приставной ферромагнитный коэрцитиметр

Классы МПК:G01R33/12 измерение магнитных свойств образцов твердых или текучих материалов или изделий из них
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Башкирский государственный аграрный университет (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2002-11-04
публикация патента:

Изобретение относится к области магнитных измерений коэрцитивной силы локальных участков изделия. Предложен приставной ферромагнитный коэрцитиметр, содержащий П-образный сердечник с намагничивающей и размагничивающей обмотками, индикаторный элемент в виде ферромагнитного накопительного счетчика и сравнивающее устройство. Индикаторный элемент выполнен в виде двух ферромагнитных накопительных счетчиков с коэффициентами накопления, изменяющимися в противоположных направлениях элементов, установленных на боковых стержнях П-образного сердечника, выходы которых соединены с входом сравнивающего устройства, а намагничивающая, она же размагничивающая, обмотка установлена на среднем стержне. Измеряемая величина определяется разностью частот ферромагнитных накопительных счетчиков в сравнивающем устройстве, что позволяет повысить точность измерений и чувствительность. 1 ил.

Рисунок 1

Формула изобретения

Приставной ферромагнитный коэрцитиметр, содержащий П-образный сердечник с намагничивающей и размагничивающей обмоткой, индикаторный элемент в виде по меньшей мере одного ферромагнитного накопительного счетчика и сравнивающее устройство, отличающийся тем, что индикаторный элемент выполнен в виде двух ферромагнитных накопительных счетчиков с коэффициентами накопления противоположных знаков, установленных на боковых стержнях П-образного сердечника, выходы которых соединены с входом сравнивающего устройства, а намагничивающая, она же размагничивающая, обмотка установлена на среднем стержне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения коэрцитивной силы локальных участков изделия.

Известен приставной ферромагнитный коэрцитиметр, состоящий из феррозонда и приставного электромагнита [1]. Это устройство позволяет проводить измерения коэрцитивной силы на локальных участках ферромагнитного изделия, а также проводить послойный контроль качества термической обработки. Процесс измерения включает предварительное намагничивание и плавное размагничивание. За меру коэрцитивной силы принимается ток размагничивания, при котором полезный сигнал в измерительной обмотке феррозонда равен нулю.

Недостатком этого приставного ферромагнитного коэрцитиметра является то, что в индикаторной обмотке феррозонда электродвижущая сила не равна нулю при отсутствии внешнего постоянного магнитного поля, что приводит к дополнительной погрешности.

Известен приставной ферромагнитный коэрцитиметр, содержащий феррозонд на П-образном сердечнике, используемый в качестве индикаторного элемента, намагничивающую и размагничивающую обмотки, расположенные на перемычках сердечника феррозонда [2]. П-образный сердечник феррозонда и изделие образуют замкнутую магнитную цепь. На стержнях сердечника феррозонда расположены обмотки возбуждения, с помощью которых стержни периодически с удвоенной частотой доводятся до насыщения. На перемычках помещают измерительную обмотку - она же намагничивающая, с которой выделяется полезный сигнал с помощью индикаторной схемы.

Недостатком приставного ферромагнитного коэрцитиметра является то, что величина электородвижущей силы, создаваемой в индикаторной обмотке измеряемым постоянным магнитным полем, соизмерима с полем возбуждения, что снижает точность измерения.

Прототипом изобретения является приставной ферромагнитный коэрцитиметр [3], содержащий П-образный сердечник с намагничивающей и размагничивающей обмоткой, индикаторный элемент в виде по меньшей мере одного ферромагнитного накопительного счетчика и сравнивающее устройство.

Когда изделие не намагничено, частота выходного сигнала индикаторного элемента принимает значение f1, которое после намагничивания достигает значения f2. С помощью тока размагничивания доводят значение частоты выходного сигнала f2 до первоначального значения f1, на выходе сравнивающего устройства частота имеет нулевое значение, ток размагнивания при этом принимается за меру коэрцитивной силы.

Недостатком прототипа является отсутствие настройки на сигнал помехи, вызванный зазором между торцами П-образного сердечника и изделия, что снижает точность и чувствительность измерений.

Настоящее изобретение позволяет получить новый технический эффект повышения точности измерений и чувствительности.

Этот технический эффект достигается тем, что индикаторный элемент ферромагнитного накопительного счетчика выполнен в виде двух ферромагнитных накопительных счетчиков с коэффициентами накопления противоположных знаков, установленных на боковых стержнях П-образного сердечника, выходы которых соединены с входом сравнивающего устройства, а намагничивающая, она же размагничивающая, обмотка установлена на среднем стержне.

На чертеже представлена схема приставного ферромагнитного коэрцитиметра.

Приставной ферромагнитный коэрцитиметр содержит П-образный сердечник 1 с расположенной на нем намагничивающей и размагничивающей обмоткой 2 и индикаторные элементы 3 и 4, в виде двух ферромагнитных накопительных счетчиков, с коэффициентами накопления противоположных знаков, расположенные на боковых стержнях сердечника 1. Выходы индикаторных элементов подсоединены к входу сравнивающего устройства 5, а П-образный сердечник 1 и изделие 6 образуют замкнутую магнитную цепь.

