SU761899A1 - Apparatus for monitoring ferromagnetic material structure using barkhausen's effect - Google Patents
Apparatus for monitoring ferromagnetic material structure using barkhausen's effect Download PDFInfo
- Publication number
- SU761899A1 SU761899A1 SU772558074A SU2558074A SU761899A1 SU 761899 A1 SU761899 A1 SU 761899A1 SU 772558074 A SU772558074 A SU 772558074A SU 2558074 A SU2558074 A SU 2558074A SU 761899 A1 SU761899 A1 SU 761899A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- amplifier
- output
- magnetization reversal
- filter
- winding
- Prior art date
Links
- 230000005330 Barkhausen effect Effects 0.000 title claims description 4
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 title description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
. ·. ! :'· * \. ·. ! : '· * \
1 * 1 ' ' . ' 2 ·."1 * 1 ''. '2 ·. "
. - Изобретение. относится .к области неразрушайщего контроля материалов, изделий и сварных соединений и может быть использовано для контроля ферромагнитных материалов и изделий из них в форме 5 прутков,' полос, листов........,. - Invention. It relates to the field of nondestructive testing of materials, products and welded joints and can be used to control ferromagnetic materials and products from them in the form of 5 rods, 'bands, sheets ........,
Известно устройство, для контроля параметров ферромагнитных материалов' методом магнитных шумов, которое содержит 'последовательно включенные генератор, 10 преобразователь, - из мерительный прибор и , .регистрирующий блок [Г]. . уA device is known for monitoring the parameters of ferromagnetic materials by the method of magnetic noise, which contains a generator connected in series, a converter 10 , from a measuring instrument and a registering unit [H]. . at
НедостаГдАм этого устройства 'является пртеря информации . из-за · недостаточной чувствительности его. 'This device’s lack of information is another. due to its insufficient sensitivity. '
Известно устройство для контроля . структуры ферромагнитных материалов ,на . основе эффекта Баркгаузена, содержащее последовательно соединенные блок перемагничивания, 1магН'итоиидукциойный пре- 20' обраэователь, усилитель, фйльтр и оконеч-. ный блок (2]. ''A device for control. structures of ferromagnetic materials, on. the basis of the Barkhausen effect, containing a series-connected magnetization reversal unit, 1-magnetoiducuclear pre-20 'generator, amplifier, filter and end-. ny block (2]. "
, Недостатком этого устройства является йизкая чувствительность при . контроле структуры ферромагнитных материалов. ' 25 ' Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля "Структуры ферромагнитных материалов на основе эффекта Баркгаузена, содержащее последовательно соединенные блок перемагничива- 30A disadvantage of this device is its low sensitivity. control of the structure of ferromagnetic materials. '25' The closest to the invention is a device for controlling the "Structure of ferromagnetic materials based on the Barkhausen effect, containing series-connected magnetizable 30
ния, магнитоиндукционный преобразователь и '"усилитель,~ фильтр, амплитудный селектор и оконечный блок [$].magnetic induction converter and amplifier, filter, amplitude selector and terminal block [$].
Однако это устройство является недостаточно чувствительным и его недостатком является малая интенсивность подавления сигнала от помехи, вызванная тем, что блок перемагничивания.выполнен в виде генератора инфранизких частот, а амплитудный селектор включен между усилителем и фильтром.However, this device is not sufficiently sensitive and its disadvantage is the low intensity of the suppression of the signal from interference, caused by the fact that the magnetization reversal unit. Performed as a generator of infralow frequencies, and the amplitude selector is connected between the amplifier and the filter.
Целью изобретения является повышение ' чувствительности устройства.The aim of the invention is to increase the sensitivity of the device.
