Устройство для импульсного магнитного контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики НАН Беларуси(72) Авторы Матюк Владимир Федорович Кратиров Валерий Борисович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики НАН Беларуси(57) Устройство для импульсного магнитного контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов, содержащее генератор импульсов, намагничивающий соленоид, измерительную катушку, расположенную на одном торце соленоида, и два интегрирующих усилителя, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено второй измерительной катушкой, расположенной на противоположном торце соленоида, блоком вычитания и двухканальным блоком регистрации, выходы измерительных катушек подсоединены к входам интегрирующих усилителей, выходы которых соединены с входами блока вычитания, а выход блока вычитания соединен с входом двухканального блока регистрации,второй вход которого соединен с выходом второго интегрирующего усилителя.(56) 1. Акулов .С., Мельгуй М.А. Устройство для измерения твердости ферромагнитных изделий. - А.с.331303 // Бюл. изобр. - 1972. -9. - С. 129. 2. Цукерман В.Л., Олех Я.А., Матюк В.Ф., Линник И.И., Мельгуй М.А. Устройство для импульсного магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий. - А.с.1392486 // Бюл. изобр. - 1988. -16. - С. 205. 3. Герасимов В.Г., Покровский А.Д., Сухоруков В.Д. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль. - . Высшая школа, 1992. - С. 235. 20552005.09.30 Полезная модель относится к исследованиям физических и химических свойств материалов и сплавов и может быть использована на машиностроительных и металлургических предприятиях для неразрушающего контроля твердости и других механических свойств изделий из ферромагнитных сталей. Известно устройство для определения твердости ферромагнитных изделий 1, содержащее подключенный к источнику импульсного тока соленоид, внутри которого расположен феррозонд. Недостатком данного устройства является невозможность контроля высокоуглеродистых сталей. Известно также устройство для импульсного магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий 2, содержащее последовательно соединенные магниточувствительный элемент, блок измерения, блок памяти, блок сравнения,второй вход которого подключен к выходу блока измерения, регистр последовательного приближения, блок управления, программный генератор импульсов тока и соленоид, а также регистратор, входы которого соединены с выходом блока измерения и со вторым входом блока управления. Третий выход блока управления соединен со вторым входом блока памяти, четвертый - со вторым входом регистра, а пятый - со вторым входом блока измерения. Второй вход блока управления подключен ко второму входу блока измерения,а третий - ко второму выходу программного генератора. Недостатком известного устройства является невозможность контроля высокоуглеродистых сталей. Наиболее близким по технической сущности к настоящей полезной модели является устройство 3, содержащее генератор прямоугольных импульсов, подключенный к вихретоковому преобразователю, измерительная катушка которого подключена через первый интегрирующий усилитель ко второму, выход которого соединен с измерительным блоком. Недостатком данного устройства является невозможность контроля высокоуглеродистых сталей ввиду того, что максимальное и среднее значение магнитного потока за время импульса не коррелирует однозначно с механическими свойствами этих сталей. Задачей настоящей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего возможность контроля механических свойств высокоуглеродистых сталей. Сущность устройства заключается в том, что с целью обеспечения контроля механических свойств высокоуглеродистых сталей оно содержит генератор импульсов, соединенный с намагничивающим соленоидом, первую измерительную катушку, расположенную на одном торце соленоида и соединенную со входом первого интегрального усилителя,вторую измерительную катушку, расположенную на противоположном торце соленоида и соединенную со входом второго интегрирующего усилителя, блок вычитания, входы которого подсоединены к выходам соответствующих интегрирующих усилителей, а выход к первому входу двухканального блока регистрации, второй вход которого соединен с выходом второго интегрирующего усилителя. В отличие от известного в предлагаемом устройстве дополнительно введена вторая измерительная катушка, расположенная на противоположном торце соленоида и подсоединенная ко входу второго интегрирующего усилителя, блок вычитания, входы которого подсоединены к выходам соответствующих интегрирующих усилителей, и двухканальный блок регистрации (в качестве двухканального блока регистрации может быть применен двухкоординатный самописец, осциллограф или компьютер), первый вход которого подсоединен к выходу блока вычитания, а второй - к выходу второго интегратора, что позволяет проводить измерения динамической индукции и параметров петли гистерезиса в процессе импульсного намагничивания и тем самым обеспечить контроль механических свойств высокоуглеродистых сталей. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства по заявке. 2 20552005.09.30 На фиг. 2 показаны импульсы напряженности магнитного поляи динамической магнитной индукции В. На фиг. 3 показана петля динамического гистерезиса. На фиг. 4 представлена зависимость динамической индукции от твердости стали . Устройство для импульсного магнитного контроля механических свойств изделий из ферромагнитных материалов состоит (фиг. 1) из генератора 1 импульсов тока, намагничивающего соленоида 2, измерительных катушек 3 и 4, интегрирующих усилителей 5 и 6,блока 7 вычитания и двухканального блока 8 регистрации. Работает устройство следующим образом. Намагничивающий соленоид 2 устанавливают на контролируемое изделие (на фиг. 1 показано штриховой линией) торцом, в котором расположена первая измерительная катушка 4. Генератор 1 импульсов тока формирует импульсы, которые, проходя через намагничивающий соленоид 2, намагничивают испытуемое изделие. При этом в измерительной катушке 3 индуцируется сигнал, пропорциональный индукции от соленои тельной катушке 4 - пропорциональный скорости изменения суммарной индукции от(0), которая является производной по времени от 0. соленоида и металла выходе интегрирующего усилителя 5 при этом будет сигнал, пропорциональный 0 Н, а на выходе интегрирующего усилителя 6 - пропорциональный 0. При этом на выходе блока 7 вычитания формируется сигнал, пропорциональный динамической индукции В,который поступает на первый вход двухканального блока 8 регистрации. На второй вход этого блока поступает сигнал, пропорциональный намагничивающему полю 0. В результате двухканальный блок 8 регистрации рисует на своем экране (или ленте самописца) динамическую петлю магнитного гистерезиса. Пример записи такой петли представлен на фиг. 3. Как видно из фиг. 4, величина динамической индукции хорошо коррелирует с твердостьюстали 50 ХГФА, которая не поддается контролю известным методом. Эффективность предлагаемой полезной модели заключается в том, что она обеспечивает возможность измерения динамической индукции В, которая зависит не только от магнитных свойств контролируемого изделия, но и от его удельного электросопротивления. Это позволяет в ряде случаев получить однозначную связь между динамической индукцией и механическими свойствами изделия. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.