SU1022085A1 - Устройство дл измерени параметров движущихс ферромагнитных изделий - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее два намагничивающих соленоида и два магниточувствительных элемента,, генератор импульсов, тока, св занный с нш агничивающиьм соленоидами, и регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и помехоустойчивости , оно снабжено двум  пиковыми детекторами, двум  блоками пам ти, блоком измерени  среднего геометрического сигнала и тактовым генератором, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управл ющими входами блоков пам ти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки пам ти соединены с входами блока измерени  среднего геометрического сигналов, выход которого подключен к регистратору а установочные входы пиковых детекторов св заны с генератором импульсов тока. 2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что период следовани  импульсов тактового генератора удовлетвор ет условию: .T с $ (Л где Е - рассто ние между парой намагничивающих соленоидов и С парой магниточувствительных элементов; V - скорость движени  контролируемого издели ;. п - натуральное число (п 1,2,3,..), Т - период следовани  импульсов тактового генератора.

Description

110 Изобретение относитс  к исследовани м физических и химических свойств металлов и сплавов и, в част ности, может быть использовано дл  неразрушающего контрол  механических свойств листового проката сталей в потоке производства. Известен способ дл  определени  твердости ферромагнитных материалов, заключающийс  в импульсном намагничивании контролируемого материала и последующем считывании пол  остаточного следа. Устройство дл  осуществлени  способа содержит намагничивающую и считьшающую головки. Намагничивающа  головка питаетс  от импульсного генератора. Изменение сигнала за счет колебаний зазора меж ду контролируемым материалом и считывающей головкой частично компенсируют за счет изменени  амплитуды намагничивающих импульсов, осуществл емого с помощью отрицательной обратной св зи, выполненной в виде стирающей обмотки на намагничивающей головке. Однако известный способ и устройство не позвол ют получить стабильные результаты контрол . Это объ сн етс  тем, что контролируемый материал не довод т домагнитного насыщени , так как отрицательна  обратна  св зь при насыщении не работа ет. Особенно сильно нестабильность магнитного следа сказываетс  при кон роле изделий толщиной более 4 мм. Кроме того, ослабление вли ни  колебаний зазора на результаты контрол  возможно только в узком интервале , когда сигнал, возникаю1щй из-за изменении зазора, намного меньше сиг нала, несущего информацию о механических свойствах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  электромагнитного контрол  механических свойств движущихс  ферромагнитных материалов в форме прот женных прутков, лент и профильного проката, содержащее два магниточувствительных элемента, расположенных в одной плоскости по про дольной оси устройства, а выходы ма ниточувствительных элементов подключены к регистратору. Отстройка от вли ни  вибрационных колебаний контролируемого издели  происходит за счет того, что магнит5 ное п тно, нанесенное с двух сторон издели  с помощью намагничивающих элементов , при отклонении в сторону одного из магниточувствительньпс элементов увеличивает сигнал в нем, а во втором магниточувствительном элементе сигнал одновременно уменьшаетс , при этом сумма обоих сигналов остаетс  посто нной. Однако область отстройки от вли ни  вибрационных колебаний относительно плоскости прокатки ограничена из-за того, что градиент нормальной составл ющей остаточного пол  локально намагниченных областей контролируемого издели   вл етс  не линейной , а сложной функцией смещени  контролируемого издели  относительно плоскости, совпадающей с направлением прокатки издели . Кроме того, изделие при движении смещаетс  не только параллельно плоскости прокатки , но и поворачиваетс  относительно нее, что приводит к разности фаз выходных сигналов магниточувствительных элементов, причем величина этой разности фаз зависит