Магнитоимпульсный способ контроля электрических и магнитных свойств и наличия дефектов сплошности изделия из электропроводящего магнитного материала, а также его толщины

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МАГНИТОИМПУЛЬСНЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ И НАЛИЧИЯ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА, А ТАКЖЕ ЕГО ТОЛЩИНЫ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Павлюченко Владимир Васильевич Дорошевич Елена Сергеевна Сычик Василий Андреевич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(56) МЕЛЬГУЙ М. А. Магнитный контроль механических свойств сталей. - Минск Наука и техника, 1980. - С. 157-163.2118816 С 1, 1998.1677680 1, 1991.4271393 , 1981.(57) Магнитоимпульсный способ контроля электрических и магнитных свойств и наличия дефектов сплошности изделия из электропроводящего магнитного материала, а также его толщины, 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 1, 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 интегральным датчиком магнитного поля, состоящим из матрицы локальных датчиков,например датчиков Холла, временную зависимость суммарного для всех датчиков матрицы сигнала от времени 2, нормированную по амплитуде с сигналом 1, сравнивают зависимость 2 и развертываемую синхронно с ней в одном масштабе времени зависимость 1, и по разности напряжений 2-1 в каждый момент действия поля, создаваемого импульсом напряжения 1, корректируют импульс 1 так,чтобы реализовать зависимость 1, управляя магнитным полем в процессе его воздействия, и одновременно с этим записывают на элементы памяти временную зависимость для каждого датчика матрицы и суммарный сигналвсех датчиков матрицы, а толщину изделия, а также распределения его удельной электропроводности, магнитной проницаемости и дефектов сплошности определяют путем сравнения зависимостейкаждого датчика матрицы с временной зависимостью суммарного сигнала всех датчиков магнитного поля. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества изделий из электропроводящих и магнитных материалов. 12173 1 2009.08.30 Известен магнитоимпульсный способ контроля материалов 1, заключающийся в том,что на контролируемый объект воздействуют периодически повторяющимися импульсными магнитными полями и по параметрам взаимодействия этих полей со структурой материала определяют физико-механические свойства материала. Однако этот способ не обладает достаточной надежностью. Прототипом предлагаемого изобретения является способ электромагнитного контроля 2, заключающийся в том, что на объект воздействуют электромагнитным импульсным полем в виде последовательности импульсов с равными амплитудами и регистрируют параметры взаимодействия указанного поля и объекта, по которым определяют состояние объекта. Однако этот способ не обладает достаточной надежностью. Задачей изобретения является повышение надежности контроля электрических и магнитных свойств и параметров дефектов объектов из электропроводящих и магнитных материалов. Поставленная задача достигается тем, что в магнитоимпульсном способе контроля электрических и магнитных свойств и наличия дефектов сплошности изделия из электропроводящего магнитного материала, а также его толщины, 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 1, 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 интегральным датчиком магнитного поля,состоящим из матрицы локальных датчиков, например датчиков Холла, временную зависимость суммарного для всех датчиков матрицы сигнала от времени 2, нормированную по амплитуде с сигналом 1, сравнивают зависимость 2 и развертываемую синхронно с ней в одном масштабе времени зависимость 1 и по разности напряжений 2-1 в каждый момент действия поля, создаваемого импульсом напряжения 1, корректируют импульс 1 так, чтобы реализовать зависимость Н 1, управляя магнитным полем в процессе его воздействия, и одновременно с этим записывают на элементы памяти временную зависимостьдля каждого датчика матрицы и суммарный сигналвсех датчиков матрицы, а толщину изделия, а также распределения его удельной электропроводности, магнитной проницаемости и дефектов сплошности определяют путем сравнения зависимостейкаждого датчика матрицы с временной зависимостью суммарного сигнала всех датчиков магнитного поля. Изобретение осуществляют следующим способом. Задают условия, в которых должны находиться датчик магнитного поля и поверхность материала. Например, в течение определенного промежутка времени датчик должен находиться 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 и магнитной проницаемостью. Далее рассчитывают параметры импульсов магнитного поля 1,соответствующие этим условиям, и записывают зависимость Н 1 на элементы памяти в виде распределения уровней напряжения. Затем рассчитывают параметры импульса напряжения 1, который надо подать на первичный источник магнитного поля для того,чтобы зависимостьна поверхности объекта соответствовала зависимости 1. Записывают 1 на элементы памяти, после чего воздействует импульсом магнитного поля на материал и датчик, применяя импульсы напряжения 1, измеряют суммарный сигнал 2 12173 1 2009.08.30 2 матрицы датчиков магнитного поля, например датчиков Холла, помещенной на поверхности материала. С начала действия этого импульса измеряют суммарный сигнал 2 интегрального датчика магнитного поля, помещенного на поверхность материала. Этот датчик представляет собой матрицу локальных датчиков магнитного поля, например датчиков Холла. Сигнал 2 в идеале должен соответствовать расчетному сигналу 1. Однако в действительности в силу разных причин эти сигналы не совпадают. Для того чтобы их сравнить, надо нормировать сигнал 2, т.е. чтобы уровни сигнала 2 соответствовали величинам напряженности магнитного поляв 1, и корректируют в процессе действия импульса поля, в каждый момент времени, приближая его параметры к параметрам рассчитанного импульса 1. Для этого зависимость 1 считывают с элементов памяти и развертывают синхронно и в одном масштабе времени с зависимостью 2. Если разность сигналов 2-10 в какой-то момент времени, то в этот момент уменьшают величину напряжения 1 первичного источника, если 0, то напряжение увеличивают. Это достигают, например, путем подачи разностного сигнала на вход управляемого усилителя в цепи первичного источника поля. Таким образом, управляют магнитным полем в процессе его распространения. При этом о распределении в материале удельной электропроводности, магнитной проницаемости и наличии в нем дефектов сплошности судят по зависимостям сигналов , снимаемых с каждого локального датчика матрицы, которые также записывают на элементы памяти. Например, если под каким-либо датчиком матрицы находится участок материала с большей удельной электропроводностью, то его зависимостьидет выше зависимостей других датчиков. Если же под каким-либо датчиком толщина электропроводящего материала меньше, чем под другими датчиками, то и величина напряженности импульсного магнитного поля над этим участком материала будет также меньше, чем над другими участками, и зависимостьдля этого датчика пойдет ниже, чем для других датчиков матрицы. Источники информации 1. Методы неразрушающих испытаний / Под ред. Шарпа. - М. Мир, 1972. - С. 394-412. 2. Мельгуй М.А. Магнитный контроль механических свойств сталей. - Минск. Наука и техника, 1980. - С. 157-162 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3