Приставной ферромагнитный коэрцитиметр работает следующим образом.

Зазор между торцами сердечника 1 и изделием 6 существенно влияет на точность измерения и зависит от равномерности касания торцов П-образного сердечника 1 с поверхностью контролируемого изделия 6.

Обмотка намагничивания 2 обесточена и ток размагничивания равен нулю, индикаторные элементы 3 и 4 имеют некоторые, первоначально установленные, значения коэффициентов накопления К1 и К2, при этом с индикаторных элементов 3 и 4 снимаются сигналы, частота которых равна соответственно

приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572

где f - частота сигнала записи.:

Если зазоры между торцами сердечника 1 и изделия 6 различны, то значение f1 и f2 не равны между собой. Путем настройки зазора между сердечником 1 и изделием 6 добиваются равенства этих частот и в итоге общий сигнал выхода схемы сравнения равен нулю

приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572

Изделие 6 намагничивают кратковременным импульсом тока, протекающим по обмотке намагничивания 2. На это время источники питания и сигнала записи накопительных счетчиков индикаторных элементов 3 и 4 отключаются.

После намагничивания остаточная индукция изделия 6 создает поток в замкнутой магнитной цепи через сердечник 1, коэффициенты накопления индикаторных элементов 3 и 4 принимают значения

K’1=K1-n и K’2=K2+n,

где n - целое число.

В зависимости от направления магнитного потока в магнитной цепи сердечник 1 и изделие 6 (что зависит от направления намагничивающего поля и на принцип работы устройства не влияет) число n, характеризующее изменение накопления, имеет знак + или -. При этом частота сигнала на выходе индикаторных элементов 3 и 4 становится соответственно равной

приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572

Таким образом, частота сигнала с выхода индикаторного элемента 3 становится больше на величину приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572f, а частота сигнала с выхода индикаторного элемента 4 становится меньше на приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572f, чем частота сигнала записи.

Разность частот индикаторных элементов 3 и 4 с выхода сравнивающего устройства 5 пропорциональна величине остаточной индукции контролируемого изделия 6:

приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572

Поскольку коэффициенты накопления индикаторных элементов 3 и 4 изменяются в противоположных направлениях, то разность частот приставной ферромагнитный коэрцитиметр, патент № 2238572f становится в два раза больше, что повышает чувствительность по сравнению с прототипом.

Для измерения коэрцитивной силы изделия 6 на обмотку намагничивания 2 подаем ток обратной полярности.

При увеличении тока размагничивания в магнитной цепи сердечник 1 и изделие 6 создается магнитный поток противоположного направления. При этом коэффициенты накопления индикаторных элементов 3 и 4 изменяются, приближаясь к первоначальному значению. Соответственно изменяется и частота на выходе схемы сравнения.

Значение тока размагничивания, при котором частота сигнала с выхода схемы сравнения принимает значение, равное нулю, принимается за меру коэрцитивной силы.

Использование изобретения позволяет проводить контроль качества ферромагнитных изделий по двум параметрам: по магнитной индукции и коэрцитивной силе. При этом повышается точность считывания сигнала коэрцитиметра регистрирующим устройством. Причем изменение коэффициента накопления индикаторных элементов 3 и 4 в противоположных направлениях дает возможность повысить чувствительность к измеряемым параметрам и, соответственно, увеличить пределы измерения магнитной индукции и коэрцитивной силы изделия 6.

Источники информации

1. Журнал "Дефектоскопия", 1972, №6, с.21.

2. Авторское свидетельство СССР №407252, кл. G 01 R 33/02, 09.07.71.

3. Авторское свидетельство СССР №834635, кл. G 01 R 33/12 (прототип).

Класс G01R33/12 измерение магнитных свойств образцов твердых или текучих материалов или изделий из них

устройство для исследования магнитных свойств магнетиков -  патент 2507527 (20.02.2014)
способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле -  патент 2488839 (27.07.2013)
способ определения массы ферромагнитного материала и устройство для его осуществления -  патент 2477466 (10.03.2013)
прибор для измерения магнитной вязкости ферромагнетика -  патент 2462730 (27.09.2012)
прибор для измерения кривой намагничивания ферромагнетика -  патент 2462729 (27.09.2012)
магнитный ферритометр для определения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле -  патент 2458339 (10.08.2012)
способ измерения магнитной вязкости ферромагнетиков -  патент 2451945 (27.05.2012)
способ определения полевых и температурных зависимостей величины адиабатического изменения температуры с помощью универсальной кривой -  патент 2442975 (20.02.2012)

устройство для экспресс-испытания изделий из листовой электротехнической стали -  патент 2434237 (20.11.2011)
способ и устройство для измерения намагниченности жидкого вещества, в частности магнитной жидкости -  патент 2402032 (20.10.2010)
Наверх