Пондеромоторний пристрій для розбракування феромагнітних матеріалів за структурним станом

1. Пондеромоторний пристрій для розбракування феромагнітних матеріалів за структурним станом, що містить підставку з C2 2 (19) 1 3 81715 СССР, МКИ G01R 33/12 / Рудницкий В.А., Мелешко А.Л., 1981, Б.И. № 26], до складу якого входять корпус і важіль із закріпленим на його кінці постійним магнітом, напівсферична чашка, яка з'єднана з корпусом симетрично осі постійного магніту, чотири додаткових постійних магніти, силовий постійний магніт, два електромагніти, які закріплені на корпусі соосно з силовим магнітом та вимірювальна обмотка, при цьому один з додатково введених постійних магнітів закріплений на важелі, другий і третій закріплені на корпусі з можливістю переміщення вздовж їх поздовжньої осі, а четвертий закріплений на кінці важеля. Недоліком цього пристрою також є складність конструкції і недостатня точність визначення вмісту фериту чи іншої структурної складової в феромагнітному матеріалі (похибка вимірювання становить не менше ±5% від найбільшої межі вимірювання). В основу запропонованого винаходу поставлена задача спрощення конструкції пристрою та підвищення достовірності результату розбракування феромагнітних матеріалів щодо їх структурного стану. Поставлена задача вирішена тим, що запропонований пондеромоторний пристрій для розбракування феромагнітних матеріалів за структурним станом, до складу якого входять постійний магніт та механічно з'єднаний з ним своїм силовим входом силовимірювальний датчик, вихід котрого підключений через підсилювач і аналого-цифровий перетворювач до мікропроцесорного блока вимірювання та індикації сили взаємодії постійного магніту з об'єктом контролю, відрізняється тим, що в нього додатково введено другий постійний магніт, аналогічний першому і закріплений з ним соосно з протилежної сторони силового входу силовимірювальяого датчика та підставку з немагнітного матеріалу для еталонного зразка із заданим структурним станом, причому повітряні зазори між першим магнітом і об'єктом контролю та між другим магнітом і еталонним зразком однакові. Запропонований пристрій дозволяє простими засобами з досить високим ступенем достовірності визначити відхилення структурного стану феромагнітних матеріалів від еталонного завдяки введенню другого постійного магніту. Для пояснення запропонованого винаходу на фіг. 1 зображено конструктивно-функціональну схему пристрою. Тензорезисторний силовимірювальний датчик 1 з пружним елементом подвійного вигину з однієї сторони закріплений на немагнітній опорі 2. З другої сторони датчика 1 соосно з його силовим входом закріплені магніти 3 і 4 з однаковими магнітними характеристиками та геометричними розмірами. Під магнітом 3 на підставці 5 з немагнітного матеріалу розміщений з зазором d2 об'єкт контролю 6 у вигляді зразка феромагнітного матеріалу. Над додатково введеним магнітом 4 на пластині 7 закріплена підставка 8 для розміщення еталонного зразка 9 з зазором §і від магніта 4, причому d1 = d2. Ви хід датчика 1 через підсилювач 10 і аналого-цифровий перетворювач 11 4 підключений до мікропроцесорного блока 12 вимірювання та індикації сили взаємодії постійних магнітів 3 і 4 відповідно з об'єктом контролю 6 та еталонним зразком 9. Живлення елементів схеми може бути здійснено від блока живлення 13 або від автономного джерела постійного струму. Процес розбракування феромагнітних матеріалів, тобто визначення відхилень їх структурного стану від норми (еталону), з використанням запропонованого пристрою відбувається наступним чином. У вихідному стані, коли на підставці 5 відсутні об'єкт контролю, а на підставці 8 - еталонний зразок феромагнітного матеріалу з заданим структурним станом, на силовому вході датчика 1 діє сила F0, створена масою магнітів 3 і 4. Цей сигнал U 0 = f(F0) зкомпенсоваио електронним шляхом і на цифровому індикаторі блока 12 висвітлені нулі в усі х розрядах. При розміщенні об'єкта контролю 6 на підставці 5 і еталонного зразка 9 на підставці 8 з'являються відповідно сили F2 і F1 взаємодії між об'єктом контролю 6 і магнітом 3 та між еталонним зразком 9 і магнітом 4. Сили F1 і F2 залежать від магнітних властивостей еталонного зразка та об'єкта контролю і мають протилежні знаки. В результаті нього на силовому вході датчика 1 діє сила DF = F2-F 1, яка характеризує відхилення структурного стану об'єкта контролю від еталонного значення. Зважаючи на те, що сила притягання постійного магніту, за інших рівних умов, залежить від співвідношення магнітної та немагнітної фаз в структурі феромагнітного матеріалу, який підлягає контролю, запропонований пристрій може бути використаний для розбракування феромагнітних виробів (наприклад стального прокату), за принципом придатності їх для подальшої обробки. Якщо сила DF більша чи менша установленого порогового значення, феромагнітний матеріал бракується. Для цього в блоці 12 передбачено зелений і червоний світові сигнали, які свідчать про придатність чи непридатність феромагнітного матеріалу за структурним станом. Величина відхилення структурного стану зразка феромагнітного матеріалу від еталона висвітлюється на індикаторі блока 12. Таким чином, запропонований пондеромоторний пристрій, на відміну від прототипу та інших аналогів, дає змогу одержати новий технічний ефект, виражений у спрощенні конструкції та підвищенні достовірності визначення відхилень структурного стану феромагнітних матеріалів від заданого за рахунок введення додаткового постійного магніту. Це дозволяє порівнювати пондеромоторну взаємодію між ним і еталонним зразком та між першим постійним магнітом і об'єктом контролю та здійснювати процес розбракування. Експериментальні дослідження фізичної моделі цього пристрою показали, що похибка вимірювання DF не перевищує 0,02% від найбільшої межі вимірювання, тобто повною мірою задовольняє вимогам визначення відхилень структурного стану феромагнітного матеріалу від заданого. Це створює умови для отримання 5 економічного ефекту від впровадження пристрою у виробництво та в процесі експлуатації. 81715 6