от угла поворота . При этом помимо сигнала от п тна устройство регистрирует и сигнал помехи , возникающий вследствие наличи  пол  рассе ни  намагничивающих соленоидов ., что снижает точность контрол . Цель изобретени  - повышение точности помехоустойчивости. Поставленна  цель достигаетс  тем. что устройство, содержащее два намагничивакщих соленоида и два магниточувствительных элемента, генератор импульсов тока, св занный с намагничивающими соленоидами, и регистрактор , снабжено двум  пиковыми детекторами , двум  блоками пам ти, блоком измерени  среднего геометрического сигнала и тактовым генератором, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управл ющими входами блоков пам ти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки пам ти соединены с входами блока измерени  среднего геометрического сигнала, выход которого подключен к регистратору , а установочные входы пиковых детекторов св заны с генератором импульсов тока. Кроме того, период следовани  импульсов тактового генератора удовлетвор ет условию V- где i - рассто ние между парой намагничивающих соленоидов и парой магниточувствительных элементов; V - скорость движени  контролируемого издели J п - натуральное число (п 1,2,3...), Т - период следовани  импульсов тактового генератора. На фиг И изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - топографи  пол  магнитных меток на контролируемом изделии, по сн юща  возникновение разности фаз выходных сигналов магниточувствитель ных элементов. Устройство состоит (фиг.1) из маг ниточувствительных элементов 1 и 2, контролируемого издели  3, тактового генератора А, подключенного к генератору 5 импульсов тока, выход которого соединен с намагничивающими соленоидами 6 и 7, расположенными симметрично с двух сторон контролируемо го издели  3. Магнйточувствнтельные элементы 1 и 2 также расположены сим метрично с двух сторон контролируемого издели  3 на некотором рассто НИИ от намагничивающих соленоидов 6 и 7 по ходу движени  контролируемо го издели  3. Выходы магниточувствительных элементов 1 и 2 через соответствукнцие пиковые детекторы 8 и 9 и блоки 10 и 11 пам ти соединены с входами блока 12 измерени  среднего геометрического сигнала, выход котор го св зан с регистратором 13. Устаковочные входы пиковых детекторов 8 и 9 св заны с генератором 5 импульсов тока, а управл ющие входы блоков 10 и 11 пам ти соединены с выходом тактового генератора 4. Устройство работает следующим образом . . Тактовый генератор 4 формирует короткие тактовые импульсы в зависимости от скорости движени  контролируемого издели  3. Задний фронт первого тактового импульса запускает генератор 5 импульсов тока, который генерирует соответствующий импульс тока, подаваемый в намагничиваюпще соленоиды 6 и 7, которые нанос т на обе стороны контролируемого издели  3 магнитные метки, несущие ин10 54 формацию о его механических свойствах . При перемещении контролируемого издели  3 вдоль направлени  прокатки магнитные метки, нанесенные с обоих сторон издели , вызьшают . на выходе магниточувствительных элементов сигналы, которые детектируютс  пиковыми детекторами 8 н 9. С выходов пиковых детекторов 8 и 9 продетектированные сигналы поступают на входы блоков 10 и 11 пам ти соответственно . Следующий тактовый импульс, посту-па  на управл ющие входы блоков 10 и 11 пам ти, переписывают информацию с выходов пиковых детекторов 8 и 9 в соответствующие блоки 10 и- 11 пам ти и своим задним фронтом вновь запускает генератор 5 импульсов тока, которьй генерирует импульс тока, поступающий в намагничивающие соленоиды 6 и 7 и установочные входы пико ых детекторов 8 и 9. При этом осуществл етс  сброс пиковых детектоРов , а на контролируемое изделие 3 наноситс  следующа  пара магнитных меток. Сигналы с выходов блока 10 « пам ти поступают на вход блока 2 измерени  среднего геометрического сигнала, выходной сигнал котоРого фиксируетс  регистратором 13. По величине показаний регистратоР суд т о механических свойствах контролируемого издели . С приходом последующих тактовых импульсов происходит переписывание информации из пиковых детекторов 8 и 9 в бло- . « t1 пам ти, соответственно, сброс пиковых детекторов 8 и 9 и нанесение последующих пар магнитных меток на. контролируемое изделие 3. При отклонении контролируемого издели  3 в сторону одного из магниточувствительных элементов, например 1 (фиг.2), что неизбежно в процессе прокатки, сигнал, снимаемый с него увеличиваетс , а сигнал,, снимаемый ° второго магниточувствительного элемента, уменьшаетс . Зависимость сигнала с магниточувствительных элементов от величины смещени  контролируемого издели  3 хорошо аппроксимируетс  показательной функцией.