Указанная цель достигается тем, ‘что к выходу усилителя подключены последовательно соединенные' фильтр, амплитудный селектор и оконечный блок, а блок перемагничивания выполнен В виде последовательного соединения операционного усилителя, .неинвертирующий вход которого соединен с (выходом усилителя, а между инвертирующим входом и вйхОдом опар а цйонного усилителя включен компаратор, и усилителя мощности, выход которого соединен с’ обмоткой перемагничивания магнитоиФдукцйоиного преобразователя. .This goal is achieved by the fact that a filter, an amplitude selector and a terminal unit are connected to the amplifier output, and the magnetization reversal unit is made as a series connection of an operational amplifier whose non-inverting input is connected to (amplifier output and between the inverting input and its output A circuit amplifier is turned on a comparator, and a power amplifier, the output of which is connected to the magnetization reversal winding of a magneto-FD converter.
Такое выполнение блока· перемагничивания позволяет отстроиться от макроскопических магнитных свойств контролируемого изделия на выходе преобразователя,This embodiment of the block · magnetization reversal allows you to build up from the macroscopic magnetic properties of the controlled product at the output of the converter,
' Ч ...... -.. , ,|.''H ...... - ..,, |.'
,.' • 761899,. ' • 761899
33
-сгруппировать скачки Баркгаузена по " скайкам намагниченности, уменьшить с по” мощью амплитудного селектора спектра ль .....'ную плотность выходного сигнала, обуслов·- group Barkgausen jumps along the lines of magnetization, reduce with the help of the amplitude selector of the spectrum the ..... density of the output signal, due to
ленную сигналом помехи, и преобразоватьsignal interference, and convert
отфильтрованный и амнлйтудно-селект.прб , ванный сигнал в число импульсов, характематериалаfiltered and amnlite-select.processor, bath signal in the number of pulses, character of the material
" ' ''коНтрблИруемого изделия в 'сравнении' со структурой эталонного образца. Ю"'' 'of the con- cerned product in' comparison 'with the structure of the reference sample.
На фиг. 1 представлена блок-схема прибора; .на фиг. 2 показан характер изменения магнитного поля, создаваемого намагничивающей обмоткой, и выходная ЭДС 1индукцион.ного преобразователя; на фиг. 3 — характер сигнала на выходе фил κι тра; на фиг. 4 — экспериментальная' кривая зависимости спектральной плотностиFIG. 1 is a block diagram of the device; .on FIG. 2 shows the nature of the change in the magnetic field created by the magnetizing winding and the output emf 1 of the induction transducer; in fig. 3 - the nature of the signal at the output of the filter fil tra; in fig. 4 - experimental 'curve of spectral density
магнитного .шума на частоте 15 кГц от со- . держания углерода в стали; на фиг. 5—20magnetic noise at a frequency of 15 kHz from co. carbon holdings in steel; in fig. 5—20
.....экспериментальная кривая .зависимрсти..... experimental curve.
тасла' ИМпульсюв на выходе компаратора от tasla 'impulsyuv at the output of the comparator from
содержания углерода и стали. 'carbon content and steel. '
Устройство содержит блок 1 пёремагни- 25 ......чивания, 'масннтонндукционный преобразователь 2 с измерительной обмоткой 3 и обмоткой. 4 перемагничивания, усилидель 5 с цепью б обратной связи, фильтр 7ГТмплйтудный селектор 8 и оконечный блок 9 в 30 виде счетчика'импульсов. Блок 1 перемаг- . пичиваниЯ выполнен в виде' последовательного соединения операционного усилителя 10, неинвертирующий вход которого соеди- ..........ней с выходом уоилнтеля 5, а между инвер- 35The device contains a block 1 of magnetism 25 ........, a mass-induction transducer 2 with a measuring winding 3 and a winding. 4 magnetization reversal, amplification 5 with feedback circuit b, filter 7ГТплтудный selector 8 and terminal block 9 in 30 as a counter of impulses. Block 1 remag-. The rewiring is made in the form of a serial connection of the operational amplifier 10, the non-inverting input of which is connected to .......... it with the output of the amplifier 5, and between
.........тирующим .входом и выходом операционного......... tiruyuschim. entrance and exit operating
усилителя 10 включен компаратор 11, й ' усилителя 12 мощности, выход которого соединен с обмоткой 4 перемагничиванияthe amplifier 10 includes a comparator 11, d 'of the power amplifier 12, the output of which is connected to the winding 4 of the magnetization reversal
преобразователя 1. , , ... 40 converter 1. ,, ... 40
. ' Цепь 6 обратной связи включена между. 'Chain 6 feedback is included between
' выходом и входом усилителя 5. ,'output and input of the amplifier 5.,
Измерительный канал, включающий фильтр 7, амплитудный селектор 8 и счетчик 9 импульсов, включенные последрва- 45 тельно, также подключен входом к выходу уснлителя 5 ЭДС самоиндукции.A measuring channel, including a filter 7, an amplitude selector 8 and a counter of 9 pulses, connected sequentially, is also connected by an input to the output of the self-induction EMF 5 emf.
