Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5930
.pdf
дефект или химическое изменение, компенсирующее эффект большей мягкости образца, который в
противном случае был бы очевиден.
Одна из целей настоящего изобретения состоит в расширении области применения магнитного анализа,
чтобы можно было получать более точные и информативные данные, полученные из наблюдаемых
магнитных реакций, не только для определения наличия магнитных свойств или характеристик, влияющих на
свойства или характеристики образца, но и для того, чтобы легко, точно и с уверенностью определить, какие
именно свойства или характеристики могут быть выявлены в ходе испытаний. Из этих тестов можно сделать
вывод, что, хотя существует ряд вариаций (если их больше, чем в образце магнитного вещества, при
подходящих условиях они могут вызывать уникальные или характерные изменения в реакции материала на
магнитное воздействие), C C) 285 860 силы. Некоторые характеристики или свойства, связанные с данным
изобретением, включают состав сплава, содержание углерода, деформации и напряжения, содержание
примесей, а также химические и физические условия металла. Изменения магнитного эффекта, вызванные
изменениями свойств или характеристик указанного типа, проявляются в сравнении форм кривых
намагничивания, рассчитанных для различных комбинаций указанных характеристик или свойств. Заметные
различия в полученных таким образом кривых намагничивания могут быть относительно небольшими, даже
если изменение в образце критично с практической или коммерческой точки зрения. Поэтому
предпочтительнее основывать выводы на выявленных различиях между кривой намагничивания образца и
кривой стандарта, все соответствующие константы которого известны, и таким образом, чтобы
компенсировать большинство экспериментальных ошибок, обычно присутствующих при тестировании
образца отдельно.
Испытания показывают, что форма кривой намагничивания принимает широкий спектр значений в
зависимости от изменений различных характеристик и свойств исследуемого материала, и было замечено,
что изменения определенных качеств или свойств исследуемого материала неоднократно вызывают
характерные изменения в форме кривой намагничивания. Эти наблюдения были достаточно однородными,
чтобы оправдать гипотезу о том, что изменения физических и других характеристик и свойств
намагничиваемого материала, к которому приложена одна и та же эффективная магнитная сила, будут
вызывать индивидуальные характерные изменения результирующих магнитных потоков. Исследование
катушек, помещенных в эти потоки и подключенных к соответствующим измерительным приборам, позволит
получить данные о токе, на основе которых можно построить характерные и значимые кривые
намагничивания. Однако эта процедура слишком медленна для коммерческих целей, хотя она может дать
ценные результаты в исследованиях.
Таким образом, еще одной целью нашего изобретения стало создание метода, основанного на магнитном
анализе, с помощью которого мы можем воспроизвести мгновенное соотношение между образцом и эталоном
известных качеств, или воспроизвести ряд последовательных соотношений, в которых происходит
относительное движение между образцом и эталоном во время испытаний. В любом данном сравнительном
тесте это соотношение между образцом и эталоном отражается в величине и других характеристиках
дифференциального тока, индуцированного в противоположно расположенных вторичных обмотках,
имеющих все постоянные равные, за исключением свойств эталона и образца, влияющих на магнетизм. Если
магнетизирующий ток является периодическим, каждый его цикл будет создавать соответствующий цикл
индуцированного тока в катушках испытательного аппарата, а если катушки расположены в противоположных
направлениях, индуцированный дифференциальный ток будет иметь определенные характеристики,
зависящие от изменений свойств образца относительно эталона, влияющих на магнетизм. лиги.
Иными словами, наш усовершенствованный метод тестирования основан на концепции, согласно которой
каждое химическое и физическое свойство 80 намагничиваемого тела оказывает определенное и характерное
влияние на магнитные свойства этого тела; что это влияние определяет условия магнитного потока, когда
тело подвергается воздействию магнитной силы; 85 эти условия магнитного потока контролируют
электродвижущую силу и результирующий ток в цепи, имеющей катушку или эквивалентное устройство,
находящееся в магнитном поле, воздействующем на указанное тело; и что изменение любого заданного
физического или химического свойства намагничиваемого вещества приводит к характерному изменению
вторичного тока, генерируемого, как указано выше. Создавая представления этих характеристик тока в связи с
образцами известных химических и физических свойств, можно установить стандарты, с которыми можно
сравнивать представления характеристик тока, полученные в связи с образцами неизвестных свойств, и
делать надежные выводы об их структуре и химическом сходстве или несходстве. Продолжая процесс, когда
стандарт и образец одновременно подвергаются намагничивающей силе, а противоположные катушки
находятся в соответствующих полях, можно создать представления характеристик дифференциального тока в
этих катушках, и такие представления всегда будут одинаковыми по характеру для дифференциального тока.
Арендная плата, возникающая из-за различий между стандартом и эталоном по любому заданному
химическому или физическому свойству. Предпочтительно также указывать степень отклонения образца от
стандарта, чтобы наблюдатель знал как химические, так и физические свойства. (_pter вариации и является
ли она критической или нет, 1 >, miagnitutde.
