Способ проверки ферромагнитных проволок после их термомеханической обработки Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 53.082.4

Прошкин1 В.Н. , Прошкина1 Л.А., Разживина2 Г.П.

1. Пензенский государственный университет

2. Пензенская государственная архитектурно-строительная академия

СПОСОБ ПРОВЕРКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПРОВОЛОК ПОСЛЕ ИХ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Аннотация. Приведено краткое описание разработанной технологии проверки ферромагнитных проволок после термомеханической обработки.

Ключевые слова: ФЕРРОМАГНИТНАЯ ПРОВОЛОКА, ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, АКУСТИЧЕСКИЙ ВОЛНО-

ВОД, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ

В процессе изготовления, транспортировки или хранения ферромагнитных проволок, по разным причинам могут наблюдаться механические, структурные или иные изменения в определенных ее участках [1]. Поэтому, прежде чем устанавливать эти проволоки в основное изделие, как правило, проводят ее внешнюю визуальную проверку. Обнаруженные проблемные места в проволоке удаляют. А в некоторых случаях исследуют проволоку на лабораторном оборудовании с применением осциллографа или других контрольно-измерительных средств. Известные технологии обладают низкой производительностью и точностью определения магнитных, упругих и акустических характеристик проволок.

На рисунке 1 приведена структурная схема автоматизированной системы контроля магнитных, упругих и акустических характеристик проволоки, в состав которой входят:

бухта 1 проверяемой ферромагнитной проволокой 2, способной вращаться вокруг неподвижной оси 3;

бухта 4 принимаемой проверенной проволоки 2, вращаемой с некоторой скоростью приводом (на рисунке привод не показан) вокруг неподвижной оси 5;

неподвижный блок 6 акустической диагностики проволоки с акустоэлектрическим преобразователем 7, постоянным магнитом 8, генератором 9 меток брака, магистралью 10 подачи красящего вещества через пишущий элемент 11 в бракованный участок контролируемого образца;

формирователь 12 импульсов тока возбуждения крутильных магнитоакустических волн (эффект Ви-демана) в проверяемой проволоке в зоне действия поля постоянного магнита 8;

усилитель 13 импульсных сигналов с обмотки акустоэлектрического преобразователя 7;

формирователь 14 импульсов запрета усиления сигналов для усилителя 13 в момент подачи в проволоку 2 импульсов тока возбуждения;

блок 15 анализа измерительной информации с амплитудным 16 и временным 17 дискриминаторами, логический элемент ИЛИ 15.

Рисунок 1 - Автоматизированная система для проверки ферромагнитных проволок

В изготовленной по прецизионной технологии и прошедшая термомеханическую обработку ферромагнитная проволока 2 должна обладать по всей ее длине постоянными магнитными, упругими и акустическими свойствами [2]. Поэтому, прежде чем устанавливать эту проволоку в основное изделие, необходимо исследовать ее в составе автоматизированной системы (рисунок 1).

Принцип работы представленной технологии основан на возбуждении и приеме крутильных магнитоакустических волн в ферромагнитном волноводе (эффекты Видемана и Вертгейма). При подаче через проводящие среды валов 3 и 5 в проверяемую проволоку 2 импульса тока возбуждения, вокруг проволоки на всем его линейном участке формируется циркулярное импульсное электромагнитное поле. Взаимодействие электромагнитного поля с магнитным полем постоянного магнита 8 ведет к образованию в проволоке крутильной магнитоакустической волны (эффект Видемана). Эта волна распространяется в противоположные стороны и в некоторый момент достигает обмотку акустоэлектрического преобразователя 7, наводит в ней импульс тока считывания (эффект Вертгейма), затем усиливается усилителем 13 и подается в блок 15 анализа измерительной информации. В блоке 15 происходит ее распознавание по критерию максимального правдоподобия полезных измерительных сигналов (ПИС), которые для данной технологии выбираются согласно амплитудным и временным параметрам ПИС. Поэтому на первые входы дискриминаторов 16 и 17 соответственно подают опорные сигналы пропорциональные эталонным значениям амплитуды U3T и длительности t3T ПИС, а на вторые входы - измерительные сигналы с выхода усилителя 13 с параметрами иуис и t^. При несовпадении критериальной и измерительной информации, дискриминаторы формируют логические сигналы «1», которые через элемент 18 управляют генератором 9 меток брака для нанесения красящего вещества на бракованный участок ферромагнитной проволоки 2, находящийся в текущий момент времени под магнитом 8.

Скорость перемещения проволоки выбирается исходя из времени распространения крутильной магнитоакустической волны от постоянного магнита 8 до обмотки акустоэлектрического преобразователя 7.

Разработанная автоматизированная система позволяет с высокой скоростью и точностью проверять качество изготовления ферромагнитных проволок для акустических волноводов, а также выявлять в ее составе бракованные участки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Артемьев Э. А., Прошкин В. Н. Материалы для чувствительных элементов магнитострикционных преобразователей параметров движения // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». - Пенза: Изд-во ПГУ, 2012. - Т. 2 - С. 258-258.

2. Прошкин В. Н. Конструкторско-технологические способы совершенствования магнитострикционных преобразователей линейных перемещений для специальных условий эксплуатации: Дис...канд. техн. наук. - Астрахань.: АГТУ, 2007. - 173 с.