устройства для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов существенно повышает точность и достоверность результатов измерений за счет существенного расширения диапазона допустимых значений зазора между электромагнитом и контролируемой поверхностью. Это позволяет осуществлять магнитную структуроскопию различных объектов, таких, например, как трубопроводы, без снятия защитного покрытия.The advantage of the utility model is that the possibility of implementing the proposed device for measuring the coercive force of magnetic materials significantly increases the accuracy and reliability of the measurement results by significantly expanding the range of acceptable values of the gap between the electromagnet and the controlled surface. This allows magnetic structuroscopy of various objects, such as, for example, pipelines, without removing the protective coating.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103867/28U RU140457U1 (en) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103867/28U RU140457U1 (en) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU140457U1 true RU140457U1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50630151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103867/28U RU140457U1 (en) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU140457U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173646U1 (en) * | 2017-02-21 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук | MAGNETIC STRUCTURE SCOPE |
RU202681U1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-03-02 | Владимир Анатольевич Захаров | MAGNETIC STRUCTUROSCOPE |
CN112525982A (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-19 | 湖南航天磁电有限责任公司 | Detection method of permanent magnetic ferrite pre-sintered material |
-
2014
- 2014-02-04 RU RU2014103867/28U patent/RU140457U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173646U1 (en) * | 2017-02-21 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук | MAGNETIC STRUCTURE SCOPE |
RU202681U1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-03-02 | Владимир Анатольевич Захаров | MAGNETIC STRUCTUROSCOPE |
CN112525982A (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-19 | 湖南航天磁电有限责任公司 | Detection method of permanent magnetic ferrite pre-sintered material |
CN112525982B (en) * | 2020-12-23 | 2023-04-18 | 湖南航天磁电有限责任公司 | Detection method of permanent magnetic ferrite pre-sintered material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101131314B (en) | Nondestructive thickness measuring method for nickel coat on Fe substrate | |
SU973040A3 (en) | Method and apparatus for measuring parameters of mechanical load on ferromagnetic body | |
CN106290553A (en) | A kind of electromagnetic transducer system of novel detection defect in rope | |
RU140457U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS | |
Yang et al. | A new compact fluxgate current sensor for AC and DC application | |
US4647856A (en) | Method and apparatus for determining mechanical properties of articles by pulse magnetic methods | |
CN104345216A (en) | Method and device for measuring specific resistance and 28-day strength of cement | |
US10884076B2 (en) | MI magnetic field sensor | |
CN109061261B (en) | Strong magnetic electricity stealing prevention method with compensation metering | |
Liu et al. | A high precision proton magnetometer based on a multi-channel frequency measurement | |
RU87530U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE COERCITIVE FORCE OF MAGNETIC MATERIALS | |
RU66545U1 (en) | NICKEL COATING THICKNESS THICKNESS | |
RU173646U1 (en) | MAGNETIC STRUCTURE SCOPE | |
Zhang et al. | A novel micro-magnetic sensor based on GMI effect | |
SU125616A1 (en) | Apparatus for determining the magnetization reversal coefficient of specimens of magnetic materials | |
RU2805248C1 (en) | Device for measuring the magnetic characteristics of a ferromagnet | |
Liren et al. | Magnetic performance measurement and mathematical model establishment of main core of magnetic modulator | |
RU2421748C2 (en) | Test method of products from magnetically soft materials | |
Pala et al. | Effect of measurement conditions on Barkhausen noise parameters | |
RU2775396C2 (en) | Device for monitoring stress-strain state of metal strcutures | |
RU2533347C1 (en) | Device for independent recording of pulse magnetic field | |
SU144546A1 (en) | Magnetometer | |
RU108639U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE COERCITIVE FORCE OF FERROMAGNETIC PRODUCTS | |
RU2186381C1 (en) | Device measuring coercive force of magnetic materials | |
US2236287A (en) | Method of and apparatus for measuring surges |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140704 |