RU2629920C1 - Steel phase composition control member - Google Patents

Steel phase composition control member Download PDF

Info

Publication number
RU2629920C1
RU2629920C1 RU2016118520A RU2016118520A RU2629920C1 RU 2629920 C1 RU2629920 C1 RU 2629920C1 RU 2016118520 A RU2016118520 A RU 2016118520A RU 2016118520 A RU2016118520 A RU 2016118520A RU 2629920 C1 RU2629920 C1 RU 2629920C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
voltage
winding
measurement
microcontroller
Prior art date
Application number
RU2016118520A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Каблов
Владислав Сергеевич Шитиков
Алексей Дмитриевич Кадосов
Татьяна Дмитриевна Павлова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2016118520A priority Critical patent/RU2629920C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2629920C1 publication Critical patent/RU2629920C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the devices that are destined for automatically controlled express-testing of the iron-base alloy compositions, more specifically on the basis of the ferritic phase content in different grades of steel in the casting and, first and utmost, in the steel tests and calibration samples. The steel phase composition control member comprises an alternating current power supply, composed of a sine-wave oscillator and an alternating current amplifier, a unit, recording the measurement result, and a current-sensing device. According to the invention, the device additionally comprises an indicator that represents the measurement result, a microcontroller responsible for the sine-wave oscillator and the recording the measurement result unit that permits the implementation of the digital signal processing functions, the data record function, the displaying the data on the indicator function and the data transfer function. In the capacity of the alternating potential amplifier, the solitary power amplifier is used. It represents the cascade connection of the voltage amplifier, the operating member of which is the operational amplifier, and the cascade on the complementary transistored assemblage, the power supply of which is plugged into the rectifiers ±25 B outlets. The power amplifier inlet is attached to the microcontroller digital-analog converter outlet and the outlet to the drive winding of the primary transducer, whereupon, the primary transducer represents the drive winding and the measurement winding that are placed coaxially. Moreover, the measurement winding outlet is attached to the prime amplifier. The reducing transformer, the secondary windings of which are attached to the voltage rectifiers ±25 B inlets, the constant-voltage regulator +3.3 B and +5 B, the inlets of which are attached to the voltage rectifier +25 B outlet, the solitary prime amplifiers of the range from the current-sensing device and of the range from the measurement winding, the outlets of which are attached to the current-sensing device and to the measurement winding respectively, and the outlets to two channels of the analog-to-digital coder of the microcontroller, are also used in the capacity of the alternating potential amplifier.
EFFECT: growth of the reliability and credibility of the automated measurement of the ferritic phase content in the sample or test specimen, the ferritic phase measurement uncertainty is lower.
2 cl, 1 dwg

Description

Данное изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к устройствам, предназначенным для автоматизированного экспресс-контроля состава сплавов на основе железа, а именно содержания ферритной фазы в различных марках стали при литье и, прежде всего, в стальных пробах и калибровочных образцах.This invention relates to non-destructive testing of metals and alloys, and in particular to devices designed for automated express control of the composition of iron-based alloys, namely, the content of the ferritic phase in various grades of steel during casting and, primarily, in steel samples and calibration samples.

Известно техническое решение (RU 2150121, G01R 33/12, G01N 27/72, опубл. 27.05.2000), в котором раскрыт ферритометр, состоящий из датчика и вторичного прибора. Датчик состоит из поплавка, в который вставлен магнит в виде стержня, на периферии магнита расположено железное кольцо, при этом поплавок расположен в герметичном корпусе из немагнитного материала. Снаружи герметичного корпуса расположена катушка, которая, взаимодействуя с железным кольцом, создает силу, отрывающую магнит от образца. Оторвавшийся от образца магнит через корпус из немагнитного материала замыкает контакт, соединенный со вторичным прибором. Вторичный прибор фиксирует ток отрыва магнита от образца.A technical solution is known (RU 2150121, G01R 33/12, G01N 27/72, publ. 05.27.2000), in which a ferritometer consisting of a sensor and a secondary device is disclosed. The sensor consists of a float, in which a magnet in the form of a rod is inserted, an iron ring is located on the periphery of the magnet, while the float is located in a sealed housing made of non-magnetic material. Outside the sealed housing is a coil, which, interacting with the iron ring, creates a force that breaks the magnet from the sample. A magnet detached from the sample through a body of non-magnetic material closes the contact connected to the secondary device. The secondary device captures the magnet separation current from the sample.

Устройство работает следующим образом. Постоянный магнит датчика прикладывается к поверхности металла измеряемого образца. Нажатием кнопки на вторичном приборе запускается счетчик, считающий поступающие от генератора импульсы. Результат счета отображается на индикаторе вторичного прибора и поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Показания счетчика плавно возрастают во времени. В соответствии с этим плавно возрастает напряжение на входе преобразователя и соответственно ток на выходе усилителя. Этот плавно возрастающий ток увеличивает крутящий момент на рамке, связанной с постоянным магнитом датчика. Так продолжается до тех пор, пока магнит не оторвется от поверхности измеряемого образца. При этом срабатывает геркон и останавливает счетчик. На индикаторе прекращается нарастание цифровых показаний на уровне процентного содержания ферритной фазы в образце. Установление соответствий показаний устройства (тарировка) шкале процентного содержания феррита в данном классе сталей осуществляется путем подбора соответствующего коэффициента усиления усилителя. При этом ручка регулировки коэффициента усиления может иметь градуировку позиций, соответствующих классам сталей, измеряемым устройством. При последующем нажатии кнопки счетчик сбрасывается на ноль и начинает снова считать импульсы от генератора.The device operates as follows. A permanent sensor magnet is applied to the metal surface of the sample being measured. By pressing a button on the secondary device, a counter is started, which counts the pulses coming from the generator. The result of the count is displayed on the indicator of the secondary device and fed to the digital-to-analog converter (DAC). The counter readings gradually increase in time. In accordance with this, the voltage at the input of the converter increases smoothly and, accordingly, the current at the output of the amplifier. This smoothly increasing current increases the torque on the frame associated with the permanent magnet of the sensor. This continues until the magnet comes off the surface of the measured sample. In this case, the reed switch trips and stops the counter. The indicator stops the increase in digital readings at the level of the percentage of ferritic phase in the sample. The correspondence of the device readings (calibration) to the scale of the percentage of ferrite in this class of steels is established by selecting the appropriate gain of the amplifier. In this case, the gain control knob can have a graduation of positions corresponding to the steel classes measured by the device. When the button is pressed again, the counter is reset to zero and starts counting pulses from the generator again.

Существенным недостатком известного технического решения является неоднородность и ограниченность в пространстве магнитного поля, создаваемого датчиком, подведенным к исследуемому образцу. При этом погрешность измерения определяется местоположением датчика на поверхности образца.A significant drawback of the known technical solution is the heterogeneity and limited space of the magnetic field created by the sensor, brought to the sample under study. In this case, the measurement error is determined by the location of the sensor on the surface of the sample.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство для экспресс-испытания изделий из листовой электротехнической стали (патент RU 2434237 C1, G01R 33/00, G01R 33/12, опубл. 20.11.2011). Устройство предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания изделий из листовой электротехнической стали. Заявляемое устройство и устройство-прототип основаны на индукционном методе измерения магнитных свойств объекта контроля. Разница между объектами контроля данных устройств выражается в различных системах создания и измерения параметров магнитного поля в объекте контроля.The closest analogue adopted for the prototype is a device for the rapid testing of products from sheet electrical steel (patent RU 2434237 C1, G01R 33/00, G01R 33/12, published on November 20, 2011). The device is designed to measure the dynamic hysteresis loop and the main magnetization curve of products made of sheet electrical steel. The inventive device and the prototype device are based on the induction method of measuring the magnetic properties of the test object. The difference between the control objects of these devices is expressed in various systems for creating and measuring magnetic field parameters in the control object.

В предлагаемом устройстве измерения осуществляются абсолютным методом (в отличии от дифференциального в прототипе), измерения осуществляются по напряжению на измерительной обмотке при стабилизации тока, блоки устройств, схожие по функциональному назначению (такие, как генератор, усилитель и датчик тока), имеют принципиально различную схемотехническую реализацию, в предлагаемом устройстве присутствует микроконтроллер, позволяющий осуществить при необходимости сбор и передачу информации на компьютер, а также в предлагаемом устройстве присутствует индикатор для вывода измерительной информации.In the proposed device, the measurements are carried out by the absolute method (in contrast to the differential in the prototype), the measurements are carried out according to the voltage on the measuring winding during stabilization of the current, the device blocks, similar in functionality (such as a generator, amplifier and current sensor), have a fundamentally different circuit design implementation, in the proposed device there is a microcontroller that allows, if necessary, to collect and transmit information to a computer, as well as in the proposed device An indicator for the output of measurement information.

Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства, построенного на современной элементной базе, обладающего диапазоном измерения, не хуже существующих аналогов, позволяющего сохранять, обрабатывать и передавать данные по цифровым интерфейсам.An object of the present invention is to provide a device based on a modern elemental base, having a measuring range no worse than existing analogs, which allows storing, processing and transmitting data via digital interfaces.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности автоматического измерения содержания ферритной фазы в образце или пробе, обеспечение погрешности измерения ферритной фазы в пределах ±3%.The technical result of the present invention is to increase the reliability and reliability of the automatic measurement of the content of the ferritic phase in the sample or sample, ensuring the measurement error of the ferritic phase within ± 3%.

Поставленный технический результат достигается в устройстве контроля фазового состава стали, содержащего источник переменного тока, состоящий из генератора синусоидального напряжения и усилителя переменного напряжения, блок, регистрирующий результат измерения и датчик тока, при этом устройство дополнительно содержит индикатор, отображающий результат измерения, микроконтроллер, выполняющий функции генератора синусоидального напряжения и блока, регистрирующего результат измерения, позволяющий реализовать функции цифровой обработки сигналов, записи данных, их вывода на индикатор и передачи данных, при этом в качестве усилителя переменного напряжения используется отдельный усилитель мощности, представляющий собой каскадное включение усилителя напряжения, управляющим элементом которого является операционный усилитель, и каскада на комплементарных транзисторных сборках, питание которого подключено к выходам выпрямителей ±25 В, вход усилителя мощности подключен к выходу цифроаналогового преобразователя микроконтроллера, а выход к обмотке возбуждения первичного преобразователя, при этом первичный преобразователь представляет собой обмотку возбуждения и измерительную обмотку, расположенные коаксиально, причем выход измерительной обмотки подключен к предварительному усилителю, понижающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к входам выпрямителей напряжения ±25 В, стабилизаторы напряжения +3,3 В и +5 В, входы которых подключены к выходу выпрямителя напряжения +25 В, отдельные предварительные усилители сигнала с датчика тока и сигнала с измерительной обмотки, входы которых подключены соответственно к датчику тока и измерительной обмотке, а выходы к двум каналам аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.The technical result achieved is achieved in a device for monitoring the phase composition of steel, which contains an alternating current source, consisting of a sinusoidal voltage generator and an alternating voltage amplifier, a unit that records the measurement result and a current sensor, while the device additionally contains an indicator that displays the measurement result, a microcontroller that performs the functions a sinusoidal voltage generator and a unit that records the measurement result, allowing to realize the functions of digital processing signals, data recording, their output to the indicator and data transfer, while a separate power amplifier is used as an AC amplifier, which is a cascade connection of a voltage amplifier, the control element of which is an operational amplifier, and a cascade on complementary transistor assemblies, the power of which is connected to the outputs of the rectifiers ± 25 V, the input of the power amplifier is connected to the output of the digital-to-analog converter of the microcontroller, and the output to the primary excitation winding transducer, while the primary transducer is an excitation winding and a measuring winding located coaxially, and the output of the measuring winding is connected to a pre-amplifier, a step-down transformer, the secondary windings of which are connected to the inputs of the rectifiers ± 25 V, voltage regulators +3.3 V and + 5 V, the inputs of which are connected to the output of the + 25 V rectifier, separate pre-amplifiers of the signal from the current sensor and the signal from the measuring winding, the inputs of which are connected respectively to the current sensor and the measuring winding, and the outputs to the two channels of the analog-to-digital converter of the microcontroller.

