170310. lajstromszámú szabadalom • Oszcillgrafikus ferrométer
170310 3 4 elektromágneses defektrometriában nagy jelentőségű, mivel ezen paraméterek változásai a termék mechanikai tulajdonságaival, így a keménységgel, struktúrával, sűrűségi hibákkal stb. törvényszerű összefüggésben állnak. Az ismert ferrométer és hasonló készülékek egyéb hiányosságai között elegendő a kis növekmények viszonyaként definiálható AB _ AH "tt differenciális permeabilitás csekély pontosságú és nehézkes meghatározására utalni Ez a paraméter igen fontos a defektometriában, valamint sok elektromágneses berendezés számításánál illetve fejlesztésénél. Ezenkívül meg kell említeni azokat az eletromágneses veszteségeket, amelyeket az ismert ferrométereknél a hurok területének meghatározásával vagy elektrodinamikus wattmérő segítségével mérnek (például „Ferrograph 1 1003 Institut Dr. Förster Műszerkatalógus NSZK 1971.). Egy harmadik kijelzőkészülék (a H- és I- hitelesítőkészülékek mellett) alkalmazásának szükségességén kívül a legújabb műszaki megoldások hiányosságai közé tartozik a mágnesezési felharmonikusok kiterjedt spektrumával rendelkező keménymágneses munkadarabokon végzett méréseknél a mérési hiba növekedése, valamint az, hogy nem lehetséges a wattmérő által kijelzett értékeket elektronikus, digitális számítógépekbe betáplálni a technológiai folyamatok központi vizsgálata során, kiértékelés és analizálás céljából. Az ismert ferrométer hátránya az is, hogy nincs lehetőség az oszcillográf eltérítő generátorának a mágnesezésből és a térerősségből levezetett jelek segítségével történő szinkronizálására, és a megfelelően leképezett koordinátatengelyeknek ezen jelekkel történő hitelesítésére, továbbá a leképezési felületet az elektronsugárcső képernyőjének középső részére kell korlátozni, aminek következtében nagyobb a leolvasási hiba a mérési eredményeknek a képernyőről felvett oszcillogrammokkal történő rögzítésénél. A négyszögletes hiszterézishurokkal és a mágnesezés valamint az indukció felharmonikusainak széles spektrumával rendelkező minták mérésénél az ismert ferrométerek további az, hogy a mérőtekercs menetei közötti kapacitás és a szórt induktivitás következtében csillapított nagyfrekvenciás rezgések szuperponálódnak a dl/dt impulzusokra. Ez az impulzusok felfutó éleinek túllövését, és az impulzusok lefutó éleinél inverz túllövést okoz. A feltüntetett kifejezésekben a B a mágneses indukciót jelenti a próbatesten, a t pedig az időt. Az ismert eljárás a zavaró rezgések csillapításának gyorsítására — aktív elemek beiktatásával az áramkörbe —, ebben az esetben nem alkalmas, mivel ezek az intézkedések fázishibákhoz vezetnének, amelyek befolyásolnák a hiszterézishurok leképzett alakját. A különböző tekercselési formák (így a kereszttekercselés, polifiláris tekercselés) alkalmazása, amelyeknél a menetek közötti kapacitás csekély, bonyolulttá teszi a mérőtekercsek előállítását és rontja a paraméterek reprodukálhatóságát, anélkül, hogy jelentős előnnyel járna. Az egyetlen figyelemre méltó eljárás a zavaró rezgések csökkentésére a mérőtekercs menetszámának 10—20 menetre történő csökkentése. Ez az eljárás azonban jelentősen csökkenti a jel-zaj viszonyt, rontja az érzékenységet, és szigorú követelményeket támaszt 5 a mérőáramkör elektronikus erősítőivel szemben. A négyszögletes hiszterézishurokkal rendelkező munkadarabok mérésére szolgáló ismert ferrométer egy további hátránya a mérőtekercs-kompenzálás hibája, amely rendszerint a próbadarab nélküli te-10 kercsben meghaladja az U^ jelamplitúdó 0,5%-át. Ennek a hibának a forrása a mágnesező berendezés tápegységének szinuszos feszültségénél a szolenoidon átfolyó mágnesező áram felharmonikusai — főként a harmadik harmonikus —, amelyeket a transzformátor-15 mag mágnesezési görbéjének nemlinearitása okoz. A felharmonikus összetevő csökkenthető a főmágnesezési görbe felhasznált szakaszának korlátozásával, amint a mérőáram-átalakítóknál történik, de ez a méretek lényeges növekedéséhez vezet, valamint nö-20 vekszik a mágnesező berendezés súlya és ára is. Ez a megoldás azért sem volna ésszerű, mert a gyakorlatilag szinuszosan változó erőtér felharmonikusai nincsenek lényeges befolyással a próbadarabok átmágnesezési folyamatára. 25 A mérő- és a kompenzálótekercs közötti fáziseltolás, illetve annak változásai (kb. 3° az első harmonikusnál és 1° a harmadik harmonikusnál, továbbá a magasabbrendű harmonikusok gyakorlatilag szinuszos erőtér esetén kis amplitúdójuk miatt elhanyagolha-30 tók) összehasonlíthatóvá teszik az amplitúdó szerinti A Úum dekompenzáló jelet a négyszögletes hiszteré-. zishurokkal rendelkező próbadarab jelspektrumának első harmonikusában. A WH = 1 000 menetszámú tekercsben elhelyezett 0,35 x 5 f/m keresztmetszetű 35 keményített elektrolemezből készített csík alakú minta számára például az aktív impulzus időtartam középértéke ta •« 44 fi sec és a jel-zaj viszony: 40 Uim/TJm_ t a U m _p,22 AUm /U m ?AU m 0,5 ~ '* ahol Um az első harmonikus amplitúdója és 45 T = 20 A*sec az átmágnesező erőtér periódusideje. Az említett hátrányok egymással összefüggenek, mivel a mérőtekercs menetszámának a zavaró rezgések gyengítése céljából történő csökkentése jelentősen növeli a kompenzálás hibáját. 50 Az ismert megoldás egy további hátránya az, hogy a fáziskorrekció a mágnesező és térerősség mérőcsatornájában (I- és H- csatornák) széles sávú fáziskiegyenlítő segítségével a próbadarab hiszterézisének a technikailag elérhető legmagasabb telítés mellett lekép-55 zett alakja szerint l°-hál nagyobb hibával lehetséges. Lágymágneses anyagok gyenge erőtérben végzett méréseinél ez a hiba a mérési pontosságra, a mérési sebességre és az oszcillografikus ferrométer mérési eredmény egyenlőségére korlátozódik. Keménymág-60 neses anyagok erős erőtérben végzett méréseinél a próbadarabnak az örvényáramok által okozott gyors felmelegedése miatt még nagyobb a járulékos hiba, és jelentősen megnő az energiafelvétel, különösen szuperkemény mágneses anyagok 20 kOe feletti térerős-65 ségeknél végzett méréseinél. 2
