Цифровий автоматичний коерцитиметр

Реферат: Цифровий автоматичний коерцитиметр містить блок управління, генератор лінійного струму, котушку Гельмгольца, ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів, цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, пороговий блок, піковий детектор та диференціюючий ланцюг. UA 103170 U (12) UA 103170 U UA 103170 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до магнітних вимірювань, а саме до цифрових автоматичних коерцитиметрів, та може бути застосована для вимірювання твердості та механічних характеристик корелюючих з коерцитивною силою протяжних за довжиною виробів із феромагнітних матеріалів. Відомо цифровий автоматичний коерцитиметр, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушку Гельмгольца, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, вихід якого через дільник імпульсів з'єднаний з другим входом елемента І, другий вихід генератора лінійного струму через пороговий блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління [див. а.с. СРСР № 1712937, G01R 33/12, опубл. 15.02.1992, бюл. № 6]. Цей коерцитиметр вибрано за прототип. Недолік відомого цифрового автоматичного коерцитиметра полягає в тому, що через наявність котушки Гельмгольца, яка забезпечує рівномірне магнітне поле у відносно невеликому об'ємі, цифровий автоматичний коерцитиметр має недостатню точність при вимірюванні коерцитивної сили виробів, які мають розміри, що перевищують розміри котушки Гельмгольца, крім того один ферозонд не забезпечує достатню чутливість. Це обмежує сферу застосування коерцитиметра. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення цифрового автоматичного коерцитиметра шляхом того, що як котушку Гельмгольца застосовано соленоїд та застосовано додаткові три ферозонди, при цьому основний та додаткові ферозонди розташовані попарно по обидва боки вздовж виробу від площини симетрії соленоїда на відстані, що дорівнює чверті його довжини. Це дозволить підвищити чутливість та точність коерцитиметра при вимірюванні коерцитивної сили протяжних за довжиною виробів. Поставлена задача вирішується тим, що у цифровому автоматичному коерцитиметрі, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушку Гельмгольца, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, вихід якого через дільник імпульсів з'єднаний з другим входом елемента І, другий вихід генератора лінійного струму через пороговий блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління, згідно з корисною моделлю, як котушку Гельмгольца застосовано соленоїд та застосовано додаткові три ферозонди, при цьому основний та додаткові ферозонди розташовані попарно по обидва боки вздовж виробу від площини симетрії соленоїда на відстані, що дорівнює чверті його довжини. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено цифровий автоматичний коерцитиметр (фіг. 1), що містить соленоїд 1, генератор 2 лінійного струму, блок 3 керування, пороговий блок 4, елемент І 5, лічильник 6 імпульсів, цифровий індикатор 7, тригер 8, ферозонди 9-12, виходи яких між собою з'єднані послідовно, піковий детектор 13, диференцюючий ланцюг 14, генератор 15 тактових імпульсів, дільник 16 імпульсів та виріб 17. Ферозонди 9, 10 та 11, 12 розташовані попарно по обидва боки вздовж виробу 17 від площини симетрії соленоїда 1 на відстані, що дорівнює чверті l/4 його довжини l. На фіг. 2 наведено схему розташування соленоїда 1, протяжного за довжиною виробу 17 та ферозондів 9-12. На фіг. 3 наведено часові діаграми роботи цифрового автоматичного коерцитиметра. При подачі напруги живлення в цифровий автоматичний коерцитиметр та установленні виробу 17 в соленоїд 1 блок 3 керування вмикає генератор 2 лінійного струму і в соленоїд 1 подається струм, який лінійно зростає (проміжок 0-а діаграми l, фіг. 3), в результаті чого намагнічується виріб 17 і водночас збільшуються сигнали на виході ферозондів 9-12. При досягненні насичення виробу 17, що відповідає струму IS1 (точка а, фіг. 3), сигнал з виходів ферозондів 9-12 сягає максимального значення та через піковий