Для большинства практических целей наглядные представления вышеупомянутых взаимосвязей будут
удовлетворительными, хотя они и будут очевидны. Тем, кто обладает навыками в данной области, следует
знать, что изображения различного характера могут быть созданы с помощью соответствующих средств.
Подобные представления или другие разумные проявления, отражающие текущие взаимосвязи компонентов,
указанные выше: на рисунке 11, частично схематичном изображении, иллюстрирующем конструкцию реле
предупреждения и подавления, указанных на рисунке 1; и на рисунке 12, схеме оптической системы 70.
система для получения изображений волновых форм, упомянутых в связи с описанием рисунков с 4 по 6
включительно.
Чертежи представляют собой фильм об аппарате, разработанном более конкретно для 75.
для испытания намагничиваемых материалов, таких как полосы, стержни, прутки, кабели или другие
удлиненные элементы из железа или стали, хотя это не означает, что это указывает на ограничение метода
испытанием таких форм или исключает его применение для испытания намагничиваемых материалов других
форм и размеров. Обращаясь к чертежам, предпочтительный вариант осуществления усовершенствованного
аппарата включает пару первичных испытательных катушек 1 и 2, расположенных последовательно в
основной цепи намагничивания. Мы также предусмотрели две пары вторичных катушек, одна пара,
включающая противоположно расположенные катушки 3 и 4 соответственно, далее именуемая релейной
катушкой, расположенной в цепи реле, и другая пара, включающая противоположно расположенные катушки
5 и 6 соответственно, далее именуемая вибрационной вторичной катушкой, расположенной в цепи с
гальванометрическим вибратором, снабженным специальными устройствами для получения визуального
представления волновых форм токов, индуцированных в указанных вторичных катушках. Обе вторичные
катушки 3 и 6 100 элементов расположены в катушке 1 приблизительно в зоне наибольшей плотности
магнитного потока, а вторичные обмотки 4 и 5 расположены аналогичным образом относительно первичной
обмотки 2.
Из вышеизложенного следует, что если первичная катушка 1 находится под напряжением, и в нее вставлен
намагничиваемый объект, такой как стальной или железный стержень 7, то в соответствующих вторичных
катушках будут возникать определенные эффекты. Например, если в катушку 2 в качестве сердечника
вставлен стержень или другой кусок намагничиваемого материала с точно такими же свойствами
намагничивания, как и стержень 7, то магнитные эффекты, возникающие во вторичных катушках 4 и 5, будут
аналогичны по виду и величине эффектам, возникающим в катушках 3 и 6 соответственно, так что, если
намагничиваемые объекты одинаковы по своим магнитным свойствам.
Свойства, в результате чего не будет никакого измеримого электрического эффекта во вторичных обмотках.
Однако, если в первичную обмотку 1 вставить стержень 7 с известными свойствами, а в первичную обмотку 2
вставить стержень с неизвестными и другими свойствами, то в цепи вторичных обмоток 3 и 4, а также 5 и 6
соответственно будут включены дифференциальные вторичные токи. Одна из целей настоящего изобретения
— использовать свойства этих дифференциальных токов, описанных выше, которые предполагается
включить в более широкое определение нашего изобретения.
Одним из эффективных устройств, позволяющих последовательно выполнять этапы нашего
усовершенствованного метода, является де-.
В соответствии с приведенной ниже спецификацией и на прилагаемых к ней чертежах, на рисунке 1
представлена принципиальная схема подключения основной, вторичной и вспомогательной цепей
испытательного оборудования согласно изобретению; на рисунке 2 – принципиальная схема цепи
предупреждающего сигнала, взаимодействующей с одной из вторичных цепей, показанных на рисунке 1; на
рисунке 3 – принципиальная схема цепи сигнала подавления, также взаимодействующей с указанной
вторичной цепью и цепью предупреждающего реле, показанной на рисунке 2; на рисунке 4 – изображение
линий, указывающих на волновые формы, которые показывают относительное положение и величины
токовых составляющих периодического первичного или намагничивающего тока и дифференциального
вторичного тока, возникающих в результате изменений потока из-за отклонения образца от стандарта в
отношении декарбонизации поверхности образца.
Рисунок 5 аналогичен рисунку 4, за исключением того, что неровная линия указывает на отклонение образца
от стандарта по структуре металла: образец более грубый, чем стандарт, и достаточно крупный, чтобы
сделать его непригодным для определенного технологического применения.
