SU1326984A1 - Method and apparatus for electric magnetic checking of ferromagnetic articles for quality of heat treatment - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дп  контрол  качества термообработки ферромагнитных изделий с большим коэффициентом размагничивани . Цель изобретени  - повьшение достоверности контрол  изделий с большим коэффициентом размагничива- - ни . По мере внесени  издели  внутрь соленоида 2 оно многократно перемаг- ничиваетс  по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие  влени  резонанса напр жений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значени  при нахождении издели  в рабочем положении. Сигнал, вызванный циклическим изменением намагниченности , поступает через селективный усилитель 5 и синхронный детектор 6 и запоминаетс  пиковым детектором 7, выходной сигнал которого пропорционален амплитуде, фазе, либо проекции с 12 The invention relates to non-destructive testing and can be used to control the quality of heat treatment of ferromagnetic products with a large demagnetization factor. The purpose of the invention is to increase the reliability of control of products with a large demagnetizing factor. As the product is introduced into solenoid 2, it is repeatedly re-magnetized through hysteresis cycles with the frequency of the supply current. At the same time, due to the appearance of voltage resonance, the current in the winding of the solenoid 2 increases and reaches its maximum value when the product is in the working position. The signal caused by cyclically changing the magnetization is fed through a selective amplifier 5 and a synchronous detector 6 and is remembered by a peak detector 7, the output of which is proportional to amplitude, phase, or projection from 12

Description

высшей гармоники на выбраниуго ось контрол « Кроме того, сигнал с-измерительной катушки 3 поступает на преобразователь 13 среднего значени  напр жешш и запоминаетс  пиков11гм детектором 4„ При срабатывании датчика 20 положени  издели  прекращаетс  подача переменного тока на соленоид 2 и изделие остаетс  остаточно намагниченным последней полуволной переменного тока максимального значени  в заданной пол рности. Сигналы с вы1In addition, the signal from the measuring coil 3 is fed to the average value of the transducer 13 and is remembered by the peaks of the detector 4 ". When the position sensor 20 is triggered, the alternating current on the solenoid 2 stops and the product remains residually magnetized by the last half wave alternating current maximum value in a given polarity. Signals from you1

Изобретение относитс  к неразру- шаговдему контролю и может быть использовано дл  контрол  качества термообработки ферромагнитных изделий с большим коэффициентом размагничиваШ1Я ,The invention relates to non-direct control and can be used to control the quality of heat treatment of ferromagnetic products with a large demagnetization ratio,

Цель .изобретени  -- повышение достоверности контрол  изделий с большим коэффициентом размагничиварш , например шаров, за счет ослаблени  вли ни  на результаты контрол  таких мешающих факторов, как вариаци  размеров издели , изменени  напр женности пол , вариаци  магнитных свойств издели ,The purpose of the invention is to increase the reliability of control of products with a large demagnetization factor, for example, balls, due to the weakening effect on the control results of such interfering factors as the size variation of the product, the change in the field strength, the variation of the magnetic properties of the product,

На чертеже иредт;ставлена схема устройства дл  электромагшгтного контрол  качества терг-шческой обработки ферромагнитных изделий, реализующего способ.In the drawing, Iredt; there is a diagram of a device for electromagnetically controlling the quality of thermal processing of ferromagnetic products that implements the method.

Устройство содержит блок 1 намаг- 1-1Ш1ивани -размагничивани , св зашаы с соленоидом 2, измерительную катушку 3, расположенную ко аксиально с соленоидом, канал амплитудно-фазовой селекции, выполненный в виде последовательно соединенных селективного усилител  5, синхронного детектора 6 с фазовращателем и запом1-1наю щего пикового детектора 7, блок 8 оценки коэрцитивной силы и последовательно соединенные блок 9 задержки сигналов, вычислительно-логический блок 10 и индикатор П. Устройство также содержит блок 12 отстройки от вли ни  мешающих факторов, состо щий из последовательно соединенных преоб- разовател  13 среднего значени  напходов запоминающих пиковых детекторов 14,7 и 24 поступают на вычислительно-логический блок 10, которьй выдает результируюпцй сигнал на индикатор 11 Благодар  одновременному измереншо обоих параметров обеспечиваетс  высока  чувствительность в области недогрева, так и перегрева, исключаетс  возможность попадани  незакаленных изделий с низкой твердостью в область годных изделий. ил. 2с.и4з.п. ф-лы.The device contains a unit 1 magnetized 1-1SH1In-demagnetization, connected with solenoid 2, measuring coil 3, located axially with the solenoid, channel amplitude-phase selection, made in the form of series-connected selective amplifier 5, synchronous detector 6 with a phase shifter and recording 1 -1 of the detecting peak detector 7, the coercive force evaluation unit 8 and the signal delay unit 9 connected in series, the computational logic unit 10 and the indicator P. The device also contains a unit 12 for detuning from the influence of interfering fa The tori, which consist of series-connected transducer 13 of the average value of the accumulator peak detectors 14.7 and 24, are fed to the computational-logic unit 10, which outputs the resulting signal to the indicator 11. Due to the simultaneous measurement of both parameters, a high sensitivity in the underheating region is obtained, so and overheating, the possibility of unhardened products with low hardness in the area of suitable products is excluded. silt 2.and 4z.p. f-ly.

00

5five

00

5five

00

5five

р жени , запоминающего пикового детектора 14 и двух детекторов 15 и 6 отношений, вход преобразовател  13 среднего значени  напр жени  св зан с измерительной катушкой 3, вторые входы детекторов 15 и Г6 отноше- НИИ св заны с выходами канала 4 амплитудно-фазовой селекции и блока 8 оценки коэрцитивной силы.соответственно , а выходы - с блоком 9 задержки сигналов.of the peak storage detector 14 and two relationship detectors 15 and 6, the input of the average voltage converter 13 is connected to the measuring coil 3, the second inputs of the detectors 15 and G6 are related to the outputs of the channel 4 amplitude-phase selection and block 8 evaluation of the coercive force., Respectively, and the outputs - with block 9 of the delay signals.

Блок 1 намагничивани -размагничивани  вьтолнен в виде последовательно соединен -&тх конденсаторов 17, тиристора 18, .параллельно-встречно включенного с последним диода 19, а также последовательно соединенных датчика 20 положени  издели  и узла 2 управлени , выход которого св зан с управл ющим входом тиристора 18. Блок 8 оценки коэрцитивной силы выполнен в,виде последовательно соединенных магниточувствительного элемента 22, усилител  23 и запоминающего пикового детектора 24.Magnetization-demagnetization unit 1 is implemented in the form of series-connected - & t capacitors 17, thyristor 18, parallel-counter diode 19 connected to the last, as well as series-connected sensor 20 of the product and control unit 2, the output of which is connected to the control the input of the thyristor 18. Unit 8 evaluation of the coercive force is made in, in the form of serially connected magnetically sensitive element 22, amplifier 23 and storage peak detector 24.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Многократно перемагничивают изделие- по гистерезисным циклам, намагничивают изделие, оценивают коэрцитивную силу материала издели , измер  , например, остаточную намагниченность издели , по которому определ ют его качество, в процессе перемагничивани  издели  в переменном магнитном поле преобразуют изменени  магнитного потока ин- дукцииг вызванные циклическим изменением намаг ниченности издели , в электрический сигнал и о качестве издели  суд т с учетом его параметров. Измер ют выбранный параметр электрического сигнала, сравнивают его с установленным дл  данного типа изделий уровнем и, если он превьппает его, контроль ведут по этому превьшению, в противном случае - по величине остаточной намагниченности издели . В качестве информативного параметра целесообразно использовать высшую гармоническую составл ющую сигнала. Дл  этого выдел ют высшую гармоническую составл ющую электрического сигнала, преобразуют ее в посто нное напр жение и о качестве суд т с учетом его величины. Дл  упрощени  реализации подавл ют первую гармоничес- кую составл ющую, определ ют среднее значение выспшх гармонических составл ющих электрического сигнала и о качестве издели  суд т с учетом его зна;чени .Re-magnetizing the product many times over hysteresis cycles, magnetizing the product, evaluating the coercive force of the product's material, measuring, for example, the residual magnetization of the product, which determines its quality, in the process of magnetization reversal of the product in an alternating magnetic field, the changes in magnetic flux induced by cyclic change the magnetization of the product, the electrical signal and the quality of the product are judged based on its parameters. The selected parameter of the electrical signal is measured, compared to the level established for this type of product and, if it exceeds it, control is carried out over this excess, otherwise it is measured by the magnitude of the residual magnetization of the product. As an informative parameter, it is advisable to use the highest harmonic component of the signal. For this, the highest harmonic component of the electrical signal is extracted, it is converted into a constant voltage, and the quality is judged by its magnitude. To simplify the implementation, the first harmonic component is suppressed, the average value of the high harmonic components of the electrical signal is determined, and the quality of the product is judged based on its value.

