SU1597709A1 - Apparatus for determining physico-mechanical properties of articles from ferromagnetic materials - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  неразрушающего контрол  изделий из ферромагнитных материалов. Цель изобретени  - повышение точности. Устройство содержит блок намагничивани , преобразователь, расположенные в нем два магниточувствительных элемента, два блока измерени , блок коммутации и два канала обработки, один из которых включает первый пиковый детектор и блок возведени  в квадрат, а другой канал фильтр и второй пиковый детектор. С выходов этих каналов сигналы, пропорциональные соответственно выходному сигналу U₁ первого магниточувствительного элемента и разности U₁-U₂ сигналов магниточувствительных элементов, поступают на вход блока делени . Определ емое в блоке делени  отношение определ етс  только величиной H_R @ (H_R @ - значение нормальной составл ющей остаточного пол  на поверхности издели ) и не зависит от величины зазора. 3 ил.The invention relates to non-destructive testing of products from ferromagnetic materials. The purpose of the invention is to improve accuracy. The device contains a magnetization unit, a transducer, two magnetosensitive elements located therein, two measurement units, a switching unit and two processing channels, one of which includes the first peak detector and a squaring unit, and the other channel the filter and the second peak detector. From the outputs of these channels, signals proportional to the output signal U _{1 of the} first magnetically sensitive element and the difference U ₁ -U ₂ signals of the magnetically sensitive elements, respectively, are fed to the input of the division unit. The ratio determined in the division unit is determined only by the value of H _R @ (H _R @ is the value of the normal component of the residual field on the surface of the product) and does not depend on the size of the gap. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к области неразрушающего, контрол  изделий из ферромагнитных материалов и может быть использовано при контроле термической обработки в любых отрасл х промышленности.The invention relates to the field of non-destructive testing of products made of ferromagnetic materials and can be used to control heat treatment in any industry.

Цель изобретени  - повьш1ение точности контрол  за счет устранени  вли ни  зазора между преобразователем и изделием.The purpose of the invention is to increase the control accuracy by eliminating the influence of the gap between the transducer and the product.

На фиг. 1 представлено взаимное расположение магниточувствительных элементов в преобр азователе; на фиг. 2 - структурна  схема устройства; на фиг. 3 - осциллограмма выходного сигнала блока коммутации.FIG. 1 shows the relative position of the magnetically sensitive elements in the converter; in fig. 2 is a block diagram of the device; in fig. 3 - oscillogram of the output signal of the switching unit.

Устройство .содержит последовательно соединенные блок 1 намагничивани , преобразователь 2, расположенный в нем первый магниточувствительный элемент 3, первый блок 4 измерени , коммутатор 5, первый пиковый детектор 6, блок 7 возведени  в квадрат, блок 8 делени , блок 9 индикации, второй магниточувствительный элемент 10, второй блок 11 измерени , вход которого подключен к второму магниточувстви- тельному элементу 10, а выход - к второму входу блока 5 коммутации, после- довательно.сое ненные фильтр 12, второй пиковый детектор 13, вход фильтра подключен к выходу блока 5 коммутации , выход второго пикового детектоСЛThe device contains serially connected magnetization unit 1, transducer 2, the first magnetically sensitive element 3 located therein, first measurement unit 4, switch 5, first peak detector 6, squaring unit 7, dividing unit 8, display unit 9, second magnetosensitive element 10, the second measurement unit 11, the input of which is connected to the second magnetically sensitive element 10, and the output to the second input of the switching unit 5, successively connected filters 12, the second peak detector 13, the input filter connected n to the output switching unit 5, the output of the second peak detektoSL

со with

о соabout with

а 13 подключен к второму входу блока 8 делени . .and 13 is connected to the second input of the dividing unit 8. .

Устройство работает следующим об- The device works as follows:

разом. at once.

