SU1368765A1 - Method and apparatus for checking physico-mechanical properties of ferromagnetic articles - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  за счет обеспечени  одинаковых амплитуд изменени  индукции , в различных точках петли гистерезиса при посто нной амплитуде изменени  внешнего магнитного пол . При воздействии переменным магнитным полем преобразовател  2 на контролируемое изделие в нем индуцируютс  шумы Варкгаузена, которые преобразуютс  в последовательность импульсов равной величины. Выходной сигнал генератора 10 линейного напр жени  сравниваетс  с напр жением источника 1 переменного тока в пороговом элементе 11, Выходное напр жение, пропорциональное величине магнитной проницаемости а материала контролируемого издели , подаетс  на вход делител  17, выход которого , пропорциональный /, сравниваетс  с соответствующим напр жением в интеграторе 13, Накопленна  в блоке 7 пам ти информаци  об огибающей те- кутцего числа шумов Баркгаузена преобразуетс  блоком 8 анализа и подаетс  на индикатор 9, Устройство регистр|г- рует сигналы электромагнитного преобразовател  2, обусловленные магни- томеханическим эффектом Баркгаузена, в течение времени, завис щего от магнитного состо ни  контролируемого материала . 2 с,п. ф-лы, 2 ил. i (Л со а ос Ч 05 слThis invention relates to instrumentation technology. The aim of the invention is to improve the control accuracy by providing the same amplitude of change of induction, at different points of the hysteresis loop with a constant amplitude of change of the external magnetic field. When a transducer 2 is subjected to an ac magnetic field, a Warkhausen noise is induced in the controlled product, which is converted into a sequence of pulses of equal magnitude. The output signal of the linear voltage generator 10 is compared with the voltage of the alternating current source 1 in the threshold element 11, the output voltage proportional to the magnetic permeability of the material of the tested product, is fed to the input of the divider 17, the output of which is proportional to in integrator 13, the envelope of the current number of Barkhausen noise accumulated in memory block 7 is transformed by analysis block 8 and fed to indicator 9, the register device | 2 electromagnetic transducer signals due magnetically tomehanicheskim Barkhausen effect, for a time dependent on the present state of the magnetic material under test. 2 s, p. f-ly, 2 ill. i (L with and o C H 05 cl

Description

Изобретение относитс  к контрольно-изме1 )ительной технике и может быт использовано дл  контрол  качества как самих ферромагнитных материалов, так и технологических операгщй, св занных с формированием структуры поверхностных слоев изделий: шлифование , поверхностна  закалка, химико- термическа  обработка и др.The invention relates to control and measuring technology and can be used to control the quality of both the ferromagnetic materials themselves and the technological operations associated with the formation of the structure of the surface layers of the products: grinding, surface hardening, chemical heat treatment, etc.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет обеспечени  Одинаковых амплитуд изменени  индукции в различных точках петли гистерезиса при посто нной амплитуде изменени  внешнего магнитного пол .The purpose of the invention is to improve the control accuracy by providing the same amplitude of the change in induction at different points of the hysteresis loop with a constant amplitude of change in the external magnetic field.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства контрол  физико-механических свойств ферромагнитных изделий; на фиг,2 - временные диаграммы напр жений .Fig, 1 shows the block diagram of the device control physical and mechanical properties of ferromagnetic products; Fig. 2 shows time diagrams of voltages.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 переменного тока, электромагнитный преобразователь 2, усилитель 3, ограничитель 4, аналоговый ключ 5, счетчик 6 импульсов , блок 7 пам ти, блок .8 анализа , индикатор 9, последовательно соединенные генератор 10 линейного напр жени  и первый пороговый элемен 11, второй вход которого подключен к выходу источника 1 переменного тока, последовательно соединенные формирователь 12, интегратор 13, второй пороговый элемент 14 и элемент.ИСКШО- ЧАЮиЩЕ ИЛИ 15, выход которого соединен с управл ющим входом аналогового ключа 5, последовательно соединенные первый блок 16 опорного напр жени  и делитель 17, выход которого соединен с вторым входом второго порогового элемента 14, последовательно соединенные второй блок 18 опорного напр жени , третий пороговый элемент 19, соединенный с генератором 10 линейного напр жени , выход которого дополнительно соединен с вторым входом третьего порогового элемента 19, выход первого порогового элемента 11 соединен с входом интегратора 13, с входом формировател  12 и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮВЩЕ ИЛИ 15. Выход усилител  3 дополнительно соединен с вторым входом делител  17, дополнительный выход источника 1 переменного тока соединен с управл ю- входом счетчика 6 импульсов, а выход третьего порогового элементаThe device contains series-connected AC source 1, electromagnetic converter 2, amplifier 3, limiter 4, analog switch 5, pulse counter 6, memory block 7, analysis block .8, indicator 9, a linear voltage generator 10 connected in series, and the first threshold element 11, the second input of which is connected to the output of an alternating current source 1, connected in series to the driver 12, the integrator 13, the second threshold element 14 and the element. DISCONNECT OR 15, the output of which is connected to the control input one analog key 5, serially connected to the first voltage block 16 and a divider 17, the output of which is connected to the second input of the second threshold element 14, the second voltage block 18 connected in series, the third threshold element 19 connected to the linear voltage generator 10, the output of which is additionally connected to the second input of the third threshold element 19, the output of the first threshold element 11 is connected to the input of the integrator 13, to the input of the driver 12 and to the second input of the element EXCLUSIVE OR 15. The output of amplifier 3 is additionally connected to the second input of the divider 17, the auxiliary output of the AC source 1 is connected to the control of the counter of 6 pulses, and the output of the third threshold element

19 дополнительно соединен с управл ющим входом блока 7 пам ти.19 is additionally connected to the control input of the memory unit 7.

Способ контрол  физико-механичес- ких свойств ферромагнитных изделий заключаетс  в перемагничивании изде- ЛИЯ магнитным полем низкой частоты, регистрации энергетических и эмиссионных сигналов магнитомеханическогоThe method of controlling the physicomechanical properties of ferromagnetic products consists in magnetization reversal of the product by a low-frequency magnetic field, registration of energy and emission signals of a magnetomechanical

эффекта Баркгаузена при различных значени х величины пол  перемагничи- вани , при этом регистрацию сигналов производ т в интервалах приращени  полей, длительность которых мен ютthe Barkhausen effect at different values of the magnitude of the magnetization field, while the signals are recorded in intervals of field increments, the duration of which varies

обратно пропорционально магнитной проницаемости материала издели , и по результатам измерени  суд т о физико-механических свойствах контролируемого издели .inversely proportional to the magnetic permeability of the material of the product, and based on the measurement results, the physicomechanical properties of the controlled product are judged.

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

Источник 1 переменного тока питает обмотку перемагничивани  электромагнитного преобразовател  2. В пере-An alternating current source 1 feeds the reversal biasing winding of the electromagnetic converter 2. In the over

менное магнитное поле электромагнитного преобразовател  2 (напр жение U фиг.2) помещают контролируемое изделие .(не показано), при этом в измери-. тельной обмотке электромагнитногоThe variable magnetic field of the electromagnetic transducer 2 (voltage U of Fig.2) is placed on the monitored product. (not shown), while measuring. electromagnetic winding

преобразовател  2 индуцируютс  шумы Баркгаузена (напр жение U,. фиг.2), которые усиливаютс  усилителем 3 и преобразуютс  ограничителем 4 в последовательность импульсов Ui2. равнойConverter 2 is induced by Barkhausen noise (voltage U, Fig.2), which are amplified by amplifier 3 and converted by limiter 4 into a sequence of pulses Ui2. equal to

величины. Выходной сигнал и генератора 10 линейного напр жени  сравниваетс  с выходным напр жением источника 1 переменного тока в первом пороговом элементе 11, на выходеquantities. The output signal and the linear voltage generator 10 is compared with the output voltage of the AC source 1 in the first threshold element 11, at the output

которого формируетс  напр жение Ui /j пр моугольной формы с переменной скважностью. Положение переднего и заднего фронта напр жени  U. мен етс  от цикла к циклу вследствие изменени  величины напр жени  , при этом скорость изменени  этого напр жени  выбираетс  на 2-3 пор дка меньше скорости изменени  напр жени  Uw. Сформированное на выходе первогоwhich forms a rectangular-shaped voltage Ui / j with a variable duty cycle. The positions of the leading and trailing edges of the voltage U. vary from cycle to cycle due to a change in the voltage value, and the rate of change of this voltage is chosen 2–3 times less than the rate of change of voltage Uw. Formed at the exit of the first

порогового элемента 11 напр жение U : поступает на вход интегратора 13, на выходе которого формируетс  напр жение Uif . Изменение напр жени  Uj ,поступающее на вход формировател  12,the threshold element 11; the voltage U: is fed to the input of the integrator 13, at the output of which the voltage Uif is formed. The change in voltage Uj arriving at the input of the driver 12,

вызывает обнуление интегратора 13,causes the integrator to reset to 13,

I)I)

Выходное напр жение усилител  3,Output voltage of amplifier 3,

пропорциональное величине магнитной проницаемости материала контроли-proportional to the magnetic permeability of the material

руемого издели , поступает на второй вход делител  17, выходное напр жение иof the product to be driven, is fed to the second input of the divider 17, the output voltage and

24 которого, пропорциональное сравниваетс  с выходным напр -24 which is proportional to the output eg