Устройство работает следующим обра" Зом. . ...” ... .) ....·The device works as follows: "Zom. ... ..." ....) .... ·
Блок 7 перемагничивания , работает в 50 автоматическом режиме поддержания постоянной скорости изменения магнитной индукции /б/&/7/==сопз1/ на частоте Перемагничивания. При включении устройства в первый момент -ноле, создаваемое обмоткой 4, 55 равно нулю, и сигнал на выходе преобразователя 2 в обмотке 3, пропорциональный <1Ыс11, также будет равен .нулю. Таким же будет тб напряжение на пеиэтв-ертируемом входе усилителя ) 10. На . инвертируемый 60' вход усилителя 10 с компаратора 11 будетBlock 7 of magnetization reversal, operates in 50 automatic mode of maintaining a constant rate of change of magnetic induction / b / & / 7 / == const1 / at the frequency of magnetization reversal. When the device is turned on at the first moment, the zero generated by the winding 4, 55 is zero, and the signal at the output of the converter 2 in winding 3, proportional to <1Ыс11, will also be equal to zero. The same will be TB voltage on peiat-certified input of the amplifier) 10. On. an inverted 60 'input of amplifier 10 with comparator 11 will
-- цбсуупать задаппое напряжение, С. выхода- z and d tsbsuupat ann th voltage output S.
усилителя 10это .напряжение, усиленное в ;amplifier 10 is the voltage amplified in;
уСилител-е 12, будет поступать ,на обмотку ; /force 12, will flow on the winding ; /
. 4 преобразователя 2, вызывая быстрое из- 65 . 4 transducer 2, causing fast iz- 65
*4*four
менение тока в обмотке 4 (а следовательно, и магнитного .поля), до' тех пор, рока напряжение на выходе усилителя 5, пропорциональное йЫМ, не сравняется ,-с напряжением, поступающим с компаратора 11. КакThe change in the current in the winding 4 (and, consequently, in the magnetic field) until the rock voltage at the output of the amplifier 5, proportional to ЫЙМ, does not equal, to the voltage coming from the comparator 11. As
только .напряжение'......на выходе усилителяonly .voltage '...... at the output of the amplifier
10 достигнет определенной величины, компаратор 1Ϊ переключит полярность блока 1, и направление'намагничивания/ изменится ,на обратное. Начнется новый цикл7перемагничивания.10 reaches a certain value, the comparator 1Ϊ switches the polarity of the block 1, and the direction of the magnetization / changes, to the opposite. A new cycle of 7 reversal will begin.
Полоса пропускания усилителя 10 ограничена требуемой частотой -перемагничивания ферромагнитного изделия.,. Время перемагничивания может регулироваться путем изменения коэффициента усиления усилителя 5 цепью 6.The bandwidth of the amplifier 10 is limited by the required frequency of the magnetization reversal of the ferromagnetic product.,. The magnetization reversal time can be adjusted by changing the gain of the amplifier 5 by the circuit 6.
На фиг. 2 .приведены характерные кривые 13—15 соответственно изменению на -, пряженно.сти, ЭДС и тока в 'намагничиваю- ' . щей обмотке 4, которые автоматически обеспечиваются блоком 1. На участках АВ,FIG. 2. Characteristic curves 13–15 are given, respectively, of the change in -, the load-carrying voltage, the emf and the current in 'magnetized'. winding 4, which are automatically provided by unit 1. In areas AB,
СТ), ЕМ, КТ длиной 1с приведенных кривых перемагничивание происходит в основном за счет скачков Баркгаузена. Кривая 14 Показывает характер изменения ЭДС на выходе обмотки 3 индукционного пр-еобразователя в режиме 7Ζ?/7/=οοηδί, это прямая пропорциональность интервалов времени · между отдельными скачками Баркгаузена.CT), EM, CT with a length of 1c of the curves shown. The magnetization reversal occurs mainly due to the Barkhausen jumps. Curve 14 Shows the nature of the change in the EMF at the output of the winding 3 of the induction driver in the 7Ζ / 7 / = οοηδί mode, this is the direct proportionality of time intervals between the individual Barkgausen jumps.
Δ/ΐ. изменениям индукции ΑΒϊ, соответст-. кующим этим скачкам Баркгаузена. С дру- , . гой стороны, изменение ΔΒ1 в первом -приближении пропорционально объему перемагничивания в ферромагнитном образце ΔίΑ, который в большой, степени зависит от структуры контролируемого материала. Таким обра'зом,, анализ 'преобразованных- во времени скачков Баркгаузена позволяет - . ' судить о структуре материала.Δ / ΐ. changes in induction ΑΒϊ, respectively. Forging these Barkgauzen races. On the other, On the other hand, the change in ΔΒ1 in the first approximation is proportional to the volume of magnetization reversal in the ferromagnetic sample ΔίΑ, which to a large extent depends on the structure of the material under test. Thus, the analysis of the Barkgausen jumps in time allows -. 'judge the structure of the material.
' I 'I
Анализ ЭДС самоиндукции преобразователя 2, усиленной усилителем 5,-производится в измерительном канале, где на вы-, ходе узкополосного фильтра 7 высокой частоты формируется сигнал 15, характер ко- торого показан на фиг. 3. Он представляет из себя последовательность 'двухполярных \ импулОсов, · следующих с интервалами Δ/,ίου =-, зависящими только от полосыAn analysis of the self-induction EMF of the transducer 2, amplified by the amplifier 5, is carried out in the measuring channel, where at the output of the narrow-band high-frequency filter 7 a signal 15 is generated, the character of which is shown in FIG. 3. It is a sequence of 'bipolar \ impulos, · following with intervals Δ /, ίου = -, depending only on the band
ωπορ ω πορ
пропускания фильтра. Амплитуда этих импульсов - пропорциональна -спектральной плотности магнитного шума, зависящей, в частно.сти/от ΔΤι, а также от частоты и амплНтуды других источников шума и наводимых . ЭДС, которые являются'.сигналом, помехи. Спектральная./плотность шума, связанная с .сигналом' помехи, в среднем не превосходит определенного уровня Апор, ко- '· торый в устройстве задается амплитудным селектором 8. Селектор 8 пропускает только, "те:.импульсы, /которые -превосходят уро,вень А,,,,;,. С-чег этих импульсов произво,дитс-я счетчиком 9.filter pass. The amplitude of these pulses is proportional to the spectral density of the magnetic noise, depending, in particular, on Δ ι, as well as on the frequency and amplitude of other noise sources and induced. Emf which are the '. Signal, interference. The spectral. / Noise density associated with the signal. Interference, on average, does not exceed a certain level And then , which is specified in the device by the amplitude selector 8. The selector 8 passes only, "those:. Impulses, , Ven, A ,,,,;,. The C-cheg of these pulses is produced by a counter 9.
. 5. five
Испытания предлагаемого устройства в сопоставлении с известным устройством, регистрирующим спектральную .плотность, производились 'применительно ж контролю содержания углерода'в .углеродистых сталях. Результаты испытаний приведены 1 наTests of the proposed device in comparison with the known device, recording spectral density, were carried out with reference to the control of carbon content in carbon steels. The test results are given 1 on
. ί фиг. 4 и 5, .где показана зависимость спектральной плотности шума на частоте 15 кгц от содержания углерода в стали (кривая 16), а прямая 17 показывает зависимость от содержания углерода, числа импульсов, определяемых прибором (согласно изобретению). Благодаря высокой' чувствительности предлагаемого устройства ' к изменению структуры' стали, обусловленной изменением содержания в ней углерода, эта зависимость становится однозначной. Повышенная экономическая эффективность предлагаемого устройства связана с расширением возможностей контроля дефектов структуры изделий.'. ί FIG. 4 and 5, where the dependence of the spectral density of noise at a frequency of 15 kHz on the carbon content in steel (curve 16) is shown, and direct 17 shows the dependence on carbon content and the number of pulses detected by the instrument (according to the invention). Due to the high 'sensitivity of the proposed device' to a change in the structure 'of steel, due to a change in its carbon content, this relationship becomes unambiguous. Increased economic efficiency of the proposed device is associated with the expansion of the possibilities of monitoring defects in the structure of products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772558074A SU761899A1 (en) | 1977-12-23 | 1977-12-23 | Apparatus for monitoring ferromagnetic material structure using barkhausen's effect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772558074A SU761899A1 (en) | 1977-12-23 | 1977-12-23 | Apparatus for monitoring ferromagnetic material structure using barkhausen's effect |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU761899A1 true SU761899A1 (en) | 1980-09-07 |
Family
ID=20739342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU772558074A SU761899A1 (en) | 1977-12-23 | 1977-12-23 | Apparatus for monitoring ferromagnetic material structure using barkhausen's effect |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU761899A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2692977A1 (en) * | 1992-06-26 | 1993-12-31 | Aerospatiale | Non destructive testing method of a weld. |
-
1977
- 1977-12-23 SU SU772558074A patent/SU761899A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2692977A1 (en) * | 1992-06-26 | 1993-12-31 | Aerospatiale | Non destructive testing method of a weld. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU761899A1 (en) | Apparatus for monitoring ferromagnetic material structure using barkhausen's effect | |
RU2193190C2 (en) | Fault detecting magnetometer | |
SU1062592A1 (en) | Magnetic noise structuroscopy device | |
SU842555A1 (en) | Device for magnetic-noise inspection of ferromagnetic materials | |
SU1368799A1 (en) | Device for measuring asymmetry of a.c. voltage | |
SU670878A1 (en) | Two-channel flaw detector | |
SU974240A1 (en) | Device for checking ferromagnetic articles | |
SU896533A2 (en) | Two-channel flaw detector | |
SU1068800A1 (en) | Two-frequency flaw detector (its versions) | |
SU726477A1 (en) | Method of non-destructive inspection of ferromagnetic materials using barkhauzen effect | |
SU1241122A1 (en) | Device or non-destructive testing of ferromagnetic articles | |
SU721740A1 (en) | Device for inspection of ferromagnetic materials | |
SU976409A1 (en) | Magnetic noise structuroscopy device | |
SU954866A1 (en) | Magnetic noise checking method | |
RU1827618C (en) | Apparatus for testing ferromagnetic articles | |
SU932433A1 (en) | Method and device for measuring magnetic field gradient | |
SU616573A1 (en) | Device for magnetic-noise structuroscopy | |
SU748238A1 (en) | Device for magnetic noise structuroscopy | |
SU1161891A1 (en) | Probe-type magnetic-field magnetometer | |
SU1534385A1 (en) | Probe-type magnetic-field flaw detector | |
SU1265580A1 (en) | Method for nondestructive check of geometrical parameters in structure zones of locally hardened surface layers of ferromagnetic materials | |
SU991280A1 (en) | Magnetic noise structuroscopy method | |
SU868548A1 (en) | Method and device for magnetic-noise structuroscopy | |
SU728072A1 (en) | Method of magnetic noise structuroscopy | |
SU789727A1 (en) | Apparatus for magnetic-interference structurescopy |