МАГНИТОМЕТР
MAGNETOMETER

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым приборам, осуществляющим неразрушающий контроль качества различных металлоконструкций и изделий.
В частности, изобретение может быть использовано, например, при контроле строительных металлоконструкций, ферромагнитных конструктивных элементов подвижного железнодорожного состава.
Широко известны магнитометры, содержащие феррозонд в качестве модулятора сигнала и усилитель (см., например, Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1986, с.108-109). Недостаток этих магнитометров заключается в том, что для подавления помех необходимо заужать полосу пропускания канала прибора. Это обстоятельство ведет к снижению точности прибора вне диапазона его действия.
Известен также наиболее близкий по технической сущности магнитометр, содержащий датчики напряженности магнитного поля (феррозонды), связанные через мультиплексор с измерительным устройством, цепь связи мультиплексора с измерительным устройством, в которой установлен ключ, снабженный управляющей связью с дополнительно введенным блоком детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор коммутационных помех, компаратор с источником опорного напряжения, логический элемент И с устройством управления (см. патент. RU №2319974, МПК G01R 33/02, опубл. 20.03.2008).
Недостаток известного магнитометра состоит в том, что при перемещении датчиков возникают коммутационные помехи, вызываемые индуктивностью датчиков, снижающие точность измерения. При этом уровень помех связан с частотой переключения датчиков.
Частота переключения в свою очередь зависит от скорости перемещения датчиков. При этом неявные дефекты металла в виде структурных напряжений не отображаются на измерительном устройстве. Это структурное напряжение, не отмеченное магнитометром, в дальнейшем может привести к появлению несплошности металла ответственной детали и разлому по этому дефекту. Кроме того, это не позволяет контролировать более широкий диапазон дефектов металла.
Задача изобретения заключается в повышении точности измерения за счет исключения влияния коммутационных помех, возникающих вследствие изменения скорости перемещения датчиков и расширения диапазона контроля дефектов металла.
Задача, поставленная изобретения, достигается тем, что в известном магнитометре, содержащем датчики напряженности магнитного поля, связанные через мультиплексор с измерительным устройством, за счет того, что согласно заявляемому изобретению дополнительно введен датчик скорости, снабженный управляющей связью с компаратором, при этом датчик скорости механически скреплен с датчиками напряженности магнитного поля.
Указанные отличительные признаки позволяют исключить влияние перемещения датчика на измерительный процесс, что повышает точность прибора. Это, в свою очередь, позволяет расширить полосу пропускания канала прибора и контролировать более широкий диапазон дефектов металла.
Изобретение поясняется схемой.
Магнитометр содержит феррозонды 1, связанные через мультиплексор 2 с измерительным устройством 3, ключ 4, снабженный управляющей связью с дополнительно введенным блоком 5 детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор 6 измерительного сигнала, компаратор 7, датчик скорости 8, логический элемент И 9, устройство управления 10.
Магнитометр работает следующим образом. Феррозонды 1 размещают на поверхности контролируемого металлоизделия и перемещают, захватывая зоны наиболее вероятного расположения дефектов металла. При коммутации каждого из феррозондов 1 в силу их индуктивности возникает переходный процесс, характеризующийся малой длительностью и большой амплитудой напряжения, вызывающий помеху. Дифференциатор 6 выделяет сигнал, пропорциональный уровню помехи. Компаратор 7 сравнивает уровень помехи и сигнал с датчика скорости 8, таким образом, для повышения помехоустойчивости с ростом скорости перемещения датчиков растет порог включения компаратора. Сигнал с выхода компаратора 7 через логический элемент 9 И, включаемый устройством 10 управления, поступает на ключ 4, размыкая его, тем самым исключая влияние помехи переходного процесса на измерительный процесс. После прекращения переходного процесса ключ 4 замыкается и сигнал, свободный от помехи, поступает через мультиплексор 2 на измерительное устройство 3. Магнитометр осуществляет контроль.
Промышленная применимость предложенного изобретения очевидна, поскольку широко применяемые элементы соединяются в новую совокупность на основе известных технологий.