Дл  отстройки от вли ни  мешающих факторов дополнительнб определ ют среднее значение электрического сигнала и о качестве издели  суд т по значению отношени  информативного параметра к- величине среднего значени  электрического сигнала.For the detuning from the influence of interfering factors, the average value of the electrical signal is additionally determined and the quality of the product is judged by the value of the ratio of the informative parameter to the value of the average value of the electrical signal.

Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом.A device for implementing the method works as follows.

По мере внесени  издели  внутрь соленоида 2 оно многократно перемаг- ничиваетс  по гистерезисным циклам с частотой питающего тока. Одновременно вследствие  влени  резонанса напр жений ток в обмотке соленоида 2 возрастает и достигает максимального значени  при нахождении издели  в рабочем положении.As the product is introduced into solenoid 2, it is repeatedly re-magnetized through hysteresis cycles with the frequency of the supply current. At the same time, due to the appearance of voltage resonance, the current in the winding of the solenoid 2 increases and reaches its maximum value when the product is in the working position.

Сигнал с измерительной катушки 3, вызванньй циклическим изменением намагниченности , поступает на селектив ньй усилитель 5, далее на синхронный детектор 6 и запоминаетс  пиковым детектором 7 канала 4 амплитудно-фазовой селекции. В зависимости от настройки синхронного детектора 6 его выходной сигнал пропорционален амплитуде, фазе либо проекции высшей гармоники на выбранную ось контрол . Кроме того, сигнал с измерительной катушки 3 поступает на преобразователь 13 среднего значени  напр жени  и запоминаетс  пиковым детектором 14 Далее срабатьгоаёт датчик 20 положени  издели , вьздающий сигнал на узел 21 управлени , который выключает тиристор 18. При выключении тиристораThe signal from the measuring coil 3, caused by a cyclic change in magnetization, goes to a selective amplifier 5, then to a synchronous detector 6 and is remembered by a peak detector 7 of channel 4 for amplitude-phase selection. Depending on the setting of the synchronous detector 6, its output signal is proportional to the amplitude, phase, or projection of the highest harmonic on the selected control axis. In addition, the signal from the measuring coil 3 is fed to the medium voltage converter 13 and is stored by the peak detector 14. Next, the product position sensor 20 triggers the output signal to the control unit 21, which turns off the thyristor 18. When the thyristor is turned off

18 прекращаетс  подача переменного тока на соленоид 2, а его последн   полуволна, пропускаема  диодом 19 и проход ща  через соленоид 2, зар жает конденсатор 17. После этого ток18, the AC supply to the solenoid 2 is stopped, and its last half-wave, transmitted by the diode 19 and passing through the solenoid 2, charges the capacitor 17. After that, the current

