Способ контроля электрических и магнитных свойств изделия из электропроводящего магнитного материала, а также дефектов сплошности в нем

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА, А ТАКЖЕ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ В НЕМ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Павлюченко Владимир Васильевич Дорошевич Елена Сергеевна Сычик Василий Андреевич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Способ контроля электрических и магнитных свойств изделия из электропроводящего магнитного материала, а также дефектов сплошности в нем, в котором рассчитывают временную зависимость магнитного поля 1, соответствующую заранее заданным условиям взаимного расположения датчика магнитного поля и поверхности исследуемого изделия, а также воздействия указанного поля на них, записывают зависимость 1 на элементы памяти в виде распределения уровней напряжения, рассчитывают параметры импульса напряжения 1, подаваемого на первичный источник магнитного поля для реализации поля 1 на поверхности изделия, записывают рассчитанную зависимость 1 на элементы памяти, после чего, используя импульс 1, воздействуют импульсом магнитного поля на изделие и датчик, измеряют временную зависимость величины усредненной напряженности магнитного поля 2 на всей контролируемой поверхности изделия или на ее части, значительно превышающей плоскостные размеры дефектов сплошности и участков с отличной от остального материала изделия удельной электропроводностью и магнитной проницаемостью, записывают 2 на элементы памяти, сравнивают зависимости 1 и 2 и находят временную зависимость величины разностного сигнала 2 - 1, корректируют зависимость 1 с учетом найденного разностного сигнала для нахождения параметров импульса напряжения 2, воздействуют на изделие и датчик импульсом магнитного поля, используя импульс 2, измеряют временную зависимость величины усредненной напряженности магнитного поля 3 на контролируемой поверхности, записывают ее на элементы памяти, сравнивают зависимости 1 и 3, затем находят величину их разностного сигнала и корректируют зависимость 2 для нахождения параметров импульса 3 аналогично предыдущему этапу измерений,воздействуют на изделие и датчик импульсом магнитного поля, используя импульс 3,затем продолжают указанную последовательность операций до получения зависимости, реализующей зависимость 1 с заданной заранее точностью, после чего воздействуют на изделие и датчик импульсом магнитного поля, используя импульс , и определяют искомые свойства материала изделия по отклонению измеренной величины 12172 1 2009.08.30 напряженности магнитного поля над конкретными его участками от напряженности поля над остальной контролируемой поверхностью. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля электрических и магнитных свойств материалов, а также дефектов сплошности в них. Известен способ электромагнитного контроля 1, заключающийся в том, что на объект воздействуют электромагнитным импульсным полем в виде последовательности импульсов с равными амплитудами и регистрируют параметры взаимодействия, по которым определяют состояние объекта. Однако этот способ не обладает достаточной надежностью. Прототипом предлагаемого изобретения является магнитоимпульсный способ контроля материалов 2, заключающийся в том, что на контролируемое изделие воздействуют импульсными магнитными полями и по величине напряженности магнитного поля на его поверхности определяют свойства изделия. Однако этот способ не обладает достаточной надежностью. Задачей изобретения является повышение надежности контроля материалов на наличие в них внутренних дефектов и определение электрических свойств материалов. Поставленная задача достигается тем, что в способе контроля электрических и магнитных свойств изделия из электропроводящего магнитного материала, а также дефектов сплошности в нем рассчитывают временную зависимость магнитного поля 1, соответствующую заранее заданным условиям взаимного расположения датчика магнитного поля и поверхности исследуемого изделия, а также воздействия указанного поля на них, записывают зависимость 1 на элементы памяти в виде распределения уровней напряжения,рассчитывают параметры импульса напряжения 1, подаваемого на первичный источник магнитного поля для реализации поля 1 на поверхности изделия, записывают рассчитанную зависимость 1 на элементы памяти, после чего, используя импульс 1,воздействуют импульсом магнитного поля на изделие и датчик, измеряют временную зависимость величины усредненной напряженности магнитного поля 2 на всей контролируемой поверхности изделия или на ее части, значительно превышающей плоскостные размеры дефектов сплошности и участков с отличной от остального материала изделия удельной электропроводностью и магнитной