Тогда сигнал с первого магниточувствительного элемента v Н равен а сигнал с второго магниточувствительного элемента vH.. равен 7Н,. К -коэффициент, завис щий от механических свойств контролируемого издели ; -посто нный коэффициент; -величина смещени . Тогда среднее геометрическое от обоих сигналов равно К и не зависит от величины смещени . Так как блоки 10 и 11 пам ти хран т максимальные значени  сигналов магнйточувствительных элементов 1 и 2 соответственно (независимот от времени их поступлени  в пиковый детектор), сигнал на выходе блока 12 измерени  среднего геометрического сигнала не зависит от величины смеш;ени  и угла поворота контролируемого издели  3 относител но плоскости прокатки. Информаци  с выхода пиковых детекторов 8 и 9 переписываетс  в блоки 10 и 11 пам ти с приходом син роимпульса с тактового генератора 4 т.е. всегда до начала нанесени  сле дующей .пары магнитных меток на конт ролируемое изделие 3, а непосредств но в моменты нанесени  этих меток п ковые детекторы 8 и 9 наход тс  в заблокированном состо нии (на их ус тановочные входы поступают импульсы с генератора 5 импульсов тока). Поэтому регистраци  сигнала помехи, возникающего в процессе нанесени  магнитных меток; на контролируемое и делие 3, исключаетс , что повышает помехоустойчивость предлагаемого ус ройства. 102208S6 Период следовани  импульсов тактового генератора 4 выбираетс  из услови  V рассто ние между парой намагничивающих соленоидов и парой магнйточувствительных элементов; V - скорость движени  контролируемого издели ; п - нат5Фальное число (п - 1,/jj,...j, Т - период следовани  импульсов тактового генератора. Выполнение этого неравенства необходимо дл  повышени  достоверности работы устройства, так как в случае невыполнени  этого требовани  в момент нанесени  последующей пары магнитных меток на контролируемое изделие 3 одна из предыдущих пар меток окаж€|тс  расположенной под зоной магнйточувствительных элементов 1 и 2, а пиковые детекторы в это врем  блокированы установочнь1м импульсом, . поступающим с генератора 5 импульсов тока, что приводит к ошибке /i в показани х регистратора 13. Сравнительные испытани  показали , что погрешность от смещени  контролируемого издели  относительно плоскости прокатки у известного устройства составл ет пор дка 7%, а у предлагаемого не превышает 1,5%. Таким, образом, изобретение позвол ет расширить область отстройки от смещений контролируемого издели  относительно плоскости прокатки и повысить помехоустойчивость.

1

-ч-ь

fto/yfffSjff/fi/e

f2

f XWfffn/fU

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее два намагничивающих соленоида и два магниточувствительных элемента,, генератор импульсов, тока, связанный с намагничивающими соленоидами, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, оно снабжено двумя пиковыми детекторами, двумя блоками памяти, блоком измерения среднего геометрического сигнала и тактовым генератором, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены с входами блока измерения среднего геометрического сигналов, выход которого подключен к регистратору^ а установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что период следования импульсов тактового генератора удовлетворяет условию:

V*ⁿ ' ^Т где t - расстояние между парой намагничивающих соленоидов и парой магниточувствительных элементов;

V - скорость движения контролируемого изделия;.

η - натуральное число (п = =1,2,3,..), _х

Т - период следования импульсов тактового генератора.

1022085 А

1 1022085 2