13 во втором при этом на13 in the second while on

//с, //with,

жением И интегратора пороговом элементе 14, его выходе формируетс  напр жение U2; Напр жени  1 и U поступают на со- ответствующие входы элемента ИСКШО- ЧАЮГЩЕ ИЛИ 15, на выходе которого формируетс  напр жение U2g , поступающее на управл ющий вход аналогового ключа 5, В результате этого напр жение Ujj поступает на вход счетчика 6 им пульсов, с выхода которого после окончани  импульса напр жени  информаци  передаетс  счетчику 6 и блоку 7 пам ти, который регистрирует текущую частоту следовани  шумов Баркгаузена относительно пол  пере- магничивани . Сброс счетчика 6 импульсов осуществл етс  напр жением изо блока 7 пам ти и происходит посредством выходного сигнала третьего- порогового элемента 19,And, by integrating the threshold element 14, the voltage U2 is formed at its output; Voltages 1 and U are fed to the corresponding inputs of the element TILT-SIGNATED OR 15, at the output of which a voltage U2g is formed, coming to the control input of the analog switch 5. As a result, the voltage Ujj is fed to the input of the pulse counter 6, pulses the output of which, after the end of the voltage pulse, information is transmitted to counter 6 and memory block 7, which registers the current Barkhausen noise frequency relative to the magnetization field. The reset of the pulse counter 6 is carried out by the voltage from the memory unit 7 and takes place via the output signal of the third threshold element 19,

Накопленна  в блоке 7 пам ти информаци  об огибающей текущего числа щумов Баркгаузена преобразуетс  блоком 8 анализа и подаетс  на индикатор 9,The information about the envelope of the current number of barkhausen accumulated in memory block 7 is converted by analysis block 8 and fed to indicator 9,

Claims (2)

1. Способ контрол  физико-механических свойств ферромагнитных изделий заключающийс  в перемагничивании изт дели  магнитным полем низкой частоты и регистрации энергетических и эмиссионных сигналов магнитомеханического эффекта Баркгаузена при различных значени х величины пол  перемагничи-г вани , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности контрол , регистрацию сигналов производ т в интервалах приращени  полей, длительность которых мен ют обратно пропорционально магнитной проницаемости материала издели ,и по результатам измерени  суд т о физико-механических свойствах контролируемого издели ,1. A method of controlling the physicomechanical properties of ferromagnetic products consists in reversing magnetic field from a low frequency magnetic field and recording energy and emission signals of the Barkhausen magnetomechanical effect at various values of the magnetics field of magnetic reagents, characterized in that, in order to increase the control accuracy, Signals are recorded in increments of fields, the duration of which varies inversely proportional to the magnetic permeability of the material of the product, and according to the results of measures on the physicomechanical properties of the controlled product, 2. Устройство контрол  физико-механических свойств ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные источник переменного тока , электромагнитный преобразователь.2. A device for controlling the physical and mechanical properties of ferromagnetic products, containing a series-connected AC source, an electromagnetic transducer. усилитель, ограничитель, аналоговый ключ, счетчик импульсов, блок пам ти, блок анализа и индикатор, последовательно соединенные генератор линейного напр жени  и первый пороговый элемент , второй вход которого подключен к выходу источника переменного тока, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности контрол , оно снабжено последовательно соединенными формирователем, интегратором, вторым пороговым элементом и элементом ИСКПЮЧАЮ1ЦЕГ: ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом аналогового ключа, последовательно соединенными первым блоком опорного напр жени  и делителем, выход которого соединен с вторым входом второго порогового элемента, последовательно соединенными вторым блоком опорного напр жени  и третьим пороговым элементом , соединенным с генератором линейного напр жени , выход которогоamplifier, limiter, analog switch, pulse counter, memory unit, analysis unit and indicator connected in series to a linear voltage generator and the first threshold element, the second input of which is connected to the output of an alternating current source, characterized in that, in order to increase the accuracy of control , it is equipped with a serially connected driver, an integrator, a second threshold element, and an UNDERFORCED: OR element, the output of which is connected to the control input of the analog switch, are serially connected and the first block of the reference voltage divider and whose output is coupled to a second input of the second threshold element, serially connected second block of the reference voltage and a third threshold element connected to the linear generator voltage, the output of which дополнительно соединен с вторым входом третьего порогового элемента, выход первого порогового элемента соединен с входами интегратора и формировател  и с вторым входом элементаadditionally connected to the second input of the third threshold element, the output of the first threshold element is connected to the inputs of the integrator and the driver and the second input of the element ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, выход усилител  дополнительно соединен с вторым входом делител , дополнительный выход источника переменного тока соединен с управл ющим входом счетчика импульсов,EXCLUSIVE OR, the amplifier output is additionally connected to the second input of the divider, the auxiliary output of the AC source is connected to the control input of the pulse counter, а выход третьего порогового элементаand the output of the third threshold element дополнительно соединен с управл ющим входом блока пам ти.additionally connected to the control input of the memory unit. Фиг. 2FIG. 2