Пристрій для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра

Реферат: Пристрій для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра 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 диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління, а також містить 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. Крім цього лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного етапу сталевого виробу, причому блок управління з'єднаний додатковим входом з таймером. UA 113601 U (12) UA 113601 U UA 113601 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до приладобудування і може бути застосована для діагностування технічного стану протяжного за довжиною сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра. 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, 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 найближчий аналог. Недоліком відомого цифрового автоматичного коерцитиметра є те, що його неможливо використовувати для діагностування технічного стану сталевого виробу, що звужує сферу застосування коерцитиметра. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення пристрою для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра шляхом того, що лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного стану сталевого виробу, причому блок управління додатковим входом з'єднаний з таймером, що дозволить розширити функціональні можливості коерцитиметра. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра, 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, вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління, також містить 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, лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного стану сталевого виробу, причомублок управління з'єднаний додатковим входом з таймером. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено пристрій для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра (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, диференціюючий ланцюг 14, генератор 15 тактових імпульсів, дільник 16 імпульсів, сталевий виріб 17, також містить блок 18 пам'яті початкової величини коерцитивної сили, блок 19 віднімання, блок 20 визначення поточного та аварійного стану сталевого виробу, таймер 21. Ферозонди 9, 10 та 11, 12 розташовані попарно по обидва боки вздовж сталевого виробу 17 від площини симетрії соленоїда 1 на відстані, що дорівнює чверті  4 його довжини  . На Фіг. 2 наведено схему розташування соленоїда 1, протяжного за довжиною сталевого виробу 17 та ферозондів 9-12. На Фіг. 3 наведено часові діаграми роботи пристрою для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра. На Фіг. 4 наведено діаграму зміни у часі коерцитивної сили HC навантаженого сталевого виробу 17. Пристрій для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра працює наступним чином. Після установки соленоїда 1 та ферозондів 9-12 на навантажений (р) сталевий виріб 17 і при подачі напруги живлення 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 сталевий виріб 17 і 1 UA 113601 U 5 10 водночас збільшуються сигнали на виході ферозондів 9-12. При досягненні насичення сталевого виробу 17, що відповідає струму IS1 (точка а, Фіг. 3), сигнал з виходів ферозондів 912 сягає максимального значення та через піковий детектор 13 та диференціюючий ланцюг 14 надходить 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 сталевий 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 сталевого виробу 17 і в момент рівності магнітного поля, наведеного в соленоїді 1, коерцитивній силі HC1 сталевого виробу 17, що відповідає значенню струму IH (точка в, Фіг. 3), сумарний сигнал з виходів ферозондів 9-12 C1 15 20 25 30 зменшується до нуля та відбувається перекидання тригера 8. Закривається елемент І 5 та припиняється надходження імпульсів з генератора 15 тактових імпульсів через дільник 16 імпульсів, який зменшує кількість вироблених імпульсів 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 IS2 (точка г, Фіг. 3), при цьому відбувається перемагнічування сталевого 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 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 12 тактових імпульсів, через дільник 13 імпульсів та другий вхід елемента І 5 надходить на лічильник 6 імпульсів. Зі зростанням струму знову відбувається розмагнічування сталевого виробу 17 і в момент рівності магнітного поля соленоїда 1 коерцитивній силі HC2 сталевого виробу 17, що відповідає значенню струму IH (точка е, Фіг. 3), на виході ферозондів 9-12 з'являється нуль, C2 що спричиняє перекидання тригера 8. Закривається елемент І 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, пропорційної 35 40 45 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 сталевого виробу 17. При першій подачі напруги живлення вимірюється початкова коерцитивна сила HC0 , величина якої з додаткового виходу лічильника 6 імпульсів подається в блок 18 пам'яті початкової величини коерцитивної сили. Поточні величини коерцитивної сили HC вимірюються через інтервал часу  (Фіг. 4), який задається таймером 21. У подальшому сигнали HC та HC0 надходять на входи блока 19 віднімання, на виході якого формується сигнал їхньої різниці HC  HC0 , що подається у блок 20 визначення поточного та аварійного стану сталевого виробу 17. На підставі аналізу динаміки зміни різниці HC  HC0 у ньому визначається поточний технічний стан сталевого виробу 17, прогнозується ресурс його безаварійної роботи та фіксується аварійний стан при досягненні коерцитивної сили величини HC в момент часу   (Фіг. 4). Пропонована корисна модель забезпечить розширення сфери застосування коерцитиметра. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Пристрій для діагностування технічного стану сталевого виробу на базі цифрового автоматичного коерцитиметра, 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 2 UA 113601 U 5 10 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, а також містить 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 лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного етапу сталевого виробу, причому блок управління з'єднаний додатковим входом з таймером. 3 UA 113601 U 4 UA 113601 U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 5