детектор 13 та диференціюючий ланцюг 14 поступає у блок 3 керування, який дає команду генератору 2 лінійного струму. По цій команді струм зменшується до нуля (точка б, фіг. 3) та в момент переходу струму через нуль змінюється його полярність. У соленоїд 1 подається струм зворотної полярності, який розмагнічує виріб 17. У момент, коли струм дорівнює нулю, пороговим блоком 4 вмикається тригер 8, який підключає по першому входу елемент І 5, при цьому імпульси, які виробляються генератором 12 тактових імпульсів, через дільник 13 імпульсів та другий вхід елемента І 5 надходять на лічильник 6 імпульсів. Зі зростанням струму відбувається розмагнічування виробу 17 і в момент рівності магнітного поля, наведеного в I соленоїді 1, коерцитивній силі HC1 виробу 17, що відповідає значенню струму HC1 (точка в, фіг. 1 UA 103170 U 5 10 15 20 25 30 35 40 3), сумарний сигнал з виходів ферозондів 9-12 зменшується до нуля та відбувається перекидання тригера 8. Закривається елемент І 5 та припиняється надходження імпульсів з генератор 15 тактових імпульсів через дільник 16 імпульсів, який зменшує кількість вироблених імпульсів удвічі, на лічильник 6 імпульсів, при цьому встановлюється кількість імпульсів N1/12, пропорційна половині величини коерцитивної сили HС1/2. Струм в соленоїді 1 продовжує змінюватися за лінійним законом до IS2 (точка г, фіг. 3), при цьому відбувається перемагнічування виробу 17 і в точці г (фіг. 3) він намагнічується до насичення, що відповідає збільшенню вихідного сигналу з виходів ферозондів 9-12 до максимуму. Під дією цього сигналу через піковий детектор 13 та диференціюючий ланцюг 14 блок 3 керування впливає на генератор 2 лінійного струму. По цій команді струм знову зменшується до нуля (точка д, фіг. 3) та в момент переходу струму через нуль блок 3 керування змінює напрям струму генератора 2 лінійного струму на зворотний. У момент, коли струм дорівнює нулю, пoроговим блоком 4 вмикається тригер 8, який підключає по першому входу елемент І 5, при цьому імпульси, які виробляються генератором 12 тактових імпульсів, через дільник 13 імпульсів та другий вхід елемента І 5 надходять на лічильник 6 імпульсів. Зі зростанням струму знову відбувається розмагнічування виробу 17 і в момент рівності магнітного поля соленоїда 1 коерцитивній силі I ΗC2 виробу 17, що відповідає значенню струму HC2 (точка e, фіг. 3), на виході ферозондів 9-12 з'являється нуль, що спричиняє перекидання тригера 8. Закривається елемент l 5 та припиняється надходження імпульсів з генератор 15 тактових імпульсів через дільник 16 імпульсів на лічильник 6 імпульсів, при цьому до кількості імпульсів N1/2, зареєстрованої ним при першому ліченні, пропорційній значенню HC1/2, додається кількість імпульсів N2/2, пропорційна значенню HC2/2, і на цифровий індикатор 7 подається N1/2+N2/2=N імпульсів, що відповідає коерцитивній силі HC1/2+HC2/2=HC виробу 17. Пропонована корисна модель завдяки застосуванню соленоїда дозволить покращити енергетичну характеристику та підвищити точність коерцитиметра, при цьому вимірювання корисного магнітного поля чотирма ферозондами забезпечить підвищення чутливості та незалежність результатів вимірювання від дії зовнішнього магнітного поля перешкоди, а також розширення функціональних можливостей цифрового автоматичного коерцитиметра. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Цифровий автоматичний коерцитиметр, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушку Гельмгольца, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, вихід якого через дільник імпульсів з'єднаний з другим входом елемента І, другий вихід генератора лінійного струму через пороговий блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління, який відрізняється тим, що як котушку Гельмгольца застосовано соленоїд та застосовано додаткові три ферозонди, при цьому основний та додаткові ферозонди розташовані попарно по обидва боки вздовж виробу від площини симетрії соленоїда на відстані, що дорівнює чверті його довжини. 2 UA 103170 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3