Рисунок 6, аналогичный рисункам 4 и 5, за исключением того, что неровная линия указывает лишь на
незначительное отклонение образца от стандарта в отношении структуры металла и декарбонизации;
образец немного грубее стандарта, но достаточно мелкий и в остальном пригоден для указанного
технологического применения 4,5; Рисунок 7, диаграмма, представляющая нормальное фазовое соотношение
между намагничивающим током и индуцированным дифференциальным током; Рисунок 8, диаграмма,
представляющая фазовое соотношение между током возбуждения первичной обмотки сигнального реле и
индуцированным дифференциальным током, где фазовая корректировка указанного тока в первичной
обмотке сигнального реле смещена в одном направлении; Рисунок 9, диаграмма, представляющая фазовое
соотношение между током возбуждения первичной обмотки сигнального реле и индуцированным
дифференциальным током, где фазовая корректировка указанного тока в первичной обмотке сигнального
реле смещена в противоположном направлении по сравнению с показанным на рисунке 8; Рисунок 10,
диаграмма, представляющая собой условную форму смещения базового значения p, означает: 295 860 токов
таким образом, чтобы выявить характер и степень изменения или различия между стандартом в катушке 1 и
образцом в катушке 2.
Вторичные реле 3 и 4, а также связанные с ними реле и другие механизмы предназначены для подачи и
управления сигналами, предпочтительно звуковыми, визуальными или и теми, на основании которых
наблюдатель или оператор может сделать выводы о возникновении изменений в образце.
Вторичные обмотки 5 и 6 вместе с гальванометром-вибратором и другими устройствами j 5, связанными с
ними, предназначены для индикации в соответствующих представлениях не только возникновения изменения,
но и его характера и степени. Калибровка устройств, связанных с вторичными обмотками реле 3 и 4,
относительно явлений, индикаируемых приборами, связанными с вибрационными обмотками 5 и 6, позволяет
получать сигналы в цепи реле, которые будут также указывать на характер изменения. Другими словами,
путем сопоставления аппаратуры, связанной с двумя соответствующими вторичными обмотками,
селективность или чувствительность вторичных обмоток реле 3 и 4 могут быть отрегулированы таким
образом, чтобы видимые и слышимые сигналы, управляемые и применяемые непосредственно или косвенно
указанными вторичными обмотками, указывали на значимость, а также на возникновение текущих условий в
указанной вторичной цепи 3. Таким образом, вибрационные обмотки и связанные с ними элементы служат как
средством положительной индикации, так и средством калибровки механизма реле для селективной работы в
отношении возникновения и характера изменений в цепи реле. протестированные образцы.
Вторичные обмотки вибратора 5 и 6 соединены в цепи с вибратором гальванометра S и переменным
резистором 9, предназначенным для управления или регулировки амплитуды отклонений вибратора, а также
для увеличения или уменьшения чувствительности указанного гальванометра. Этот вибратор снабжен
зеркалом 102, являющимся частью оптической системы, рис. 12, в которой луч света от подходящего
источника 103 проходит через управляемое затвором отверстие 104 и отражается призмой 105 на указанное
зеркало, а затем на качающийся или наклоняющийся отражатель 106.
Элементы упомянутой оптической системы являются частью прибора, известного как осциллограф, в котором
отражатель 106 шарнирно закреплен для качания:
периодически синхронно с затвором 107, управляющим диафрагмой 104, и для передачи отраженного луча
света на матовое стекло или другой подходящий экран 108, на котором отображаются изображения
траекторий светового луча. Когда экран снят, фотоаппарат 109 любой подходящей или хорошо известной
конструкции будет записывать мгновенные или составные волновые изображения по желанию.
Если образец теперь тестируется в катушке 2 со стандартом 7 в катушке 1, то в вторичных обмотках 50 и 6
возникнет дифференциальный ток j, если образец не обладает теми же магнитными свойствами, что и
стандарт, и матовый экран 108 будет отображать форму волны, которая, как было установлено, изменяется
по контуру в ответ на изменения характеристик тока из-за различия между стандартом и образцом в одном
или нескольких свойствах, влияющих на магнетизм. Было обнаружено, что различные свойства образца
создают дифференциальные индуцированные токи, которые отображают характерные различимые
изображения формы волны на матовом экране 108 или другом вышеупомянутом устройстве приема
изображений. Таким образом, полученные таким образом изображения формы волны указывают посредством
взаимосвязи их составных частей на конкретные свойства, относительно которых происходят изменения, и
относительную важность этих изменений.
В тех случаях, когда в испытательных катушках описанного выше аппарата используется периодическая
магнитоизменяющая сила, желательно получить изображение волнового контура указанной силы в
сопоставлении с изображением волнового контура индуцированного дифференциального тока. Это важно,
поскольку испытания показали, что изменения в образце могут отражаться не только в форме и величине
волновых изображений, но и в их фазовом соотношении с магнитоизменяющей силой. Например...
