ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данный способ контроля толщины и качества упрочненного слоя основан на характере распределения магнитного поля внутри однородного ферромагнитного образца и зависимости магнитного поля в тонком поверхностном слое от магнитных свойств основного материала изделия, толщины и качества упрочненного слоя или толщины немагнитного покрытия.

В отличие от прототипа, где измерительный узел регистрирует часть магнитного потока, ответвляющуюся в П-образный магнитопровод данного узла, в предложенном способе регистрируется горизонтальная составляющая магнитного поля над образцом, которая однозначно связана со значением магнитного поля в тонком поверхностном слое исследуемого изделия. Измерительный преобразователь в этом случае не вносит искажений в распределение магнитного потока внутри образца

Расчет магнитной цепи может быть проведен с использованием формальных аналогов закона Ома и правил Кирхгофа.

На фиг. 1 а и б, соответственно, приведены магнитная цепь накладного электромагнита на двухслойном ферромагнетике и ее электрический аналог.

Величина e _mwi играет роль магнитодвижущей силы ( w - число витков намагничивающей обмотки, i- сила тока), rmimm₀s - магнитное сопротивление участка цепи длиной i с сечением s и магнитной проницаемостью m, m₀ - магнитная постоянная.

Напряженность поля выражается через магнитный поток НФ mm₀s, магнитный поток Ф= bs играет роль тока; В - значение магнитной индукции имеет смысл плотности тока; r _m0 - магнитосопротивление магнитопровода электромагнита; r _m1 - переходное магнитосопротивление поверхностного слоя; r _m2 - магнитосопротивление основного материала; r _m3 - магнитосопротивление упроченного поверхностного слоя.

На фиг. 1 б приведен электрический аналог данной цепи с теми же обозначениями.

Численный расчет поля в тонком приповерхностном слое в зависимости от толщины упроченного слоя приведен на фиг. 2.

Как видно из фиг. 2 значение поля в приподнятом слое можно использовать для контроля глубины упроченного слоя. Для определения этого поля можно измерять значение горизонтальной составляющей магнитного поля над поверхностью образца.

Зависимость этого поля от намагничивающего тока i будет определяться магнитными свойствами поверхностного упроченного слоя и может быть использована для их определения.

На фиг. 3 изображена схема устройства, реализующего данный способ.

Устройство состоит из накладного электромагнита 1 с П-образным магнитопроводом, содержащим намагничивающую w1 и w2 обмотки П-образный магнит устанавливается на контролируемое изделий 2. Измерительный преобразователь 3 расположен в центре между наконечниками намагничивающих полюсов и служит для регистрации горизонтальной составляющей магнитного поля над поверхностью образца.

На фиг. 4 приведены результаты измерений зависимости горизонтальной составляющей магнитного поля над образцом от толщины немагнитного слоя.