После включени  устройства блок 1 намагничивани  формирует серию импульсов , которые поступают в преобразователь 2. Контролируемое изделие намагничиваетс  с помощью соленоида, рас- положенного в преобразователе 2. Нор мальна  составл юща  пол  остаточной намагниченности считываетс  магнито- чувствительными элементами 3 и 10, расположенньми в преобразователе 2 на оси намагничивающего соленоида. Сиг- налы с магниточувствительных элементов 3 и 10 поступают на первый А и второй 1.1 блоки измерени  соответственно. Выходные сигналы U и U с блоков 4 и 11 измерени  поступают на первый и второй входы блока 5 коммутации. Выходной сигнал (фиг. 3) с блока 5 коммутации поступает на входы фильтра 12 и пикового детектора 13. С выхода первого пикового детектора 6 выходной сигнал, пропорциональный выходному сигналу и, первого магниточувствитель- наго элемента 3, поступает на вход блока 7 возведени  в квадрат. Одновременно сигнал с блока 5 коммутации поступает на вход фильтра 12, настроенного на частоту коммутации. С выхода фильтра 12 выходной сигнал, пропорциональный разности сигналов магниточувствительных элементов 4 и 11 (U - Uj), постг пает на вход второго пикового детектора 13, где он детектируетс  и поступает на вход блока 8 делени . Выходной сигнал с блока 8 деле- ни  поступает на блок 9 индикации.After switching on the device, the magnetization unit 1 forms a series of pulses that enter the converter 2. The controlled product is magnetized using a solenoid located in the converter 2. The normal component of the residual magnetization field is read by the magnetosensitive elements 3 and 10 located in the converter 2 on the axis of the magnetizing solenoid. The signals from the magnetically sensitive elements 3 and 10 arrive at the first A and second 1.1 measurement units, respectively. The output signals U and U from measurement units 4 and 11 are fed to the first and second inputs of switching unit 5. The output signal (Fig. 3) from the switching unit 5 is fed to the inputs of the filter 12 and the peak detector 13. From the output of the first peak detector 6, the output signal proportional to the output signal and, the first magnetically sensitive element 3, is fed to the input of the squaring block 7 . At the same time, the signal from the switching unit 5 is fed to the input of the filter 12, which is tuned to the switching frequency. From the output of the filter 12, an output signal proportional to the difference of the signals of the magnetically sensitive elements 4 and 11 (U - Uj) is fed to the input of the second peak detector 13, where it is detected and fed to the input of the dividing unit 8. The output signal from block 8 is fed to display block 9.

Зависимость величины нормальной со ставл ющей Н пол  остаточной намагнИ ченности от рассто ни  до контролируемой поверхности с достаточной точно- стью можно аппроксимировать вьфажениемThe dependence of the magnitude of the normal H component of the residual magnetization field on the distance to the test surface can be approximated with sufficient accuracy by extrusion

Н,H,

г - 1 + kh  g - 1 + kh

где Н - значение нормальной состав- л ющей пол  на поверхности издели ;where H is the value of the normal component of the floor on the surface of the product;

h - рассто ние от поверхности; k - коэффициент пропорциональности .h is the distance from the surface; k - coefficient of proportionality.

Изменение нормальной составл ющей заданном рассто нии h равноThe change in the normal component of a given distance h is equal to

НH

ЛН г LN g

(1 + kh)2(1 + kh) 2

kdh.kdh.

Разделив квадрат первого выражени  на второе, получаютBy dividing the square of the first expression by the second, you get

( ) У 1 ч- kh () 1 h- kh

(1 + kh)2(1 + kh) 2

Q Q

5050

Так как величины k и d посто нные, то отношение определ етс  только величиной Н , котора , в свою очередь, определ етс  физико-механическими свойствами издели  и не зависит от величины зазора, .Since the values of k and d are constant, the ratio is determined only by the value of H, which, in turn, is determined by the physicomechanical properties of the product and does not depend on the size of the gap,.

Claims (1)

Формула изоб.ретени Formula Устройство дл  определени  физико- механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные блок намагничивани , преобразователь, расположенный в нем магниточувствительный элемент, первый блок измерени  и блок индикации, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности, оно снабжено последовательно, соединенными подключенньт -к выходу первого блока измерени  блоком коммутации, первым пиковым детектором, блоком возведени  в квадрат и блоком делени , выход которого подключен к блоку индикации , последовательно соединенньши вторым магниточувствительным элементом и вторым блоком измерени , выход которого подсоединен к второму входу блока коммутации, и последовательно соединенными фильтром и вторым пиковым детектором, выход которого подключен к второму входу блока делени , а вход фильтра подключен к выходу блока коммутации.A device for determining the physicomechanical properties of products made of ferromagnetic materials, containing a magnetization unit connected in series, a transducer, a magnetically sensitive element located in it, a first measurement unit and an indication unit, characterized in that it is equipped in series with connected devices - to the output of the first measurement unit by the switching unit, the first peak detector, the squaring unit and the dividing unit, the output of which is connected to the indication unit and sequentially soedinennshi second magnetically sensitive element and the second measuring unit, the output of which is connected to the second input of the switching unit and series connected filter and second peak detector whose output is connected to the second input of the dividing unit, and the filter input is connected to the output of the switching unit. i- Or-rJi- Or-rJ WTlJWTlJ лЬb 00 LTLT 8eight Фм.2Fm.2