Экран может отображать часть волновой формы изображения одного образца, которая не будет сильно
отличаться от волновой формы изображения другого образца. Однако, если отличительные особенности
волновой формы изображения одного образца занимают иное фазовое соотношение с синусоидальным
изображением намагничивающей силы, чем волновая форма изображения другого образца, это будет
указывать на то, что образцы отличаются от стандарта по различным характеристикам. Это явление
используется на практике в связи с работой и калибровкой реле управления сигналами предупреждения и
подавления, которые будут описаны ниже. Подходящее устройство для отображения изображения волновой
формы намагничивающей силы включает в себя гальванометр-вибратор 10 с его шунтом 11 в основной цепи
намагничивания, который также включает переменное сопротивление 12 и амперметр 13. Вибратор 125
оснащен зеркалом 110, которое работает так же, как и зеркало. Установленный на вибраторе 8. При
проведении испытаний и исследовательских наблюдений с использованием вибраторов S и кандел было
обнаружено, что они обеспечивают постоянный равномерный периодический намагничивающий ток с
минимальным количеством гармоник, так что при работе вибратора 10 наблюдаемое изображение формы
волны будет максимально приближено к истинной синусоидальной кривой, как показано на рисунках 4–6
включительно. Это, конечно, приводит к соответствующему упрощению изображения формы волны,
создаваемого вибратором 8 и представляющего индуцированный дифференциальный ток, и в этой степени
уменьшает контуры на нем до тех, которые более отчетливо связаны с различными свойствами
намагниченности, влияющими на свойства образца.
Средство для формирования изображения волновой формы 1 также предпочтительно включает в себя еще
один вибратор 100, подключенный параллельно клеммам первичных проводников 1 и 2 и последовательно с
относительно высоким переменным сопротивлением 101. Указанный вибратор 100 также снабжен зеркалом
111, являющимся частью оптической системы, аналогичной той, которая связана с вибратором 8. Когда цепь,
содержащая вибратор 100, разомкнута, изображение, отраженное от зеркала 111, появляется на экране 108 в
виде прямой линии B (рисунки с 4 по 6 включительно), которая удобно служит в качестве опорной линии или
базовой линии нулевого тока.
Когда эта цепь замыкается, вибратор 100 будет колебаться, и на экране 108 будет одновременно
отображаться волнообразное изображение тока, протекающего в указанной цепи, пропорциональное
приложенной электродвижущей силе, а также линии, представляющие соответственно ток намагничивания и
индуцированный дифференциальный ток. Таким образом, синусоидальное изображение, полученное вблизи
изображения индуцированного дифференциального тока, обеспечивает...
Удобные способы вычисления величины любого требуемого фазового сдвига, которые будут рассмотрены
далее.
На рисунках с 4 по 6 включительно показаны волнообразные изображения, фактически наблюдаемые и
записанные во время испытаний. Намагничивающий ток, воздействующий на вибратор 10, создает
изображение в виде синусоидальной кривой. На рисунке 4 петля 14 нерегулярной кривой, создаваемой
дифференциальным вторичным током, действующим на вибратор 8, показывает изменение:
Образец отличается от стандарта по степени декарбонизации, а петля 15 показывает незначительное
изменение структуры металла. На рисунке 5 петля 16 нерегулярной кривой характеризует материал как
непригодный для предполагаемого применения. Испытанный образец разрушился в той части, относительно
которой наблюдалась петля 16, и имел более грубую структуру, чем стандарт. Нерегулярная кривая на
рисунке 6 включает петли 17 и 18, которые указывают на то, что в отношении декарбонизации и структуры
металла, изменение 166 достаточно велико, чтобы сделать образец непригодным для предполагаемого
использования.
До настоящего момента описание одного из вариантов осуществления аппарата для применения нашего
усовершенствованного метода касалось той его части, 570, которая предназначена для получения
изображений волновых форм, которые, путем сравнения, позволят выявить изменения в характеристиках
дифференциального тока, вызванные изменением образца относительно стандарта по одному или
нескольким 75 его свойствам или характеристикам, влияющим на магнетизм. Эти проявления или
изображения имеют двойную ценность. Во-первых, они обеспечивают понятное и значимое представление
фактического состояния 80 фактов, касающихся испытываемого образца. Во-вторых, они предоставляют
эталонную запись, на основе которой может быть откалиброван другой аппарат для получения или
управления сигналами, предназначенными для обозначения приближения или возникновения 85 любой
предопределенной характеристики тока во вторичных обмотках 3 и 4 из-за изменений образца относительно
стандарта по отношению к определенным выбранным свойствам, влияющим на магнетизм. 90 Очевидно, что
в большинстве промышленных операций цель испытания состоит в том, чтобы определить, подходит ли
данный образец для предполагаемого использования. В общем, следовательно, критическими факторами
будут 95 -ограниченное количество. Например, из десяти возможных свойств стали наличие хотя бы одного
может сделать образец непригодным для предполагаемого использования.
Или же может оказаться, что наличие определённого свойства, превышающего или находящегося в пределах
заранее определённой степени или пропорции, будет фатальным.
Ранее было показано, что вариации свойств L, оказывающие значительно различное практическое
воздействие, приводят к аналогичным количественным проявлениям в хорошо известных формах
испытательных приборов, и в этой степени ранее известные устройства не соответствуют определенным
коммерческим и научным требованиям. Эта трудность преодолевается при использовании нашего
усовершенствованного метода и аппарата, включающего в себя эффективно селективные устройства
управления сигналом, оперативно связанные с вторичными обмотками 8 и 4, которые, как уже упоминалось
ранее, подвергаются той же намагничивающей силе, что и вторичные обмотки 5 и 6.
