Прилад неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу

Реферат: Прилад неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу містить накладний електромагнітний перетворювач з П-подібним магнітопроводом, тактовий генератор, чотири подільники частоти, три формувачі синусоїдних коливань, суматор синусоїдних коливань, формувач прямокутних імпульсів, підсилювач, чотири синхронних детектори, блоки постійних коефіцієнтів, суматор вимірювальних сигналів та індикатор. Як первинний перетворювач вимірювального сигналу застосовано ферозонд, півелементи якого розташовані у міжполюсному просторі накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом симетрично відносно його магнітної нейтралі та від неї на відстані, що дорівнює чверті довжини робочого зазору. При цьому обмотки збудження ферозонда з'єднані з тактовим генератором через підсилювач струму, а його вихідні обмотки сполучені через біполярний амплітудний детектор із входом підсилювача. UA 103165 U (12) UA 103165 U UA 103165 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для визначення параметрів зміцненого шару феромагнітних виробів. Відомо прилад неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу, що містить накладний електромагнітний перетворювач з П-подібним магнітопроводом, тактовий генератор, чотири подільники частоти, три формувачі синусоїдних коливань, суматор синусоїдних коливань, формувач прямокутних імпульсів, підсилювач, з'єднаний входом з вимірювальною обмоткою накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом, чотири синхронних детектори, блоки постійних коефіцієнтів, суматор вимірювальних сигналів та індикатор [див. Анисимов С.Д., Ананченко Л.Н., Виноградов И.Ю., Рогов И.Е. Электромагнитный неразрушающий контроль упрочненного слоя поверхности стальных изделий // Дефектоскопия, 2000, № 1. - С. 18-30]. Цей прилад обрано за прототип. Недоліком відомого приладу неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу є те, що він має недостатню точність, оскільки при використанні накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом як первинного вимірювального перетворювача його осердям, який має нелінійну магнітну характеристику та гістерезис, вноситься суттєва помилка у результуючий вимірювальний сигнал. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення приладу неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу шляхом того, що як первинний перетворювач вимірювального сигналу застосовано ферозонд, півелементи якого розташовані у міжполюсному просторі накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом симетрично відносно його магнітної нейтралі та від неї на відстані, що дорівнює чверті довжини робочого зазору, причому обмотки збудження ферозонда з'єднані з тактовим генератором через підсилювач струму, а його вихідні обмотки сполучені через біполярний амплітудний детектор із входом підсилювача, що дозволить підвищити точність приладу. Поставлена задача вирішується тим, що у приладі неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу, що містить накладний електромагнітний перетворювач з П-подібним магнітопроводом, тактовий генератор, чотири подільники частоти, три формувачі синусоїдних коливань, суматор синусоїдних коливань, формувач прямокутних імпульсів, підсилювач, чотири синхронних детектори, блоки постійних коефіцієнтів, суматор вимірювальних сигналів та індикатор, згідно з корисною моделлю, як первинний перетворювач вимірювального сигналу застосовано ферозонд, півелементи якого розташовані у міжполюсному просторі накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом симетрично відносно його магнітної нейтралі та від неї на відстані, що дорівнює чверті довжини робочого зазору, причому обмотки збудження ферозонда з'єднані з тактовим генератором через підсилювач струму, а його вихідні обмотки сполучені через біполярний амплітудний детектор із входом підсилювача. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено схему розташування електромагнітної системи (фіг. 1) та блок-схему приладу неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу (фіг. 2). Прилад неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу містить накладний електромагнітний перетворювач з П-подібним магнітопроводом (ЕМП) 1 з обмотками збудження, ферозонд (ФЗ) 2, півелементи якого розташовані у міжполюсному просторі накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом (ЕМП) 1 симетрично відносно його магнітної нейтралі та від неї на відстані, що дорівнює чверті  / 4 довжини  робочого зазору, тактовий генератор (ТГ) 3, подільники частоти (ПЧ1-ПЧ4) 4-7, формувачі синусоїдних коливань (Ф1-Ф3) 8-10, суматор синусоїдних коливань (С1) 11, формувач прямокутних імпульсів (Ф4) 12, синхронні детектори (СД1-СД4) 13-16, підсилювач струму (ПС) 17, біполярний амплітудний детектор (БАД) 18, підсилювач (77) 19, блоки постійних коефіцієнтів (b1,b1j ,b 2 ,b 2 j ,b3 ,b3 j ,b 4 ,b 4 j ) 20-27, суматор вимірювальних сигналів (С2) 28 та індикатор (І) 29. Прилад неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу працює наступним чином. Накладний електромагнітний перетворювач з П-подібним магнітопроводом 1 збуджується від суматора синусоїдних коливань 11 струмом з частотами f1, f2 , f3 . Гармонічні коливання з частотами f1 та f2 ( f1 : f2  5 : 12) слугують для створення комбінаційних коливань. Для забезпечення цього співвідношення імпульси тактового генератора 3 подаються на подільники частоти 4 та 5, з виходу яких імпульси надходять на формувачі синусоїдних коливань 8 та 9, що являють собою цифро-аналогові перетворювачі. Останні видають синусоїдні коливання з частотами f1 та f2 на суматор синусоїдних коливань 11. Частоти f1  90 Гц та f2  215 Гц вибрані низькими для того, щоб комбінаційні коливання f4  f1  2f2  520 Гц низької частоти забезпечували порівняно невеликі зміни передаточного коефіцієнта товщини 1 UA 103165 U 5 10 15 20 зміцненого шару. Подільником частоти 6 та формувачем синусоїдних коливань 10 формуються гармонічні коливання f3  3900 Гц, які надходять на суматор синусоїдних коливань 11 з малою амплітудою, недостатньою для створення помітних комбінаційних коливань, що створюються у сталевому виробі, але несуть інформацію про структуру зміцненого шару. Вимірювання сигналів основних гармонік f1, f2 , f3 та комбінаційного коливання з частотою f4 , що генеруються сталевим виробом, здійснюється ферозондом 2, обмотки збудження якого з'єднані з тактовим генератором 3 через підсилювач струму 17. Ферозонд 2 розташований таким чином (фіг. 1), що він не реагує на поле накладного електромагнітного перетворювача з П-подібним магнітопроводом 1, а вимірює сигнал тільки від ділянки сталевого виробу. Гармонічний аналіз вихідного сигналу, підсиленого підсилювачем 19, що підключений входом через біполярний амплітудний детектор 18 до вихідної обмотки ферозонда 2, здійснюється за допомогою синхронних детекторів 13-16. Синхронні детектори 13-15 виділяють дійсну U i та уявну U ij складові основних коливань. Для цього вони керуються прямокутними коливаннями відповідної частоти, зсунутими за фазою на  / 2 , які надходять з формувачів 8-10. Дійсна U4 та уявна U4 j складові комбінаційних коливань виділяються синхронним детектором 16. З цією метою імпульси тактового генератора 3 поділяються по частоті подільником частоти 7, вихідні імпульси якого перетворюються формувачем прямокутних імпульсів 12 у прямокутні імпульси f4 , зсунуті за фазою на  / 2 , які керують синхронним детектором 16. Для заглушення завадних факторів та виділення корисної інформації про товщину та твердість зміцненого шару здійснюється лінійна обробка восьмимірного сигналу 4 4 i1 i1 L  b0   biUi   bijUij . Компоненти сигналу (вихідні сигнали синхронних детекторів 13-16) за допомогою блоків постійних коефіцієнтів 20-27 помножуються на відповідні коефіцієнти bi , bij та підсумовуються 25 30 суматором вимірювальних сигналів 28, на виході якого формується сигнал, пропорційний товщині (твердості) зміцненого шару, що відображається на індикаторі 29. Коефіцієнти bi , bij визначають статистично як коефіцієнти рівняння регресії для сигналів, що вимірюються на зразкових виробах. Пропонована корисна модель завдяки застосуванню ферозонда вимірювального перетворювача забезпечить підвищення точності приладу. як первинного ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Прилад неруйнівного контролю зміцненого шару сталевого виробу, що містить накладний електромагнітний перетворювач з П-подібним магнітопроводом, тактовий генератор, чотири подільники частоти, три формувачі синусоїдних коливань, суматор синусоїдних коливань, формувач прямокутних імпульсів, підсилювач, чотири синхронних детектори, блоки постійних коефіцієнтів, суматор вимірювальних сигналів та індикатор, який відрізняється тим, що як первинний перетворювач вимірювального сигналу застосовано ферозонд, півелементи якого розташовані у міжполюсному просторі накладного електромагнітного перетворювача з Пподібним магнітопроводом симетрично відносно його магнітної нейтралі та від неї на відстані, що дорівнює чверті довжини робочого зазору, при цьому обмотки збудження ферозонда з'єднані з тактовим генератором через підсилювач струму, а його вихідні обмотки сполучені через біполярний амплітудний детектор із входом підсилювача. 2 UA 103165 U 3 UA 103165 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 4