проницаемостью, записывают 2 на элементы памяти, сравнивают зависимости 1 и 2 и находят временную зависимость величины разностного сигнала 2-1, корректируют зависимость 1 с учетом найденного разностного сигнала для нахождения параметров импульса напряжения 2, воздействуют на изделие и датчик импульсом магнитного поля, используя импульс 2, измеряют временную зависимость величины усредненной напряженности магнитного поля 3 на контролируемой поверхности, записывают ее на элементы памяти, сравнивают зависимости 1 и 3, затем находят величину их разностного сигнала и корректируют зависимость 2 для нахождения параметров импульса 3 аналогично предыдущему этапу измерений, воздействуют на изделие и датчик импульсом магнитного поля, используя импульс 3, затем продолжают указанную последовательность операций до получения зависимости , реализующей зависимость 1 с заданной заранее точностью, после чего воздействуют на изделие и датчик импульсом магнитного поля, используя импульс , и определяют искомые свойства материала изделия по отклонению измеренной величины напряженности магнитного поля над конкретными его участками от напряженности поля над остальной контролируемой поверхностью. Изобретение осуществляют следующим способом. Задают условия, в которых должны находиться датчик магнитного поля и поверхность материала. Например, в течение определенного промежутка времени датчик должен нахо 2 12172 1 2009.08.30 диться в импульсном магнитном поле с постоянной величиной напряженности в случае однородного материала. Тогда по величине отклонения напряженности магнитного поля по точкам поверхности от установленной величины можно находить положения дефектов в материале и положение участков с отличной удельной электропроводностью. Далее рассчитывают параметры импульсов магнитного поля 1, соответствующие этим условиям,и записывают зависимость 1 на элементы памяти в виде распределения уровней напряжения, рассчитывают параметры импульса напряжения 1, подаваемого на первичный источник поля, например, линейный токопровод, обеспечивающий параметры импульса поля 1. В случае отсутствия ферромагнетиков в цепи первичного источника форма импульса поля повторяет форму импульса тока источника. Записывают импульсы 1 на элементы памяти. После этого воздействуют импульсом магнитного поля на материал и датчик, применяя импульсы напряжения 1, с помощью которого регулируют величину тока, проходящему по первичному источнику поля. В процессе воздействия импульсом магнитного поля измеряют датчиком магнитного поля зависимость величины напряженности магнитного поля 2 на поверхности материала, определяемую полями первичного и вторичного (токами в материале) источников. При этом одним датчиком с большими плоскостными размерами или несколькими миниатюрными датчиками находят величину усредненной напряженности магнитного поля. Размеры этой контролируемой поверхности должны значительно превышать плоскостные размеры дефектов сплошности и участков с отличной от остального материала удельной электропроводностью и магнитной проницаемостью. Так как все расчеты имеют погрешность, то 2 не совпадает с 1. Для того, чтобы реализовать зависимость 1, производят следующие операции. Записывают 2 на элементы памяти, сравнивают 1 и 2 и находят зависимость величины разностного сигнала 2-1 от времени. Для получения более точного совпадения получаемого экспериментально импульсас рассчитанным импульсом 1 корректируют 1 и получают 2. Корректировку осуществляют с учетом величины и знакапо точкам зависимости от времени. Так, если в какой-то момент времени (1)0, то величину (1) для этого момента увеличивают, если(1)0, то (1) уменьшают, причем величина увеличения или уменьшения зависит от абсолютной величины (1). После этого воздействуют на материал с датчиком полем импульса 2 и находят зависимость 3, которая с еще большей точностью реализует зависимость 1. Последовательность воздействий на материал импульсами магнитного поля, измерения величины усредненной напряженности магнитного поля и определения параметров импульса напряженияпродолжают до получения импульса, реализующего импульс магнитного поля 1 с заданной точностью. После этого воздействуют на материал с датчиком полем импульсаи получают информацию о свойствах материала по величине напряженности магнитного поля, которая над участками материала с отличной удельной электропроводностью или магнитной проницаемостью или с дефектами сплошности отличается от величины напряженности магнитного поля над остальным материалом. Источники информации 1. Мельгуй М.А. Магнитный контроль механических свойств сталей. - Мн. Наука и техника, 1980. - С. 157-162. 2. Методы неразрушающих испытаний / Под ред. Шарпа. - М. Мир, 1972. - С. 394-412 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3