Обращаясь снова к рисунку 1 и рисунку 11, мы предусмотрели два реле R120D1 и Ri соответственно, реле R
управляет работой цепи предупреждающего или сигнального сигнала (рисунок 2), а реле Ri — цепью
критического или сигнального сигнала подавления (рисунок 3). Переменное сопротивление 21 включено
последовательно с подвижными катушками 22 и 23 реле R11D1 и R22D1 соответственно, и электромагнитные
поля создаются для указанных катушек с помощью первичных обмоток реле 24 и 25 соответственно в цепи
намагничивания или другом подходящем контуре, в котором должен использоваться фазовый сдвиг.
Константы реле могут быть отрегулированы таким образом, чтобы они срабатывали в любой желаемой
последовательности при возникновении заданных значений тока во вторичных обмотках 3 и 25. 4. Где
находится вторичная обмотка реле и связанные с ней средства сигнализации; Для обеспечения независимой
работы вторичной обмотки вибратора и связанных с ней средств визуализации, правильная калибровка
первой относительно второй будет иметь первостепенное значение, что станет очевидным при рассмотрении
реальной проблемы. В случае, когда стальные стержни должны были быть скручены в катушки, были
получены данные об изменении в виде волновых изображений, и испытанные стержни были скручены.
Разрывы проверялись по данным об изменении для определения критических пределов изменения. Затем
управляющие реле сигнала были откалиброваны таким образом, чтобы они срабатывали только в ответ на
возникновение дифференциальных значений тока, соответствующих характеристикам тока, при которых
наблюдался разрыв. В случаях, когда разрыв происходил из-за изменений различных свойств, проводилась
дополнительная калибровка, включающая контроль фазового соотношения между током намагничивания и
током питания первичной обмотки реле, так что сигнальная цепь становилась оперативно селективной. Кроме
того, в случаях, когда происходило изменение относительно характеристики, такой как -39
декарбоксилирование Донизаотина, которое исключало образец по другой причине, кроме этой, и имело
такую величину, что вызывало условия рабочего тока сигнала во вторичной обмотке реле, Дополнительная
калибровка включала в себя регулировку фазы, в результате чего эти конкретные текущие параметры
становились неэффективными для работы сигнальных реле или же становились эффективными для работы
отдельного, отличительного сигнала.
Обращаясь к рисункам 2 и 11, реле R снабжено подвижным выводом или контактом 26, который
перемещается к неподвижному выводу 28 цепи управления сигналом в ответ на заданные значения тока во
вторичной обмотке реле, упомянутой выше.
Искропоглощающий конденсатор 30 подключен параллельно клеммам 26 и 28, которые находятся в цепи с
батареей 31 или другим подходящим источником питания, а также с субреле 32, имеющим якорь 37.
Взаимодействуя с клеммой 33 для управления цепью, включающей батарею или другой источник питания 34 и
соответствующие сигналы, расположенные в ней параллельно и состоящие предпочтительно из
электрической лампы 35 и звонка или зуммера 36, в процессе работы возникновение дифференциального
тока во вторичной обмотке реле приводит к срабатыванию реле R, отклоняя контакт 26 от клеммы 28, тем
самым замыкая цепь, в результате чего срабатывает субреле 32, заставляя его якорь 37 войти в зацепление с
клеммой 33 для замыкания цепи сигнала. Очевидно, что аналогичное перемещение контакта 26 в
противоположном направлении может быть выполнено для управления отдельным сигналом путем
обеспечения клеммы и цепи. с этой целью.
В дополнение к вышеизложенному, было признано целесообразным предусмотреть подходящие средства для
быстрого и эффективного прекращения работы цепи управления сигналом, как только ток во вторичной
обмотке реле снизится с точки зрения 80 или степени, при которой он вызвал первоначальное срабатывание
или замыкание указанной сигнальной цепи.
Следует понимать, что реле R срабатывает в ответ на очень малую электродвижущую силу в цепи,
содержащей вторичную обмотку реле 22. Также следует понимать, что разница между весьма существенными
изменениями магнитных свойств испытываемых образцов может проявляться, и часто проявляется, в
относительно незначительных различиях в электродвижущей силе, индуцированной во вторичной обмотке
указанного реле. Поэтому важно, чтобы цепь управления реле замыкалась всякий раз, когда индуцированный
дифференциальный ток достигает заданного значения, и свободно размыкалась снова, как только это
значение уменьшается. Для этой цели мы предусмотрели элементы поглощения искр 38 и 39 параллельно
индуктивной обмотке субреле 100 32, которые будут поглощать накопленную энергию при размыкании
контактов реле.
Эти искрогасители имеют практически ту же конструкцию, что и электролитические выпрямители, и состоят в
основном из 105 алюминиевых и железных электродов в насыщенном растворе фосфата аммония.
Таким образом, когда происходит изменение значения тока во вторичной обмотке реле 22 после того, как эта
вторичная обмотка сработала, замкнув все цепи через батарею 31, энергия, накопленная в катушках субреле
32, будет поглощена, так что искра между клеммой и подвижным контактом 26 не возникнет. Эта особенность
очень важна, поскольку движение контакта 26 к клемме 28 и от нее под воздействием дифференциального
тока во вторичной обмотке реле 22 является положительным, а величина и скорость этого движения
пропорциональны указанному току.
Кроме того, мы разработали механическое устройство для обеспечения быстрого и эффективного
разъединения подвижного контакта или якоря 26 от контакта с клеммой 28 125, причем это устройство состоит
из поворотного наконечника 40, удерживаемого в обычном отведенном положении с помощью пружины 41.
Часть указанного ответвителя включает якорь 42, взаимодействующий с катушкой 43 в цепи 130 285,860 7, а
также с управляющей батареей сигнала 34.
В той же схеме, показанной на рисунке 2, мы также предусмотрели еще одну катушку 44, взаимодействующую
с якорем маятника 45 и клеммой 145 для образования прерывателя цепи. Таким образом, когда якорь
маятника качается в одном направлении, размыкая цепь, контактный выступ отходит от катушки 43 под
действием пружины 41, и < i 1, когда маятник качается в противоположном направлении, замыкая цепь,
контактный выступ притягивается к катушке 43 и ударяет рядом с местом крепления подвижного контакта или
якоря 26 реле IR, тем самым преодолевая эффект возможного очень малого сцепления, поддерживающего
контакт. Описанная выше схема может быть удобно обозначена как схема управления предупреждающими
сигналами, хотя она не обязательно должна ограничиваться таким использованием. При использовании в
качестве предупреждающей цепи основное реле R предпочтительно должно быть откалибровано для
управления предупреждающими или сигнальными сигналами заблаговременно до ожидаемого появления
критического сигнала или сигнала отклонения, чтобы оператор мог быть готов к ожиданию сигнала
отклонения.
Если изменение, вызвавшее срабатывание предупреждающего сигнала, становится настолько значительным,
что электрические результаты указывают на необходимость отбраковки образца для его предполагаемого
использования, то об этом будет сообщено с помощью другой сигнальной цепи, упомянутой выше как цепь
управления отбраковкой, которая функционально связана с реле 1R1. Как показано на рисунке 1, реле R1
включает первичную обмотку 25 и подвижную катушку 23, к которой прикреплен клеммный или подвижный
контакт 46, расположенный таким образом, чтобы зацепляться с неподвижной клеммой 48. Как отмечалось
ранее, константы реле R1 будут регулироваться таким образом, чтобы оно срабатывало в любой желаемой
последовательности относительно работы реле IR и связанных с ним сигналов, интервал или разница в
чувствительности к приложенной электродвижущей силе зависят от характера испытываемых образцов.
Обращаясь к рисунку 3, искропоглощающий конденсатор 49 подключен параллельно клемме 48 и контакту 46.
Указанная клемма 48 и контакт 46 находятся в цепи с батареей 51. или другой источник питания и с
вспомогательным реле 52, имеющим якорь 53, взаимодействующий с клеммой 54 и соответствующими
сигналами, установленными в нем параллельно и состоящими предпочтительно из электрической лампы 55 и
звонка или зуммера 56.
Когда величина тока в подвижной катушке 23 реле Rit превышает значение, при котором сработал
предупреждающий сигнал, и достигает точки, при которой должен сработать сигнал отключения, указанная
подвижная катушка 23 получает достаточное напряжение, чтобы отклонить контакт 46 и зацепить его с
клеммой 48, тем самым замыкая цепь, в результате чего срабатывает вспомогательное реле 52.
Это приводит к перемещению якоря 53 указанного субреле в зацепление с клеммой 54 170 для замыкания
связанной с ним сигнальной цепи и генерирует как световой, так и звуковой сигнал. В дополнение к указанным
сигналам также желательно предусмотреть средства для маркировки образца в точке или месте, в связи с
которым было выявлено фатальное отклонение, чтобы образец мог быть отбракован, переработан или иным
образом утилизирован ввиду отмеченного отклонения. Для этой цели в цепь с батареей 58 включено
маркировочное реле 57, которое управляет сигналами и 56. Якорь или подвижный контакт 59 зацепляется с
клеммой 60 при срабатывании реле 57, тем самым замыкая цепь 85, которая включает батарею 61 и соленоид
62, в котором сердечник 63 перемещается продольно, причем указанный сердечник снабжен подходящими
маркировочными средствами, такими как карандаш, кисть или тому подобное 64, установленными в
поворотном кронштейне 90 65, один конец которого закреплен. к сердечнику 63 с помощью пружины 66.
Таким образом, при подаче напряжения на соленоид 62 сердечник 63 перемещается в направлении стрелки,
отклоняя тем самым маркировочное устройство 64 95 и обеспечивая его контакт с образцами, подвергаемыми
испытанию.