Предпочтительно, датчик тока реализован с помощью датчика Холла и не вносит дополнительного сопротивления последовательно с нагрузкой в виде преобразователя.Preferably, the current sensor is implemented using a Hall sensor and does not introduce additional resistance in series with the load in the form of a converter.

Достижение заявленного технического результата обеспечивается за счет применения цифровой обработки сигнала с первичного преобразователя, трансформаторной конструкции первичного преобразователя и совместного измерения напряжения на вторичной обмотке преобразователя и тока в обмотке возбуждения. Автоматизация измерения осуществляется за счет автоматической подстройки тока в обмотке возбуждения, амплитуду которого регулирует микроконтроллер. Детальная реализация перечисленных принципов приведена ниже.Achieving the claimed technical result is achieved through the use of digital signal processing from the primary converter, the transformer design of the primary converter and joint measurement of voltage on the secondary winding of the converter and the current in the field winding. Automation of the measurement is carried out by automatically adjusting the current in the field winding, the amplitude of which is regulated by the microcontroller. A detailed implementation of the principles listed below.

Предлагаемое техническое решение приведено на фиг. 1, где:The proposed technical solution is shown in FIG. 1, where:

1 - понижающий трансформатор;1 - step-down transformer;

2 - стабилизатор напряжения +5 В;2 - voltage stabilizer +5 V;

3 - стабилизатор напряжения +3,3 В;3 - voltage stabilizer +3.3 V;

4 - выпрямители напряжения ±25 В;4 - voltage rectifiers ± 25 V;

5 - микроконтроллер;5 - microcontroller;

6 - индикатор;6 - indicator;

7 - датчик тока;7 - current sensor;

8 - предварительный усилитель сигнала с датчика тока;8 - preliminary signal amplifier from the current sensor;

9 - усилитель мощности;9 - power amplifier;

10 - первичный преобразователь;10 - primary Converter;

11 - предварительный усилитель сигнала с измерительной обмотки.11 - pre-amplifier signal from the measuring winding.

Понижающий трансформатор (1) служит для обеспечения схемы устройства двухполярным питанием. Вторичные обмотки трансформатора должны обеспечивать два выходных напряжения с номинальным действующим значением не менее 18 В каждое. Вторичные обмотки трансформатора подключены на входы выпрямителей напряжения (4).A step-down transformer (1) serves to provide the device circuit with bipolar power. The secondary windings of the transformer must provide two output voltages with a nominal effective value of at least 18 V each. The secondary windings of the transformer are connected to the inputs of the voltage rectifiers (4).

Стабилизатор напряжения +5 В (2) обеспечивает питание индикатора (контроллера и подсветки) (6), датчика тока (7) и стабилизатора +3.3 В (3) и подключен электрически к соответствующим контактам этих микросхем.The +5 V voltage stabilizer (2) provides power to the indicator (controller and backlight) (6), the current sensor (7) and the +3.3 V stabilizer (3) and is electrically connected to the corresponding contacts of these microcircuits.

Стабилизатор напряжения +3,3 В (3) обеспечивает в электрической схеме устройства напряжение логического уровня и питание усилителей (8, 11) и подключен к соответствующим контактам блоков (5, 8, 11). Чтобы снизить влияние импульсных помех на аналоговую часть схемы применяются типовые схемы фильтрации.The voltage stabilizer +3.3 V (3) provides a logic level voltage and power to the amplifiers (8, 11) in the device’s electrical circuit and is connected to the corresponding contacts of the blocks (5, 8, 11). To reduce the influence of impulse noise on the analog part of the circuit, typical filtering circuits are used.

Выпрямители напряжения ±25 В (4) необходимы для обеспечения двухполярным питанием усилителя мощности (9). Выпрямители представляют собой классическую схему двухполупериодного выпрямителя с большой электрической емкостью, обеспечивающей постоянство напряжения с пульсациями не превышающими 3 В при выходном токе 2 А.± 25 V voltage rectifiers (4) are required to provide bipolar power to the power amplifier (9). Rectifiers are a classic circuit of a half-wave rectifier with a large electric capacitance, ensuring a constant voltage with ripples not exceeding 3 V at an output current of 2 A.

Усилитель мощности (9) представляет собой каскадное включение усилителя напряжения, управляющим элементом которого является операционный усилитель и каскада на комплементарных транзисторных сборках (транзисторы в которых включены по схеме Дарлингтона), обеспечивающих необходимый выходной ток. Усилитель мощности (9) охвачен отрицательной обратной связью, которая подключается относительно выходного напряжения (после транзисторов). Операционный усилитель обеспечивает полный размах выходного напряжения. Выходной каскад на транзисторах обеспечивает выходной ток. На вход усилителя подается сигнал с микроконтроллера (5). С выхода усилителя напряжение поступает на обмотку возбуждения первичного преобразователя (10).The power amplifier (9) is a cascade connection of a voltage amplifier, the control element of which is an operational amplifier and a cascade on complementary transistor assemblies (which transistors are turned on according to Darlington's circuit), providing the necessary output current. The power amplifier (9) is covered by negative feedback, which is connected relative to the output voltage (after transistors). The operational amplifier provides a full range of output voltage. The output stage of the transistors provides output current. The signal from the microcontroller (5) is fed to the input of the amplifier. From the output of the amplifier, the voltage is supplied to the excitation winding of the primary transducer (10).

Первичный преобразователь (10) представляет собой трансформаторный преобразователь проходного типа, состоящий из коаксиально расположенных обмоток возбуждения и измерения. Обмотка возбуждения обеспечивает намагничивание объекта контроля до необходимых значений и содержит 500-600 витков медного провода диаметром не менее 1 мм. Обмотка измерения служит для измерения переменного магнитного потока, проходящего через объект контроля. Применение для измерения отдельной обмотки позволяет отстроиться от изменения собственного сопротивления обмотки возбуждения и произвольно выбирать диапазон измеряемого напряжения. Обмотка возбуждения первичного преобразователя подключена к выходу усилителя мощности (9), измерительная обмотка подключена к предварительному усилителю (11).The primary transducer (10) is a feed-through transformer, consisting of coaxially arranged field windings and measurements. The field winding provides magnetization of the test object to the required values and contains 500-600 turns of copper wire with a diameter of at least 1 mm. The measurement winding is used to measure an alternating magnetic flux passing through the test object. Application for measuring a separate winding allows you to tune away from changes in the own resistance of the field winding and to arbitrarily select the range of the measured voltage. The excitation winding of the primary converter is connected to the output of the power amplifier (9), the measuring winding is connected to the preamplifier (11).

От усилителя мощности (9) в обмотку возбуждения (в составе первичного преобразователя 10) ток проходит через датчик тока (7), представляющий собой микросхему с датчиком Холла. Применение датчика Холла для измерения тока в обмотке возбуждения позволяет избежать внесения дополнительных сопротивлений последовательно с нагрузкой, сопротивление которой составляет единицы Ом.From the power amplifier (9) to the field winding (as part of the primary converter 10), the current passes through the current sensor (7), which is a chip with a Hall sensor. The use of a Hall sensor for measuring current in the field winding avoids introducing additional resistances in series with the load, the resistance of which is units of Ohms.

Сигнал с датчика тока (7), прежде чем попасть на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) микроконтроллера (5), проходит через предварительный усилитель (8), который позволяет снизить до желаемого уровня постоянную составляющую, отфильтровать высокочастотные помехи и ограничить сигнал диапазоном измерения АЦП.The signal from the current sensor (7), before reaching the analog-to-digital converter (ADC) of the microcontroller (5), passes through a pre-amplifier (8), which allows you to reduce the DC component to the desired level, filter out high-frequency noise and limit the signal to the ADC measurement range .

Аналогичный усилитель (11) используется для преобразования сигнала с измерительной обмотки, который без корректировки представляет собой знакопеременный сигнал, амплитуда которого может существенно превышать диапазон измерения АЦП. Вход усилителя (11) подключен к обмотке измерения, выход подключен к одному из каналов АЦП микроконтроллера.A similar amplifier (11) is used to convert the signal from the measuring winding, which, without correction, is an alternating signal whose amplitude can significantly exceed the ADC measurement range. The input of the amplifier (11) is connected to the measurement winding, the output is connected to one of the ADC channels of the microcontroller.

Микроконтроллер (5) служит для генерации напряжения на обмотке возбуждения, обработки сигналов с измерительной обмотки и датчика тока, управления индикатором и возможной реализацией внешних интерфейсов. В микроконтроллере содержится программа измерения и данные калибровки устройства на наборе образцов-имитаторов ферритной фазы. Микроконтроллер должен включать в себя не менее двух каналов АЦП и не менее одного канала цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). К входам каналов АЦП микроконтроллера подключены выходы предварительных усилителей (8 и 11) сигналов с датчика тока и измерительной обмотки первичного преобразователя; выход ЦАП подключен на вход усилителя мощности; к соответствующим выводам микроконтроллера подведено питание +3,3 В; один из портов общего назначения подключен к индикатору.The microcontroller (5) serves to generate voltage on the field winding, process signals from the measuring winding and current sensor, control the indicator and the possible implementation of external interfaces. The microcontroller contains a measurement program and calibration data of the device on a set of samples simulating ferrite phases. The microcontroller must include at least two ADC channels and at least one channel of a digital-to-analog converter (DAC). The outputs of the preliminary amplifiers (8 and 11) of the signals from the current sensor and the measuring winding of the primary converter are connected to the inputs of the ADC channels of the microcontroller; DAC output is connected to the input of the power amplifier; power supply of +3.3 V is supplied to the corresponding conclusions of the microcontroller; one of the general purpose ports is connected to the indicator.

Индикатор (6) позволяет осуществлять вывод результатов измерений и диагностических сообщений. Подсветка и контроллер индикатора подключены к питанию +5 В. Шина данных подключена к порту контроллера.The indicator (6) allows you to display measurement results and diagnostic messages. The backlight and the indicator controller are connected to a +5 V power supply. The data bus is connected to the controller port.

Все части устройства размещаются в одном корпусе.All parts of the device are located in one housing.

Выводы обмоток возбуждения и измерения подключаются к электрической части устройства с помощью разъемов. Это упрощает сборку устройства и обеспечивает возможность калибровки.The findings of the field windings and measurements are connected to the electrical part of the device using connectors. This simplifies the assembly of the device and enables calibration.

Индикатор подключается к соответствующему разъему на печатной плате устройства с помощью шлейфа.The indicator is connected to the corresponding connector on the device circuit board using a loop.

Электрическая часть устройства может быть выполнена на одной или нескольких печатных платах, соединение между которыми выполнено с помощью жестких разъемов (без использования проводов).The electrical part of the device can be performed on one or more printed circuit boards, the connection between which is made using hard connectors (without using wires).

В штатном режиме подготовка устройства к работе не требуется. Включение устройства производится путем подключения устройства к сети (или источнику автономного питания) и переключением тумблера на передней панели.In normal mode, the preparation of the device for operation is not required. The device is turned on by connecting the device to the network (or an autonomous power source) and switching the toggle switch on the front panel.

Измерения проходят в автоматическом режиме. Оператор помещает цилиндрический образец в первичный преобразователь. Микроконтроллер фиксирует изменение индуктивности обмотки возбуждения и переходит в режим измерения, который заключается в прохождении следующих этапов:Measurements take place automatically. The operator places the cylindrical sample in the primary transducer. The microcontroller captures the change in the inductance of the field winding and switches to the measurement mode, which consists in passing the following steps:

- напряжение на обмотке возбуждения увеличивается до тех пор, пока ток в ней не достигнет заранее известной для данной обмотки величины, обеспечивающей напряженность поля в зоне измерения 25 кА/м;- the voltage on the field winding increases until the current in it reaches a value known in advance for a given winding that provides a field strength in the measurement zone of 25 kA / m;

- усредненное по нескольким периодам напряжение измерительной обмотки фиксируется в памяти контроллера;- the voltage of the measuring winding averaged over several periods is recorded in the controller's memory;

- измеренное значение напряжения нормируется по току в обмотке возбуждения с целью отстройки от колебаний его амплитуды (которые могут быть обусловлены нагревом обмотки от объекта контроля или нагрева элементов схемы устройства);- the measured voltage value is normalized by the current in the field winding in order to detune from oscillations of its amplitude (which may be due to heating of the winding from the control object or heating of the circuit elements of the device);

- полученное значение напряжения с поправкой по току ставится в соответствие со значением ферритной фазы по градуировочной характеристике в памяти контроллера;- the obtained voltage value, corrected for current, is put in accordance with the value of the ferritic phase according to the calibration characteristic in the controller memory;

- значение ферритной фазы выводится на индикатор;- the value of the ferritic phase is displayed on the indicator;

- напряжение в обмотке возбуждения сбрасывается до низкого уровня, соответствующего отсутствию образца.- the voltage in the field winding is reset to a low level corresponding to the absence of a sample.

Калибровка устройства происходит путем изменения программы контроллера и выполняется после изготовления. Задачами калибровки являются определение тока в обмотке возбуждения, соответствующего напряженности поля в области измерения 25 кА/м, и внесение поправок в градуировочную кривую, связывающую напряжение на обмотке с количеством ферритной фазы в объекте контроля.Calibration of the device occurs by changing the controller program and is performed after manufacture. The calibration tasks are to determine the current in the field winding corresponding to the field strength in the measurement region of 25 kA / m, and to amend the calibration curve that relates the voltage across the winding to the amount of ferrite phase in the test object.

Claims (2)

1. Устройство контроля фазового состава стали, содержащее источник переменного тока, состоящий из генератора синусоидального напряжения и усилителя переменного напряжения, блок, регистрирующий результат измерения и датчик тока, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит индикатор, отображающий результат измерения, микроконтроллер, выполняющий функции генератора синусоидального напряжения и блока, регистрирующего результат измерения, позволяющий реализовать функции цифровой обработки сигналов, записи данных, их вывода на индикатор и передачи данных, при этом в качестве усилителя переменного напряжения используется отдельный усилитель мощности, представляющий собой каскадное включение усилителя напряжения, управляющим элементом которого является операционный усилитель, и каскада на комплементарных транзисторных сборках, питание которого подключено к выходам выпрямителей ±25 В, вход усилителя мощности подключен к выходу цифроаналогового преобразователя микроконтроллера, а выход к обмотке возбуждения первичного преобразователя, при этом первичный преобразователь представляет собой обмотку возбуждения и измерительную обмотку, расположенные коаксиально, причем выход измерительной обмотки подключен к предварительному усилителю, понижающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к входам выпрямителей напряжения ±25 В, стабилизаторы напряжения +3,3 В и +5 В, входы которых подключены к выходу выпрямителя напряжения +25 В, отдельные предварительные усилители сигнала с датчика тока и сигнала с измерительной обмотки, входы которых подключены соответственно к датчику тока и измерительной обмотке, а выходы к двум каналам аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.1. A device for monitoring the phase composition of steel, comprising an alternating current source consisting of a sinusoidal voltage generator and an alternating voltage amplifier, a unit recording a measurement result and a current sensor, characterized in that the device further comprises an indicator displaying the measurement result, a microcontroller that functions as a generator sinusoidal voltage and the unit that records the measurement result, which allows to realize the functions of digital signal processing, data recording, output on the indicator and data transmission, while a separate power amplifier is used as an AC amplifier, which is a cascade connection of a voltage amplifier, the control element of which is an operational amplifier, and a cascade on complementary transistor assemblies, the power of which is connected to the outputs of the rectifiers ± 25 V, input the power amplifier is connected to the output of the digital-to-analog converter of the microcontroller, and the output to the excitation winding of the primary converter, while the primary the converter is an excitation winding and a measuring winding located coaxially, and the output of the measuring winding is connected to a pre-amplifier, a step-down transformer, the secondary windings of which are connected to the inputs of voltage rectifiers ± 25 V, voltage regulators +3.3 V and +5 V, the inputs of which connected to the output of the + 25 V voltage rectifier, separate pre-amplifiers of the signal from the current sensor and the signal from the measuring winding, the inputs of which are connected respectively to the current sensor and and measuring coil, and outputs to two channels of the analog-to-digital converter of the microcontroller. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик тока реализован с помощью датчика Холла и не вносит дополнительного сопротивления последовательно с нагрузкой в виде преобразователя.2. The device according to claim 1, characterized in that the current sensor is implemented using a Hall sensor and does not introduce additional resistance in series with the load in the form of a converter.
RU2016118520A 2016-05-12 2016-05-12 Steel phase composition control member RU2629920C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118520A RU2629920C1 (en) 2016-05-12 2016-05-12 Steel phase composition control member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118520A RU2629920C1 (en) 2016-05-12 2016-05-12 Steel phase composition control member

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2629920C1 true RU2629920C1 (en) 2017-09-04

Family

ID=59797436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016118520A RU2629920C1 (en) 2016-05-12 2016-05-12 Steel phase composition control member

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2629920C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150121C1 (en) * 1999-02-05 2000-05-27 Акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения НИИХИММАШ Ferrite detector
US6686735B2 (en) * 1999-12-22 2004-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for the in situ detection of the degree of conversion of a non-magnetic phase in a ferromagnetic phase of a metallic work piece
RU108626U1 (en) * 2011-02-07 2011-09-20 Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения РАН DEVICE FOR LOCAL MEASUREMENT OF FERROMAGNETIC PHASE OF MATERIALS
RU2434237C1 (en) * 2010-03-04 2011-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Short-time test device for items from electrotechnical steel plates
GB2490393A (en) * 2011-04-27 2012-10-31 Univ Manchester Monitoring microstructure of a metal target

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150121C1 (en) * 1999-02-05 2000-05-27 Акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения НИИХИММАШ Ferrite detector
US6686735B2 (en) * 1999-12-22 2004-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for the in situ detection of the degree of conversion of a non-magnetic phase in a ferromagnetic phase of a metallic work piece
RU2434237C1 (en) * 2010-03-04 2011-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Short-time test device for items from electrotechnical steel plates
RU108626U1 (en) * 2011-02-07 2011-09-20 Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов Уральского отделения РАН DEVICE FOR LOCAL MEASUREMENT OF FERROMAGNETIC PHASE OF MATERIALS
GB2490393A (en) * 2011-04-27 2012-10-31 Univ Manchester Monitoring microstructure of a metal target

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8314674B2 (en) Electrical transformer with unidirectional flux compensation
US10393775B2 (en) Current-measuring device and method for determining an electric current
US6984979B1 (en) Measurement and control of magnetomotive force in current transformers and other magnetic bodies
US2440984A (en) Magnetic testing apparatus and method
CN108139501B (en) Device for online detection of magnetic resonance signals from target material in mineral slurry
CN205826736U (en) A kind of high accuracy single-turn cored structure formula electric current Online Transaction Processing
RU2629920C1 (en) Steel phase composition control member
US3235776A (en) Permanent magnet stabilizer system and method
JP2008532012A (en) Current sensor with annular coil
US3464002A (en) Low q test coils for magnetic field sensing
GB2197082A (en) Measuring current
CN103261918B (en) Line probers
CN116930589A (en) AC/DC multi-air gap magnetic resistance current sensor and current measuring method
RU2384839C1 (en) Eddy current metre
D'Antona et al. AC current measurements via digital processing of Rogowski coils signal
CN103941201A (en) Magnetic parameter measuring method for magnetic material
Cui et al. Development of electromagnetic tomography system using LCR meter
CN103901368A (en) Magnetic parameter measuring device for magnetic material
US7148678B1 (en) Magnetic taggant system
RU2494354C1 (en) Method of calibration of electromagnetic flowmeters without dismantling from pipeline
CN106841380B (en) Surface layer damage detection method and device for micro synchronous magnetic isolation motor
Appelman et al. Comparison of time-domain measurement techniques for interference analysis in power line communication
KR102580035B1 (en) Method of detecting paramagnetic material using single excitation coil based on mixed signal and apparatus using the same
Edmundson Electrical and magnetic measurements in an electrical engineering factory
JP2020041945A (en) Magnetic field detection sensor