в колебательном контуре прекращаетс  и изделие остаетс  остаточно намагниченным последней полуволной переменного тока максимального значени  з заданной пол рности. Сигналы с выхогin the oscillatory circuit it stops and the product remains residually magnetized by the last half-wave AC current of the maximum value of a given polarity. Exit signals

дов запоминающих пиковых детекторов 14,7 и 24 поступают на детекторы 15 и 16 отношений и далее на блок 9 задержки сигналов. Блок 9 задержки сигналов после намагничивани  издели Dov peak storage detectors 14,7 and 24 arrive at the detectors 15 and 16 of the relationship and then to block 9 of the delay signals. Block 9 delayed signals after magnetization of the product

в соленоиде 2 подключает блок 8 оценки коэрцитивной силы и канал 4 амплитудно-фазовой селекции через детекторы 15 и 16 отношений на вычислительно-логический блок 10, которыйin the solenoid 2 connects the coercive force estimate unit 8 and the channel 4 of amplitude-phase selection through the detectors 15 and 16 of the relationship to the computational-logical unit 10, which

вьщает результирующий сигнал на индикатор 11.The resultant signal is on indicator 11.

Таким образом, благодар  одновременному измерению обоих параметров обеспечиваетс  высока  чувствитаттьность как в области недогрева, так и перегрева, исключаетс  возможность попадани  незакаленных изделий с низкой твердостью в область годных изделий, что обеспечивает высокуюThus, due to the simultaneous measurement of both parameters, a high sensitivity is ensured, both in the underheating and overheating areas, the possibility of unhardened products with low hardness in the area of suitable products is excluded, which ensures high

достоверность контрол .reliability of control

Кроме того, среднее значение электрического сигнала, вызванного циклическим изменением намагниченности, пропорционально максимальному магнитному моменту шара (издели ), который в свою очередь пропорционален объему, напр женности пол  и практически не зависит от магнитных свойств издели , а следовательно, и его структуры.In addition, the average value of an electrical signal caused by cyclically changing the magnetization is proportional to the maximum magnetic moment of the ball (product), which in turn is proportional to the volume and intensity of the field and practically does not depend on the magnetic properties of the product, and hence its structure.

Поэтому при оценке качества изделий по отношению названных информативных, параметров к среднему значению сигнала обеспечиваетс  ослабление вли ни  таких мешающих факторов, как вариаци  размеров издели  и напр женности пол , что также повьппает достоверность контрол .Therefore, when assessing the quality of products in relation to the above informative parameters to the average value of the signal, the influence of such interfering factors as the variation of the product size and the field strength is attenuated, which also increases the reliability of the control.

5555

Claims (6)

