Цифровий автоматичний коерцитиметр

Реферат: UA 115386 U UA 115386 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 пороговый блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференцюючий ланцюг підключений до входу блока управління, 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 [див. патент України №103170, G01R 33/12, опубл. 10.12.2015, бюл. №23]. Цей коерцитиметр вибрано за прототип. Недолік відомого цифрового автоматичного коерцитиметра полягає в тому, що наявні ферозонди не забезпечують достатню чутливість та стабільність роботи в умовах можливих коливань повітряних зазорів. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення цифрового автоматичного коерцитиметра шляхом того, що як дві пари ферозондів застосовано кільцеві багатоелементні ферозондові перетворювачі, що дозволить підвищити чутливість та стабільність роботи коерцитиметра. Поставлена задача вирішується тим, що у цифровому автоматичному коерцитиметрі, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та соленоїд, 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 диференцюючий ланцюг підключений до входу блока управління, 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, згідно з корисною моделлю, як дві пари ферозондів застосовано кільцеві багатоелементні ферозондові перетворювачі. 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, кільцеві багатоелементні ферозондові перетворювачі 9, 10, виходи яких між собою з'єднані послідовно, піковий детектор 11, диференцюючий ланцюг 12, генератор 13 тактових імпульсів, дільник 14 імпульсів та виріб 15. Кільцеві багатоелементні ферозондові перетворювачі 9, 10, розташовані вздовж виробу 15 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 15 та кільцевих багатоелементних ферозондових перетворювачів 9, 10. На фіг. 3 наведено часові діаграми роботи цифрового автоматичного коерцитиметра. При подачі напруги живлення в цифровий автоматичний коерцитиметр та установлення виробу 15 в соленоїд 1 блок 3 керування вмикає генератор 2 лінійного струму і в соленоїд 1 подається струм, який лінійно зростає (проміжок 0-а діаграми I, фіг. 3), в результаті чого намагнічується виріб 15 і водночас збільшуються сигнали на виході кільцевих багатоелементних ферозондових перетворювачів 9, 10. При досягненні насичення виробу 15, що відповідає струму IS1 (точка а, фіг. 3), сигнал з виходів кільцевих багатоелементних ферозондових перетворювачів 9, 10 сягає максимального значення та через піковий детектор 11 та диференцюючий ланцюг 12 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 15. 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 13 тактових імпульсів, через дільник 14 імпульсів та другий вхід елемента І 5 поступають на лічильник 6 імпульсів. Зі зростанням струму відбувається розмагнічування виробу 15 і в момент рівності магнітного поля, наведеного в I соленоїді 1, коерцитивній силі HC1 виробу 15, що відповідає значенню струму HC1 (точка в, фіг. 1 UA 115386 U 5 10 15 20 25 3), сумарний сигнал з виходів кільцевих багатоелементних ферозондових перетворювачів 9, 10 зменшується до нуля та відбувається перекидання тригера 8. Закривається елемент І 5 та припиняється надходження імпульсів з генератора 13 тактових імпульсів через дільник 14 імпульсів, який зменшує кількість імпульсів, вироблених, удвічі, на лічильник 6 імпульсів, при цьому встановлюється кількість імпульсів N1/2, пропорційна половині величини коерцитивної сили HC1/2. Струм в соленоїді 1 продовжує змінюватися за лінійним законом до ІS2 (точка г, фіг. 3), при цьому відбувається перемагнічування виробу 15 і в точці г (фіг. 3) він намагнічується до насичення, що відповідає збільшенню вихідного сигналу з виходів кільцевих багатоелементних ферозондових перетворювачів 9, 10 до максимуму. Під дією цього сигналу через піковий детектор 11 та диференцюючий ланцюг 12 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 міняє напрям струму генератора 2 лінійного струму на зворотний. 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 13 тактових імпульсів, через дільник 14 імпульсів та другий вхід елемента І 5 поступають на лічильник 6 імпульсів. Зі зростанням струму знову відбувається розмагнічування виробу 15 і в момент рівності магнітного поля соленоїда 1 коерцитивній силі НС2 виробу 15, що відповідає I значенню струму H C 2 (точка e, фіг. 3), на виході кільцевих багатоелементних ферозондових перетворювачів 9, 10 з'являється нуль, що спричиняє перекидання тригера 8. Закривається елемент І 5 та припиняється надходження імпульсів з генератора 13 тактових імпульсів через дільник 14 імпульсів на лічильник 6 імпульсів, при цьому до кількості імпульсів Ν1/2, зареєстрованої ним при першому ліченні, пропорційній значенню HC1/2, додається кількість імпульсів N2/2, пропорційна значенню HC2/2, і на цифровий індикатор 7 подається Ν1/2 + Ν2/2=Ν імпульсів, що відповідає коерцитивній силі HC1/2 + НС2/2= НC виробу 17. Пропонована корисна модель забезпечить підвищення чутливості та стабільності роботи цифрового автоматичного коерцитиметра. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Цифровий автоматичний коерцитиметр, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та соленоїд, 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 диференцюючий ланцюг підключений до входу блока управління, 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, який відрізняється тим, що як дві пари ферозондів застосовано кільцеві багатоелементні ферозондові перетворювачі. 2 UA 115386 U 3 UA 115386 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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