174945. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mechanikai feszültségek kontaktus nélküli mérésére ferromágneses testekben
5 174945 6 4. ábra egy tipikus dresszírozott ferromágneses lemez hengerlésirányú mechanikai belső feszültségét a lemez felületétől való távolság függvényében, az 5a. és 5b. ábra a találmány szerinti berendezés mágneses magjainak elrendezését axonometrikus és a vizsgált test felől nézett ábrázolásban, a 6. ábra az egyenárammal gerjesztett kompenzálószervek villamos kapcsolását, a 7. ábra a mágneses * negatív feszültségvisszacsatolást megvalósító elrendezést, a 8. ábra hideghengerszékre felszerelt, ellenőrzést illetve visszaszabályozást végző találmány szerinti berendezés elhelyezését mutatja. Az 1. ábra az önmagában ismert mágneses feszültségmérő berendezés felépítését szemlélteti. A berendezés 1 detektora egy a vizsgálandó ferromágneses 8 test felületével párhuzamos váltakozó mágneses teret létrehozó U-alakú ferromágneses 2 magból és a rajta elhelyezett 3 tekercsből álló 26 gerjesztőszervbói és egy, a gerjesztési irányra közel merőleges, a 26 gerjesztőszervvel önmagában minimális mágneses csatolásban levő U-alakú ferromágneses 4 magból és a rajta elhelyezett 5 tekercsből álló 27 érzékelőszervből áll. A 3 tekercset 6 generátor táplálja, az 5 tekercs kimenőjelét pedig fázisérzékeny 7 erősítőre vezetjük. A 3 tekercsben folyó váltakozó áram hatására a vizsgálandó 8 test periodikusan felmágneseződik. Amennyiben a 8 test anyaga mágnesesen izotróp, a mágneses erővonalak a 26 gerjesztőszerv síkjában maradnak, így azok nem hatolnak be a 27 érzékelőszerv 4 magjába. Ha a 8 test anyaga mágnesesen anizotrop, a mágneses erővonalak szimmetriája az anizotrópiának megfelelően eltorzul, az erővonalak egy része a 27 érzékelőszerv 4 magján keresztül záródik, így váltakozó feszültség indukálódik az érzékelő 5 tekercsben. Az indukált váltakozó feszültség amplitúdója a vizsgált anyag anizotrópiájától függ, fázisszöge pedig a gerjesztő mágneses fluxushoz képest közelítőleg + 90° vagy -90°, attól függően, hogy a vizsgálandó anyag mágnesezettsége melyik térnegyedbe mutat. Ez az önmagában ismert 1 detektor a mágneses anizotrópia eloszlás felvételére a találmány szerint a következő módon alkalmazható. Az 1 detektort a vizsgálandó 8 test adott helyén a test felületére merőleges tengely körül elforgatva és a fázisérzékeny 7 erősítő kimenő jelét a szögelfordulás függvényében ábrázolva a 2. ábrán látható diagramhoz hasonló görbét kapunk. A G görbe maximuma arányos a maximális mechanikai főfeszültség és az arra merőleges síkbeli mechanikai főfeszültség nagyságának különbségével. A G görbe zéruspontjai a vizsgálandó 8 test mechanikai feszültségeinek főirányait jelölik ki. A 27 érzékelőszervben indukált feszültség fázisviszonyai egyértelműen meghatározzák, hogy melyik zérushely felel meg a maximális mechanikai főfeszültség irányának. A mérőberendezés adott ferromágneses anyagra vonatkozó mechanikai feszültségérzékenységét és a maximális mechanikai főfeszültség irányát kijelölő fázisviszonyokat ismert külső mechanikai feszültséggel terhelt mintán való kalibrációs méréssel állaláthatjuk meg. A kalibrációs mérés során a pl. kalibrált szakítógéppel terhelt, a külső terhelés hatásához képest kis eredeti mágneses anizotrópiával rendelkező anyagmintán körülforgatva az 1 detektort a 2. ábrához hasonló görbét kapunk. A mechanikai feszültségérzékenységet a görbe maximumának leolvasásával kapjuk meg. A maximális mechanikai főfeszültség irányának megfelelő zéruspontban a görbe deriváltjának előjele mindig ugyanaz. Ezt az előjelet a kalibrációs mérés során megállapíthatjuk, ugyanis ekkor a maximális mechanikai főfeszültség iránya éppen az ismert külső terhelés iránya. Az adott ferromágneses anyagra kalibrált mágneses feszültségmérő berendezés segítségével ipari laboratóriumi körülmények között feltérképezhetjük az egyébként homogén ferromágneses minta belső feszültségi állapotának a fent említett két legfontosabb paraméterét. Ferromágneses lemezek roncsolásmentes ipari laboratóriumi vizsgálatát illetve minősítését teszi lehetővé, ha a mágneses 1 detektort felszereljük egy olyan mozgató és forgató állványra, amely a lemezminta tetszőleges pontja fölé, tetszőleges szöghelyzetben beállíthatja az 1 detektort. A mozgató berendezés egy lehetséges kivitelét szemlélteti a 3. ábra. A vizsgálandó 8 ferromágneses testet, (az ábrán a lemezt) az asztalra helyezzük, melynek szélein levő rögzített 9 és 10 síneken hosszirányban gördül a 11 kocsi, melyen keresztirányban gördül a 12 kocsi. Erre a 12 kocsira forgathatóan van felszerelve a mágneses 1 detektor. A 11 és 12 kocsik mozgatását, valamint az 1 detektor forgatását megfelelő áttételekkel és megfelelő közvetítő elemekkel, pl. húrokkal, csigákkal ellátott motorok, pl. léptető motorok végzik. All és 12 kocsikhoz közvetlenül csatlakozik a hossz- és keresztirányú helyzet távadója, pl. helikális potenciométerek, valamint a forgatható 1 detektorhoz a szöghelyzet távadó, pl. helikális potenciométer. A 3. ábrán látható berendezés segítségével a ferromágneses lemezminta tetszőleges pontjában meghatározhatjuk a belső mechanikai feszültségállapot előzőleg leírt két paraméterét. Ezáltal olyan roncsolásmentes és önmagában ismert módon automatizálható mérési eljáráshoz jutottunk, melyből kapott információ a lemezmintát jellemzi, annak minősítésére alkalmas lehet. Az adott ferromágneses anyagra kalibrált mágneses 1 detektor segítségével ipari laboratóriumi körülmények között gyorsított (folyamatos) módon is feltérképezhetjük az egyébként (azaz kémiailag és strukturálisan) homogén ferromágneses lemez belső feszültségi állapotának a fent említett két legfontosabb paraméterét. A lemezminta vizsgálatához most is a 3. ábrán szemléltetett mozgató berendezésre szerelt mágneses 1 detektort használjuk. A 8 test, pl. lemezminta egy tetszőleges pontja fölé állított 1 detektor forgatásával felvesszük a 2. ábrának megfelelő görbét. Ezután a maximális mechanikai főfeszültségnek megfelelő irányba állított 1 detektorral, majd a fázisérzékeny 7 erősítő maximális kimenő feszültségnek megfelelő szöghelyzetbe állított 1 detektorral végigpásztázzuk a lemezt folyamatosan 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
