close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9479

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 9479
(13) C1
(19)
G 01B 7/02
СПОСОБ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЙ ИЗ
ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОДНОСТОРОННЕМ
ДОСТУПЕ К ИЗДЕЛИЮ
(21) Номер заявки: a 20050056
(22) 2005.01.18
(43) 2006.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт прикладной
физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Матюк Владимир Федорович; Мельгуй Михаил Александрович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) Шушкевич А.К. Магнитный метод для
одновременного измерения толщины
ферромагнитного металла и немагнитного покрытия // Весцi НАН Беларусi. 2002. - № 3. - С. 54-58.
SU 1670372 A1, 1991.
SU 1048302 A, 1983.
GB 2321709 A, 1998.
JP 2003057002 A, 2003.
BY 9479 C1 2007.06.30
(57)
1. Способ магнитного контроля толщины изделий из ферромагнитных материалов при
одностороннем доступе к изделию, заключающийся в том, что изделие намагничивают
аксиально симметричным магнитным полем, ось симметрии которого перпендикулярна
Фиг. 1
Фиг. 2
BY 9479 C1 2007.06.30
поверхности испытуемого изделия, отличающийся тем, что намагничивание осуществляют первой серией импульсов магнитного поля, амплитуду которых увеличивают от нуля до Hus с шагом ∆Hu, измеряют величину нормальной составляющей градиента ∇Hrns напряженности поля остаточной намагниченности вдоль оси симметрии намагничивающего
поля после окончания первой серии импульсов, продолжают намагничивание второй серией импульсов магнитного поля, амплитуду которых уменьшают с шагом ∆Hu от Hus до
нуля, изменяют полярность импульсов на противоположную и воздействуют на тот же
участок изделия третьей серией импульсов, амплитуду которых увеличивают от нуля до
Hupi за i-ое число импульсов противоположной полярности, затем воздействуют на тот же
участок четвертой серией импульсов противоположной полярности, амплитуду которых
уменьшают от Hupi до нуля, измеряют величину нормальной составляющей градиента
∇Hrn0i напряженности поля остаточной намагниченности после последнего импульса четвертой серии и по разности ∆ = ∇Hrns - ∇Hrn0i судят о толщине ферромагнитного изделия.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что число i импульсов противоположной полярности выбирают из условия максимальной чувствительности величины ∆ к изменению
толщины ферромагнитного изделия.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано на предприятиях энергетической, нефтегазовой и других отраслях промышленности
для контроля толщины стенок труб, котлов и других пустотелых закрытых сосудов из
ферромагнитных материалов при одностороннем доступе к изделию.
Известен способ [1] магнитного контроля толщины ферромагнитного слоя при одностороннем доступе к изделию, при котором на изделие воздействуют аксиально симметричным магнитным полем постоянного магнита, ось симметрии которого перпендикулярна поверхности испытуемого изделия, и по силе его отрыва от испытуемого изделия [2]
судят о толщине слоя (пондеромоторный метод).
Недостатком известного способа является ограничение толщины измеряемого покрытия.
Известен способ [2] контроля толщины ферромагнитного слоя покрытий при одностороннем доступе к изделию, при котором изделие намагничивают аксиально симметричным магнитным полем постоянного магнита, ось симметрии которого перпендикулярна
поверхности изделия, а о толщине изделия судят по изменению магнитного потока через
катушку, расположенную на постоянном магните, при установке магнита с катушкой на
поверхность контролируемого изделия или их удалении с этой поверхности.
Недостатком известного способа является ограниченная толщина измеряемого ферромагнитного слоя.
Наиболее близким по технической сущности (прототип) является способ контроля
толщины изделия из ферромагнитного материала при одностороннем доступе к изделию,
при котором его намагничивают аксиально симметричным постоянным магнитным полем,
ось симметрии которого перпендикулярна поверхности изделия, создаваемым двумя полыми цилиндрами, расположенными соосно и намагниченными в противоположных направлениях, а о толщине судят по величине суммарной индукции, создаваемой над поверхностью контролируемого изделия магнитным полем системы магнитов и локально
намагниченным изделием [3].
Недостатком известного способа является ограниченная толщина измеряемого изделия [3].
Цель настоящего изобретения - увеличение предельной толщины d контролируемых
изделий из ферромагнитных материалов при одностороннем доступе к изделию.
Сущность изобретения заключается в том, что при одностороннем доступе к испытуемому ферромагнитному изделию на него воздействуют сериями импульсов аксиально
2
BY 9479 C1 2007.06.30
симметричного магнитного поля соленоида, ось которого перпендикулярна поверхности
испытуемого изделия, при этом амплитуду импульсов первой серии увеличивают от импульса к импульсу с шагом ∆Hи, от нуля до Ниs, измеряют нормальную составляющую
градиента ∇Hrns напряженности поля остаточной намагниченности вдоль оси симметрии
намагничивающего поля после окончания первой серии импульсов, затем продолжают
намагничивание изделия второй серией импульсов, амплитуду которых уменьшают с тем
же шагом от Ниs до нуля, изменяют полярность импульсов на противоположную и воздействуют на тот же участок изделия третьей серией импульсов, амплитуду которых увеличивают с шагом ∆Ни от нуля до величины Hиpi = i·∆Н за i-oe число импульсов противоположной полярности, затем воздействуют на тот же участок четвертой серией импульсов
противоположной полярности, амплитуду которых уменьшают от Hиpi до нуля, измеряют
нормальную составляющую градиента ∇Нrn0i напряженности поля остаточной намагниченности после окончания четвертой серии импульсов, и по разности измеренных величин ∆ = ∇Нгns - ∇Hrn0i судят о толщине ферромагнитного изделия. Число i импульсов противоположной полярности выбирают, исходя из условия максимальной чувствительности
величины ∆ к изменению толщины контролируемого изделия.
На фиг. 1 показано изменение во времени амплитуды импульсов магнитного поля,
воздействующих на испытуемое изделие.
На фиг. 2 показано изменение нормальной составляющей градиента ∇Нrn напряженности поля остаточной намагниченности после каждого импульса для стали 45 в состоянии
поставки толщиной 20 мм.
На фиг. 3 показана зависимость величины ∆ = ∇Hrns - ∇Hrn0i (при i = 1) от толщины
дисков диаметром 195 мм стали 45 в состоянии поставки.
На фиг. 4 показана корреляционная связь между толщиной dрасч, рассчитанной по заданной формуле пересчета измеренной величины ∆, и толщиной d дисков, измеренной
микрометром.
На фиг. 5 показана одна из возможных структурных схем для реализации способа.
Способ осуществляется следующим образом. Испытуемое изделие намагничивают
первой серией импульсов с возрастающей с шагом ∆Ни от нуля до Ниs амплитудой
(фиг. 1). Величина нормальной составляющей градиента напряженности поля остаточной
намагниченности вдоль оси симметрии намагничивающего поля при этом изменяется по
кривой 1 (фиг. 2), измеряют величину градиента ∆Hrns напряженности поля остаточной
намагниченности после окончания первой серии импульсов. Продолжают намагничивать
испытуемое изделие второй серией импульсов, убывающих по амплитуде (фиг. 1). Величина градиента напряженности поля остаточной намагниченности при этом возрастает по
кривой 2. Изменяют направление поля намагничивания на противоположное и размагничивают изделие третьей серией импульсов противоположной полярности, абсолютная величина которых с шагом ∆Hи увеличивается от нуля до Нирi = i·∇Hи за i-ое число импульсов противоположной полярности. Продолжают воздействовать на тот же участок изделия
четвертой серией импульсов, амплитуду которых уменьшают от Hиpi до нуля. Измеряют
величину ∇Hrn0i после воздействия последнего импульса. Вычисляют разность ∆ = ∇Hrns ∇Hrn0i, по величине которой и по заранее установленной градуировочной зависимости
∆ = f(d) (фиг. 3) определяют толщину изделия. При приборной реализации способа возможно преобразование величины ∆ по заданной формуле в толщину и получение отсчета
непосредственно в миллиметрах. Например, если зависимость, показанную на фиг. 3, преобразовать в интервале 1-8 мм по формуле:
∆
d расч = 8,9061 −
− 0,9983 ,
957,93
3
BY 9479 C1 2007.06.30
то получим расчетное значение толщины в мм (фиг. 4). Высокий коэффициент корреляции R = 0,9983 и малое среднеквадратическое отклонение D = 0,112 мм, характеризующее
погрешность способа, позволяют надежно определять толщину ферромагнитного слоя в
пределах до 8 мм. Для контроля изделий большей толщины следует увеличить размеры
намагничивающего соленоида.
Предложенный способ может быть реализован, например, с помощью устройства, показанного на фиг. 5.
Устройство содержит блок управления 1, программируемый генератор импульсов тока 2, намагничивающий соленоид 3, внутри которого на его оси расположен феррозондградиентометр 4, блок 5 возбуждения феррозонда-градиентометра, измерительный блок 6,
блок памяти 7, вычислительный блок 8 и индикатор 9.
Для реализации предлагаемого способа устанавливают преобразователь, состоящий из
соленоида 3 и градиентометра 4, на поверхность испытуемого изделия так, чтобы оси соленоида и градиентометра были перпендикулярны поверхности испытуемого изделия.
Включают блок 1 управления, который формирует импульсы управления и запускает программируемый генератор 2 импульсов тока, формирующий импульсы, изменяющиеся во
времени, как показано на фиг. 1, и блок 5 возбуждения феррозонда-градиентометра. Импульсы тока, проходя через намагничивающий соленоид 3, создают импульсное магнитное поле, которое намагничивает и перемагничивает локальную область испытуемого изделия (изделие на фиг. 5 не показано). Электрический сигнал феррозонда-градиентометра
4, вторая гармоника которого пропорциональна градиенту напряженности поля остаточной намагниченности локально намагниченного участка изделия, поступает на измерительный блок 6. С измерительного блока 6 сигналы, пропорциональные ∇Нrns и ∇Hrn0i,
поступают в блок 7 памяти, где в соответствии с командой с блока 1 управления запоминаются. После окончания всего цикла намагничивание - размагничивание по сигналу с
блока 1 управления сигналы из блока 7 памяти поступают в блок 8, где они вычитаются
(с учетом знака), а величина ∆ по заранее установленной формуле преобразуется в толщину. Результаты вычисления поступают на индикатор 9, который выдает информацию о
расчетной толщине, выраженной в миллиметрах.
Техническим результатом осуществления предлагаемого способа является расширение номенклатуры контролируемых изделий из ферромагнитных материалов при одностороннем доступе (трубы, закрытые полые сосуды) за счет увеличения пределов измерения по толщине.
Источники информации:
1. A.c. СССР 1465690, МПК G 01B 7/06. Способ измерения толщины никелевых
покрытий на немагнитных изделиях / А.А. Лухвич, В.А. Рудницкий, Н.Г. Медведевских,
А.Л. Мелешко // Бюл. изобр. - 1989. - № 10. - С. 170.
2. Патент РБ 4672, МПК G 01B 7/06. Толщиномер немагнитных и ферромагнитных
покрытий / А.А. Лухвич, А.А. Савицкий, Г.И. Хилько // Афiцыйны бюлетэнь. - 2002. № 3. - С. 172.
3. Шукевич А.К., Лухвич А.А., Шарандо В.И., Кременькова Н.В. Магнитный метод
для одновременного измерения толщины ферромагнитного металла и немагнитного покрытия // Весцi НАН Беларусi. - 2002. - № 3. - С. 54-58.
4
BY 9479 C1 2007.06.30
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
205 Кб
Теги
патент, by9479
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа