Способ магнитооптического контроля магнитного электропроводящего материала

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ МАГНИТООПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ МАГНИТНОГО ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Павлюченко Владимир Васильевич Дорошевич Елена Сергеевна(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Способ магнитооптического контроля магнитного электропроводящего материала, заключающийся в том, что на контролируемый материал периодически воздействуют импульсными магнитными полями, визуализируют взаимодействие последних со структурой материала и по полученным изображениям идентифицируют физико-механические свойства материала по заранее выявленным корреляционным зависимостям, отличающийся тем, что для визуализации используют магнитооптическую пленку, которую прикладывают на контролируемый материал и воздействуют на последний одиночными импульсами магнитного поля в виде полусинусоиды, характеризующимися различными временами нарастания импульсови величинами напряженности поля с обеспечением возможности проникновения в контролируемый материал на различную эффективную глубину, определяемую по времениимпульсов, для каждого импульса получают соответствующие изображения распределения доменной структуры магнитооптической пленки в моменты времени, наслаивают эти изображения друг на друга и находят распределение удельной электропроводностиконтролируемого материала и его дефектов по глубине по изменению изображения распределения доменной структуры в слое,причем, если толщинаматериала меньше или равна предельной толщинепред, гдепред, где- коэффициент, определяемый в зависимости от , величину максимальной тангенциальной составляющей напряженности воздействующего магнитного полякаждого импульса вычисляют по формуле- ,где- величина максимальной тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности материала- коэффициент, определяемый в зависимости оти,10440 1 2008.04.30 или, если толщинаматериала больше предельной толщиныпред,вычисляют по формуле 11,где- коэффициент, равный отношению величин максимальных тангенциальных составляющих магнитного поля индукционных токови воздействующего поляпри толщине материала , стремящейся к бесконечности- коэффициент, определяемый в зависимости оти. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества электропроводящих материалов. Известен способ электромагнитного контроля 1, заключающийся в том, что на объект воздействуют электромагнитным импульсным полем в виде последовательности пилообразных импульсов с равными амплитудами и регистрируют параметры взаимодействия указанного поля и объекта, по которым определяют состояние объекта. Однако этот способ обладает недостаточной надежностью. Прототипом предлагаемого изобретения является магнитоимпульсный способ контроля материалов 2, заключающийся в том, что на контролируемый материал воздействуют периодически повторяющимися импульсными магнитными полями, визуализируют взаимодействие этих полей со структурой материала и по полученным изображениям идентифицируют физико-механические свойства материала по заранее выявленным корреляционным зависимостям. Однако этот способ не обладает достаточной надежностью. Задачей изобретения является повышение надежности контроля электрических и магнитных свойств и параметров дефектов изделий из магнитных и электропроводящих материалов. Поставленная задача достигается тем, что в способе магнитооптического контроля магнитного электропроводящего материала на контролируемый материал периодически воздействуют импульсными магнитными полями, визуализируют взаимодействие последних со структурой материала и по полученным изображениям идентифицируют физикомеханические свойства материала по заранее выявленным корреляционным зависимостям,для визуализации используют магнитооптическую пленку, которую прикладывают на контролируемый материал и воздействуют на последний одиночными импульсами магнитного поля в виде полусинусоиды, характеризующимися разными временами нарастания импульсови величинами напряженности поля с обеспечением возможности проникновения в контролируемый материал на различную эффективную глубину, определяемую по времениимпульсов, для каждого импульса получают соответствующие изображения распределения доменной структуры магнитооптической пленки в моменты времени, наслаивают эти изображения друг на друга и находят распределение удельной электропроводностиконтролируемого материала и его дефектов по глубине по изменению изображения распределения доменной структуры в слое, причем, если толщинаматериала меньше или равна предельной толщинепред, гдепредр , где р - коэффициент, определяемый в зависимости от , величину максимальной тангенциальной составляющей напряженности воздействующего магнитного полякаждого импульса находят по формуле- ,где- величина максимальной тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности материала- коэффициент, определяемый в зависимости оти,2 10440 1 2008.04.30 или, если толщинаматериала больше предельной толщиныпред,вычисляют по формуле(1(11,где- коэффициент, равный отношению величин максимальных тангенциальных составляющих магнитного поля индукционных токови воздействующего поляпри толщине материала , стремящейся к бесконечности- коэффициент, определяемый в зависимости оти. Изобретение осуществляется следующим образом. На материал с приложенной к нему магнитооптической пленкой воздействуют импульсами магнитного поля с разными временами нарастанияи по изображениям доменной структуры пленки, соответствующим распространению магнитного поля на разные глубины в материал, находят распределение удельной электропроводностиматериала и его дефектов по его слоям. Для обеспечения надежности контроля необходимо выводить доменную структуру магнитооптической пленки в моменты контроля в одно и то же состояние в рабочем диапазоне полей. Значит, в моменты временидля каждого импульса величина максимальной тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности однородного материала Ндолжна быть одной и той же. Как показали исследования, зависимость величины Нполя индукционных токов на поверхности материала носит на начальном участке линейный характер(1),где- коэффициент, зависящий оти. Предельная толщина материалапред, при которой выполняется соотношение (1) равна(2)предгде р - коэффициент, зависящий от . Величина максимальной тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности материала Нпри величине напряженности воздействующего магнитного поля Нравна(3). Из (1) и (3) находим величину напряженности воздействующего поля, обеспечивающую одну и ту же величину Нна поверхности материала прид(4)Н- . Припред зависимость величиныотносит экспоненциальный характер и описывается найденной эмпирической формулой(5)(1),где- коэффициент, зависящий оти,- коэффициент, равный отношению величин максимальных тангенциальных составляющих магнитного поля индукционных токови воздействующего поляпри толщине материала , стремящейся к бесконечности(6)Используя (5) и (3) находим напряженность воздействующего поля, обеспечивающего одинаковуюна поверхности однородного материала при разных временах нарастания воздействующего поля(7)(1(11. Условия применения формул (4) и (7) в исследованном диапазоне магнитных полей соответствует величинам полей,(8) Таким образом, воздействуя на материал одиночными импульсами магнитного поля в виде полусинусоиды с разными временами нарастания импульсови величинами полей, определяемыми из (4) и (7), находят соответствующие им изображения доменной структуры магнитооптической пленки в моменты времени, накладывают изображения друг на друга и находят распределение удельной электропроводностиматериала и его дефектов по глубине. Так для однородного материала изображение доменной структуры магнитооптической пленки для всех импульсов будет одинаковым. Если же в материале имеются дефекты сплошности или участки с другой величиной удельной электропроводности, то и величина полянад ними будет другой, а, значит, и доменная структура будет иметь другое распределение. Глубину залегания этих неоднородностей материала находят по времениимпульса, соответствующего эффективной глубине проникновения магнитного поля в материал, при воздействии которым начинают проявляться неоднородности доменной структуры магнитооптической пленки. 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.