Также желательно предусмотреть подходящие механические средства для обеспечения быстрого и
эффективного разъединения подвижного контакта 100 46 от контакта с клеммой 48, причем указанное
устройство должно быть аналогично описанному выше в связи с цепью предупреждения. В цепи отбраковки
такие средства включают в себя поворотный штырь 105 67, удерживаемый (обычно в отведенном положении)
пружиной 68 и расположенный таким образом, чтобы эффективно работать вблизи клеммы 48.
Указанный отводной механизм приводится в действие катушкой 69, взаимодействующей с рычагом 70,
причем эта катушка 110 находится в цепи с батареей 71 и внутри другой катушки 72, взаимодействующей с
маятниковым якорем 73, расположенным таким образом, чтобы качаться к клемме 74 и от нее, периодически
подавая напряжение на катушку 69 до тех пор, пока контакт 46 остается в зацеплении с клеммой 48. Цепь,
включающая батарею 71, содержит клемму и переключатель 76, управляемый движением маркировочного
устройства, так что, когда реле отсечки 120 замыкает свою цепь, результирующее срабатывание
маркировочного устройства замыкает цепь отводного механизма. Реле R во всех отношениях аналогично
реле R, показанному более подробно на рисунке 11, за исключением того, что константы регулируются для
обеспечения срабатывания контакта или подвижного клеммного элемента в связи с возникновением тока
большей величины, чем требуется для срабатывания реле R 130 285, 860 8 28-5860 Описанное выше
сигнальное и маркировочное устройство будет эффективно при испытании широкого спектра
намагничиваемых тел. Однако по причинам, указанным выше, важно ввести в цепи управления сигналом
подходящие средства для повышения их избирательности. Это особенно важно в тех случаях, когда цепи
управления используются независимо от цепей вибратора. Один из способов достижения большей
избирательности состоит во введении в первичную цепь питания реле подходящих средств для сдвига ее
фазы, чтобы усилить или уменьшить влияние любого дифференциального вторичного тока, работающего в
связи с указанными реле. Эта операция проиллюстрирована на диаграмме, показанной на рисунках 7-9
включительно, где линия неправильной формы представляет собой волновое изображение цикла
дифференциального тока, индуцированного во вторичных обмотках 3 и 4 (рисунок 1). Петли A и B указанной
линии представляют собой изменения образца по сравнению со стандартом в отношении различных
характеристик или свойств. На рисунке 7 линия в виде синусоидальной кривой представляет собой волновое
изображение. В момент работы вторичная обмотка реле R1, например, при подаче тока, представленного
указанной нерегулярной линией, будет подвергаться отклоняющей силе, пропорциональной среднему
значению произведения мгновенных значений первичного и вторичного токов, воздействующих на указанное
реле.
Следовательно, при постоянном первичном токе подвижный контакт будет управляться током, который можно
схематически представить в виде синусоидального эквивалента вторичного или индуцированного
дифференциального тока, изображением которого на рисунках 7-9 является нерегулярная линия. По
причинам, указанным ранее, сигнал, полученный в этих условиях, может быть совершенно вводящим в
заблуждение. В некоторых случаях он вообще не сможет указать наблюдателю на характер изменения или
комбинации изменений, которые его вызвали. Поэтому становится желательным предусмотреть средства для
уменьшения или усиления эффекта той или иной части дифференциального тока путем сдвига фазы
первичного тока включения реле.
Этот фазовый сдвиг показан на рисунке 8, где ток, срабатывающий на реле (макс. 60 мкм), смещен так, чтобы
совпадать с контуром А индуцированного дифференциального тока. Теперь реле будет работать таким
образом, чтобы указывать на возникновение изменения, связанного с конкретной характеристикой тока,
представленной контуром А.
На рисунке 9 фазовый сдвиг происходит в противоположном направлении и таким образом, чтобы вызвать
срабатывание реле при возникновении изменения, которое индуцирует дифференциальный ток в
представлении 70, контур B которого является значимым или характерным.
Обращаясь теперь к рисунку 1, мы изобразили предпочтительный способ сдвига фазы, который может быть
легко введен в основную цепь намагничивания испытательного устройства или отключен от нее с помощью
переключателей 82 и 83 соответственно.
Таким образом, когда эти переключатели замыкаются и соединяются с клеммами 84, 85 и 80, 86, 87
соответственно, основной намагничивающий ток протекает через первичные обмотки испытаний 1 и 2 и
первичные обмотки реле 24 и 22. Однако, когда переключатели 82 и 83 замыкаются через клеммы 88, 89 и 85,
90, 91 соответственно, основной намагничивающий ток активирует первичную обмотку 92 трансформатора 93,
создавая таким образом независимый ток во вторичной обмотке 94 указанного трансформатора, причем эта
вторичная обмотка имеет в своей цепи 90 фазосдвигающее устройство любой подходящей конструкции,
предпочтительно имеющее подвижный сердечник 95 с катушкой 96, в которой индуцируется ток, фаза
которого отличается от фазы исходного или основного намагничивающего тока 95 на любой желаемый угол.
