SU1104405A1 - Магнитошумовое устройство дл контрол механических напр жений - Google Patents

Abstract

МАГНИТОШУМОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор тока низкой частоты, подключенную к нему катушку возбуждени  преобразовател , намотанную на магнитопровод, два параллельных канала измерени  шумов Баркгаузена, состо щие каждый из последовательно соединенных измерительной катушки преобразовател  с ферромагнитным сердечником, фильтра и усилител , и блок автоматики, подключенный к выходам усилителей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , блок автоматики выполнен в виде последовательно соединенных компаратора и исполнительного механизма, а измерительные катущки преобразовател  расположены в межполюсном промежутке магнитопровода вдоль его поперечной оси и смещены относительно продольной оси преобразовател  на рассто ние, не менее диаметра ферромагнитного сердечника. (Л о ел Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл  контрол  механических напр жений в ферромагнитных материалах методом шумов Баркгаузена. Известно устройство дл  контрол  механических напр жений при наличии пластических деформаций, содержащее последовательно соединенные генератор низкой частоты, преобразователь шумов Баркгаузена , фильтр, избирательный усилитель, блоки построени  модели круга Мора, управлени , запоминани , ввода начальных условий , аналогового решени  и индикации. После обработки детали, например, автоскреплени  (дорновани  с большими припусками ) кольца осуществл ют контроль предварительного напр женного состо ни  путем поиска экстремума эпюры механических напр жений дифференцированием по времени сигнала, поступающего с движущегос  вдоль радиуса кольца магнитошумового преобразовател  через фильтр и избирательный усилитель на дифференцирующее звено блока модели круга Мора 1 Недостатком устройства  вл етс  низка  помехоустойчивость, так как вследствие вибраций и релаксационных процессов, сопровождающих движение инструмента, после дифференцировани  сигнала фиксируютс  ложные экстремумы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  магнитошумовое устройство дл  контрол  механических напр жений, содержащее генератор тока низкой частоты, подключенную к нему катушку возбуждени  преобразовател , намотанную на магнитопровод, два параллельных канала измерени  шумов Баркгаузена , состо щие каждый из последовательно соединенных измерительной катушки преобразовател  с ферромагнитным сердечником , фильтра и усилител , и блок авто матики подключенный к выходам усилителей . Причем блок автоматики выполнен в виде аналоговых решающих усилителей. Помехозащищенность устройства выше за счет сравнени  в блоке автоматики сигналов эталонной и рабочей измерительных катушек 2. Однако устройство не позвол ет автоматически фиксировать максимумы напр жений из-за отсутстви  исполнительных механизмов и аналоговой формы сигналов на выходе блока автоматики, так как сравнение сигналов в этом блоке осуществл етс  путем решени  аналогового уравнени . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в магнитощумовом устройстве дл  контрол  механических напр жений, содержашем генератор тока низкой частоты, подключенную к нему катушку возбуждени  преобразовател , намотанную на магнитопровод, два параллельных канала измерени  плумов Баркгаузена, состо щие каждый из последовательно соединенных измерительной катушки преобразовате т  с ферромагнитным сердечником, фильтра и усилител , и блок автоматики, подключенный к выходам усилите тей , блок автоматики выполнен в виде последовательно соединенных компаратора и исполнительного механизма, а измерительные катушки преобразовател  расположены в межполюсном промежутке магнитопровода вдоль его поперечной оси и смещены относительно продольной оси преобразовател  на рассто ние, не менее диаметра ферромагнитного сердечника. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - преобразователь шумов Баркгаузена, установленный на контролируемой детали; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - то же, с контролируемой деталью и эпюрами механических напр жений в ней. Магнитошумовое устройство дл  контрол  механических напр жений содержит генератор 1 тока низкой частоты, соединенный с преобразователем 2 шумов Баркгаузена . Один из каналов измерени  ujyMOB Баркгаузена состоит из последовательно соединенных фильтров 3, усилител  4 и одного входа компаратора 5. Другой также выполнен из последовательно соединенных фильтра б, усилител  7 и другого входа компаратора 5. Блок автоматики состоит из последовательно соединенных компаратора 5 и исполнительного механизма 8, обеспечивающего включение пр .мого и обратного хода механизмов, создающих пластическую деформацию в изделии. Преобразователь 2 шумов Баркгаузена (фиг. 2-4) конструктивно выполнен в виде двух измерительных катушек 9 и Ш с ферромагнитными сердечниками И и 12, установленными на контролируемой детали 13 кольцевой формы. Измерительные катушки 9 и 10 расположены в межполюсном промежутке магнитопровода 14, вдоль его поперечной оси 00, а на магнитопроводе намотана катушка 15 возбуждени  преобразовател . Устройство выполн ет функции активного контрол  в процессе изготовлени  деталей , подвергающихс  большим пластическим деформаци м, путем регистрации момента прохождени  экстремума эпюры механиче .ских напр жений, совпадающего с границей зон пластических и упругих деформаций , через центр магнитошумового преобразовател  2 (точку В) при его неподвижной установке в том месте, которое должны достичь заданные пластические деформации. Устройство работает следующим образом . На поверхность детали 13, установленной на опорноц плите пресса (не noKa3aHaV помещают запитываемый генератором 1

тока низкой частоты преобразователь 2 так, чтобы его поперечна  ось 00 совпала с радиусом детали 13, а центр преобразовател  с заданным по техпроцессу конечным положением линии границы пластических и упругих деформаций (например, с окружностью радиуса г 74 мм). В процессе дорновани  путем осевого перемещени  конического дорна (не показано), граница пластичесю:х деформаций, а вместе с ней и экстремум эпюры механических напр жений (5т (точка В, ) перемещаютс  от внутренней поверхности кольца 13 с радиусом г, 50 мм, соприкасающейс  с дорном, до заданного положени , определ емого радиусом г, 75 мм При всех текущих положени х экстремума в промежуто( между ос ми сердечников 11 и 12 попадают монотонно измен ющиес  участки эпюр механических напр жений, что всегда соответствует перепаду значений механических напр жений, а следовательно , и различию значений сигналов щуMOB Баркгаузена с измерительных катущек 9 и 10. И только в момент, когда экстремум достигает середины промежутка между ос ми сердечников 11 и 12, значени  механических напр жений, соответствующие точками Е и F, сравниваютс  и стают одикаковыми сигналы измерительных катушек 9 и 10. Это  вл етс  условием выработки управл ющего сигнала на прекращение -- дорновани  (останов пр мого хода штоссел  и включение его реверса). Сигнал формируетс  подачей ЭДС шума Баркгаузена с измерительных катушек 9 и 10 через соответствующие фильтры 3 и 6 и избирательные усилители 4 и 7 на компаратор 5, на выходе которого при равенстве входных сигналов вырабатываетс  импульсный сигнал, который включает исполнительный механизма 8. При этом этот механизм обеспечивает остановку пр мого хода дорна и через некоторое врем  обеспечивает его реверс.

Эксперименты показали, что наибольша  чувствительность устройства к механическим напр жени м получаетс  при расположении измерительных катушек преобразоватат  относительно его продольной оси NN на рассто нии не менее диаметра ферромагнитного сердечника. При этом локальность контрол  можно увеличить за счет выполнени  концов сердечников конусными.

Выполнение блока автоматики в устройстве в виде компаратора и исполнительного механизма позвол ет получить сигнал управлени  на исполнительные механизмы в импульсной форме без предварительной и аналоговой обработки сигналов с преобразовател . Расположение измерительных катушек вдоль поперечной оси преобразовател  обеспечивает контроль механических напр жений в различных точках по радиусу цилиндрических деталей.

Н

н

Фиг.2

Фиг.З

Ar

№

ФигЛ

r

Claims (1)

1. МАГНИТОШУМОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор тока низкой частоты, подключенную к нему катушку возбуждения преобразователя, намотанную на магнитопровод, два параллельных канала измерения шумов Баркгаузена, состоящие каждый из последовательно соединенных измерительной катушки преобразователя с ферромагнитным сердечником, фильтра и усилителя, и блок автоматики, подключенный к выходам усилителей, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, блок автоматики выполнен в виде последовательно соединенных компаратора и исполнительного механизма, а измерительные катушки преобразователя расположены в межполюсном промежутке магнитопровода вдоль его поперечной оси и смещены относительно продольной оси преобразователя на расстояние, не менее диаметра ферромагнитного сердечника.

   Фи г.1