1. Способ электромагнитного контрол  качества термической обработки ферромагнитных изделий, заключающийс  в том, что многократно перемагни511. The method of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products, which consists in the fact that repeatedly peremagni51 чивают Изделие по гистерезисным циклам , намагничивают изделие и, if.3Me- р  , например, остаточную намагниченность издели , оценивадат коэрдаг-- тивность материала издели , о т л и- чающийс  тем, что, с целью п6вьше1ш  достоверности контрол  изделий с больпшм коэффициентом раз- магни твани , в нроцессе перемагни- чивани  издели  преобразуют измене- 1ШЯ магнитного аотока индукции в элек.тр1тческий сигнал, а качество термической обработки онредел ют ана лизиру  совместно полученный электрический сигнал и коэрцитивность на териагга.The product is measured by hysteresis cycles, the product is magnetized and, if.3Mer-, for example, the residual magnetisation of the product, estimate the coefficient of product material coercivity, which is due to the fact that for the sake of greater reliability of control of products with a large factor - magnetics, in the process of re-magnetisation of the product, the change in the 1 N magnetic induction current is converted into an electrical signal, and the quality of heat treatment determines the analysis of the combined electrical signal and the coercivity of the transmission. 2,Способ по п. I , о т л и ч а ю - щ и и с   тем, что используемъш в качестве информативного параметра элек трический сигнал сравнивают с установленным дл  данного типа изделий уровнем, в случае превышени  ст;гна- лом уровн  контроль ведут по величине информативного параметра, а в про тивном случае - по величигсе остаточной намагниченности.2, the method according to p. I, this and that with the use of the electrical signal as an informative parameter is compared with the level set for this type of products, in the case of exceeding the level; lead by the value of the informative parameter, and in the opposite case - by the magnitude of the residual magnetization. 3.Способ по nn.i и 2, о т л и - чающийс  тем, что в качестве информативного параметра используют высшую гармоническую составл ющую электрического сигнала.3. The method of nn.i and 2, which is based on the fact that the highest harmonic component of the electrical signal is used as an informative parameter. 4,Способ по ппо и 2, о т л и -- чающийс  тем, что в качестве информативного параметра используют среднее значение высших гармонических составл ющих электрического сиг-нала .4, the method according to pppo and 2, about tl and is the fact that the average value of the highest harmonic components of the electric signal is used as an informative parameter. 5.Способ по пп.4, отличающийс  тем, что определ ют среднее значе ше электрического сигРедактор М.Петрова5. Method according to claim 4, characterized in that the mean value of the electrical signal of M. Petrov is determined. Составитель И.Кесо нCompiled by I.Keso Техред Л.Олийньж Корректор И.МускаTehred L. Olijinzh Corrector I. Muska Заказ 3381/39Order 3381/39 Тираж 776ПодписноеCirculation 776 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries .113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ;ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod; Projecto st., 4 WW 269846269846 нала, а ткачество издели  определ ют по отношению информативного параметра к величине среднего значени  электрического сигнала.The weave and the product weaving are determined by the ratio of the informative parameter to the average value of the electrical signal. 5 five 6. Устройство-дл  электромагнитного контрол  качества термической обработки, ферромагнитных изделий, содержащее блок намагничива1ш -разм аг- ничивани  с соленоидом, измеритель- yio катутку, установленную коакси- ально соленоиду, блок оценки коэрци- . тивности и последовательно соединенные блок задержки, вычислительно-логический блок и индикатор, отличающеес  тем, что оно снабжено каналом ai-тлитудно-фазовой селекции , состо щим из последовательно соединенных селективного усилител , вход которого соединен с измерительной катушкой 5 синхронного детектора с фазовращателем5 второй вход которого соединен с измерительной катущ- кой, и запоминающего пикового детектора , и блоком отстройки от вли ни  мешагощих факторов, включающим последовательно соединенные нреобразова- тель среднего значени  напр жени , вход которого соединен с измерительной катушкойJ, второй запоминающий пиковый детектор и первый детектор отношений, второй вход которого подключен к выходу первого запоминающего пикового детектора, а также второй детектор отношений, первый вход которого соединен с выходом второго пикового детектора, а второй вход - с выходом блока оценки коэрцитивное- ти, а выходы первого и второго пиковых детекторов соединены с входами блока задержки.6. A device for electromagnetic control of the quality of heat treatment of ferromagnetic products, containing a magnetising unit and an amplification factor with a solenoid, a measuring coil, installed coaxially with a solenoid, and a coercivity evaluation unit. This device is equipped with a ai-tritus-phase selection channel consisting of a series-connected selective amplifier whose input is connected to a measuring coil 5 of a synchronous detector with a phase shifter 5 whose second input connected to the measuring coil and storage peak detector, and the unit of detuning from the influence of interfering factors, including series-connected transducer of the mean the value of the voltage, the input of which is connected to the measuring coil, the second storage peak detector and the first relationship detector, the second input of which is connected to the output of the first storage peak detector, and the second relationship detector, the first input of which is connected to the output of the second peak detector, and the second input - with the output of the coercivity evaluation unit, and the outputs of the first and second peak detectors are connected to the inputs of the delay unit. 2020 2525 30thirty 3535 4040