Цепь, включающая эту катушку, замыкается через вторичные обмотки реле 24 и 25 посредством
переключателя 83, замыкающего клеммы и 91. В надлежащем случае первичный ток намагничивания реле
100 может поддерживаться на любом желаемом фиксированном фазовом угле относительно основного
намагничивающего тока любым подходящим способом, как показано на рисунке 10, один из вариантов
которого включает переменную индуктивность 97, емкость 98 и переменное сопротивление 99, причем
указанные элементы должны быть установлены во вторичной цепи трансформатора 93 вместо регулируемого
фазовращателя, показанного на рисунке 1, в точках 110 цепей, соответствующих линиям mn, ni и ax, yj на нем.
Описанная выше процедура и аппаратура были описаны в связи с так называемым сравнительным
испытанием 115, методом, при котором образец испытывается непосредственно и одновременно со
стандартом с известными свойствами. Предполагается, что та же или слегка модифицированная аппаратура
может быть использована для проведения испытаний другим или несравнительным методом, включающим
следующие этапы: воздействие на множество образцов магнетизирующей силы в первичной обмотке, такой
как катушка 1; получение волновых изображений токов M2, индуцированных во вторичной обмотке 5, с
помощью вибратора и его взаимодействующих оптических устройств; маркировка тех участков образцов, в
отношении которых наблюдаются изменения характеристик индуцированного тока 130 в одной из катушек
указанного прибора.
6 Способ по п. 5, в котором реле, имеющее одну катушку во вторичной обмотке и другую катушку в цепи с
фазовым сдвигом, откалибровано для срабатывания при возникновении заданного значения указанного
вторичного тока для сигнализации о наличии в образце изменения свойств заданной минимальной величины
или значимости. 7. Устройство для осуществления способа по любому из п. 1–6 включительно, включающее
средства для одновременного установления магнитного поля в эталоне с известными свойствами,
влияющими на магнетизм, и в образце соответственно переменным или изменяющимся намагничивающим
током, и средства, реагирующие на эффективную разницу между указанными потоками, а также на разницу
между указанным эталоном и указанным образцом в отношении свойства, влияющего на магнетизм, для
получения представления последовательности и величины компонентов вторичного тока, возникающего в
результате эффективной разницы между указанными потоками. 8. Устройство по п. 7, включающее средства
для определения фазового соотношения между указанным намагничивающим и указанным вторичным
токами.
9 Устройство, как заявлено в п. 7 или 95, включает индикатор, имеющий одну катушку, питаемую вторичным
током, другую катушку, питаемую намагничивающим током, и фазовращатель, включенный в цепь с указанной
другой катушкой. Устройство, как заявлено в п. 9, в котором индикатор включает реле, откалиброванное для
срабатывания при возникновении во вторичной цепи заданного минимального значения тока. Способ
магнитной проверки, включающий установление магнитного потока в намагничиваемом теле, создающего для
осмотра волновое представление вторичного тока, производимого магнитным потоком, определение
положения и/или характера физических изменений тела, вызывающих изменения вторичного тока, и
использование реле, откалиброванного для срабатывания при возникновении изменений вторичного тока на
заданные значения.
12 Способ, описанный в пункте 11, в котором устройства сдвига фазы используются для установления или
поддержания более эффективной селективности при работе реле.
13 Устройство для способа, заявленного в п. 11 или 12, включающее первичную испытательную катушку,
связанную с ней вторичную испытательную катушку, управляющее цепь сигнала реле 125, включающее
подвижную вторичную катушку, соединенную с вторичной испытательной катушкой, и фиксированную
первичную обмотку реле, а также средства для изменения фазового угла между токами в первичной
испытательной катушке 13 (это определяется путем сравнения форм волновых изображений и приложения
разрушительных или манипулятивных сил к указанным маркированным образцам). Таким образом, будут
получены данные, на основе которых можно будет производить соответствующие корректировки управления
сигналом. Затем реле Ri калибруется для срабатывания при возникновении значений вторичного тока,
заданных в соответствии с вышеуказанными шагами 10. Когда образцы подвергаются воздействию
намагничивающего поля в катушке 1, ток, индуцированный во вторичной обмотке реле 3, вызовет
срабатывание калиброванного реле R всякий раз, когда указанный ток достигнет заданного значения. При
некомпаративном методе не будет никакого преимущества в удержании катушки 4 в Противоположное
отношение к катушке 3, поскольку дифференциальный индуцированный ток нежелателен. В дополнение к
регулировке констант реле, целесообразно использовать подходящие фазосдвигающие устройства, такие как
описанные выше или другие, для установления или поддержания более эффективной селективности в работе
управляющего сигналом реле.
После того, как мы подробно описали и определили природу нашего изобретения и способ его
осуществления, мы заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты