Magnetyczne Techniki Diagnostyczne

Magnetyczne Techniki Diagnostyczne
Zakład Opracowań i Produkcji Aparatury
Pomiarowej
"Mag-Lab" s.c.
INSTRUKCJA OBSŁUGI
Miernik natężenia
efektu Barkhausena
MEB-2c
80-335 Gdańsk, ul. Sztormowa 1A/6,
tel./fax (58) 557 82 44
1. Przedstawienie ogólne przyrządu
Miernik MEB-2c jest przyrządem służącym do
dwuparametrowego pomiaru natężenia efektu Barkhausena.
Ze względu na to, iż natężenie efektu Barkhausena zależy
od mikrostruktury materiału i od obciążeń mechanicznych
(naprężeń zewnętrznych i naprężeń pozostających), miernik
MEB-2c może być użyty do badań porównawczych
zmian mikrostruktury a także oceny poziomu naprężeń
mechanicznych badanego materiału.
Pracę przyrządu kontroluje układ mikroprocesorowy.
Układ ten spełnia trzy funkcje: służy do przetwarzania
wielkości analogowych na cyfrowe oraz do ich wizualizacji
a także do obsługi złącza RS .
Sonda pomiarowa przyrządu MEB-2c
zawiera
elektromagnes do magnesowania podłoża polem
przemiennym
oraz
detektory
dwóch
wielkości:
napięciowego sygnału efektu Barkhausena i napięciowego
sygnału kontrolnego procesu magnesowania. Ten sygnał
kontrolny informuje o szybkości zmian strumienia
magnetycznego w obwodzie magnesowania badanego
materiału.
Napięciowy sygnał efektu Barkhausena generowany
w sondy ma charakter szumu złożonego z impulsów o
amplitudzie i liczbie zależnej od mikrostruktury i poziomu
naprężeń
www.mag-lab.pl
2
Sygnał napięciowy z sondy jest analizowany za pomocą
układów analogowo-cyfrowych miernika. Efektem tej
analizy są dwie wielkości:
- napięcie stałe Us - proporcjonalne wartości skutecznej
natężenia efektu
Barkhausena oraz
- liczba N - proporcjonalna do ilości impulsów
Barkhausena w jednym cyklu magnesowania.
Trzecią wielkością mierzoną przez przyrząd jest szybkość
zmian strumienia indukcji magnetycznej w obwodzie
magnesowania sondy. Wielkość ta jest przetwarzana na
napięcie stałe Uc i stanowi sygnał kontrolny dla oceny
poprawności procesu magnesowania (kontrola ustawienia
sondy i jakości podłoża).
Trzy wielkości: Us, N oraz Uc
są jednocześnie
wyświetlane na ekranie ciekło-krystalicznym oraz
podawane przez złącze typu RS do dowolnego komputera
w celu rejestracji i przetwarzania za pomocą programów.
2. Dane techniczne przyrządu
2.1. Pomiar natężenia efektu Barkhausena (HBN)
Sygnał wyjściowy Us
Zakres pomiaru: 0 - 1023
Wzmocnienie wejściowego sygnału napięciowego efektu
Barkhausena jest zmieniane skokowo w zakresie od 1 do
50 dB co 1 dB.
Kompensacja sygnału Us
Napięcie Us może być kompensowane o zapamiętaną
wartość tego napięcia traktowanego jako napięcie
odniesienia UR;
wyświetlana jest wówczas wartość
różnicy Us - UR.
Liczba impulsów N
Zakres wyświetlania : 0 - 65536
Zliczane są impulsy efektu Barkhausena, których amplituda
przekracza zadany próg dyskryminacji Uo analizatora
impulsów. Zakres zmian progu dyskryminacji:
jednostki umowne w zakresie od 0 do 9 ze skokiem 1.
2.2. Pomiar sygnału kontrolnego (Uc)
Zakres wyświetlania : 0 - 1023
3
4
2.3. Częstotliwość magnesowania i czas trwania pomiaru
Są możliwe trzy częstości magnesowania: 3 Hz, 10 Hz i 33
Hz. Wyniki pomiarów trzech wielkości (Us, N oraz U) są
mierzone w sposób ciągły i wyświetlane z częstotliwością
około 1 Hz. Te same wartości są podawane na złącze RS.
2.4. Zakres temperatury otoczenia
Dla układu pomiarowego : od -10 oC do +40o C
Dla sondy (bez ekranu): : od 0 oC do +40o C.
2.5. Zasilanie, pobór mocy, czas pracy
1. Zasilanie z sieci o napięciu 220 V za pomocą zasilacza
2. Zasilanie z akumulatora niklowo- kadmowego.
Pojemność akumulatora: 2400 mAh.
Pobór mocy: z podświetlaniem ekranu 3,6 W i 2,9 W bez
podświetlania. Czas pracy przy zasilaniu bateryjnym około 4 godzin.
2.6.
Wymiary
Miernik: wysokość - 70 mm, szerokość - 145 mm,
głębokość - 190 mm.
waga: 1550 G.
Sonda typ: MEB-2c2 - standard;
wymiary sondy: 19 mm na 34 mm i wysokość 52 mm,
długość kabla - około 150 cm;
5
3. Zasada pomiaru efektu Barkhausena
Efekt Barkhausena związany jest ze skokowymi
zmianami lokalnego namagnesowania ferromagnetyka na
skutek głównie nieodwracalnego ruch granic domen
magnetycznych. które - pod wpływem zmiennego pola
magnetycznego - pokonują lokalne bariery potencjału,
których źródłem są defekty struktury krystalograficznej.
Materiały twarde magnetycznie (duża wartość pola koercji)
cechują się niskim poziomem natężenia efektu
Barkhausena. Duży poziom natężenia efektu Barkhausena
obserwuje się dla materiałów miękkich magnetycznie.
Obok mikrostruktury występuje także drugi czynnik
mający wpływ na proces magnesowania - jest nim stan
odkształcenia
sieci
krystalograficznej
wymuszony
naprężeniem. Naprężenia zewnętrzne - dzięki sprzężeniu
magnetosprężystemu,
zmieniają stan energetyczny i
warunki równowagi układu domen magnetycznych a tym
samym modyfikują proces magnesowania. W przypadku
materiałów o dodatniej magnetostrykcji (wydłużających się
przy magnesowaniu) naprężenia rozciągające (dodatnie)
powodują zwężenie i wzrost nachylenia pętli histerezy
procesu magnesowania oraz wzrost natężenia efektu
Barkhausena a naprężenia ściskające (ujemne) powodują
poszerzenie i pochylenie pętli histerezy procesu
magnesowania
oraz
obniżenie
natężenia
efektu
Barkhausena.
6
Rozdzielenie wpływu obu czynników na mierzone za
pomocą miernika MEB-2c natężenie efektu Barkhausena
jest możliwe przy założeniu, iż oba te czynniki nie są
zmieniane równocześnie.
Na podstawie doświadczeń w badaniu efektu
Barkhausena
oraz
ze
względu
na
założony
energooszczędny i przenośny charakter miernika MEB-2c,
przyjęto dla charakteryzowania sygnału napięciowego
efektu Barkhausena za pomocą MEB-2c dwie wielkości:
Us - napięcie skuteczne sygnału Barkhausena ( oraz N liczbę zliczeń impulsów efektu Barkhausena. Poprzez
zmianę progu dyskryminacji impulsów można analizować
rozkłady
amplitudowe
impulsów
Barkhausena.
Jednoczesny pomiar obu tych wielkości istotnie polepsza
ocenę charakteru sygnału efektu Barkhausena. Można
bowiem odróżnić emisję charakteryzującą się dużą ilością
małych impulsów od emisji złożonej z małej ilości dużych
impulsów. Dzięki temu możliwa jest np. analiza zmian
mikrostruktury.
W przypadku oceny poziomu naprężeń szczególnie
dogodne jest stosowanie jako podstawowej wielkości
liczby impulsów N a nie napięcia skutecznego Us ponieważ
dynamika zmian liczby zliczeń N w funkcji poziomu
obciążeń mechanicznych, przy odpowiednio dobranym
progu dyskryminacji, kilkakrotnie przewyższa dynamikę
zmian wartości parametru Us.
Wzrost częstotliwości f prądu magnesowania
zmniejsza efektywną głębokość d magnesowania według
prawa: d  1/ f ½.
7
4. Budowa i obsługa przyrządu
4.1. Opis budowy przyrządu
Przyrząd MEB-2c zawiera sondę efektu Barkhausena
oraz miernik służący do analogowo-cyfrowej analizy
sygnału napięciowego efektu Barkhausena indukowanego
w sondzie.
Schemat blokowy układu przyrządu MEB-2c
przedstawiono na rys. 1. Wyróżniono na tym rysunku dwa
główne elementy – sondę (G) i miernik (MEB-2c) oraz
układ do ładowania akumulatorów (T).
Sonda (G) zawiera elektromagnes oraz detektor
sygnału napięciowego efektu Barkhausena i detektor
sygnału kontrolnego procesu magnesowania. Do sondy
dostarczany jest prąd magnesowania (sygnał s1. rys. 1) a z
sondy odbierane są dwa sygnały: s2 - napięcie zmienne
sygnału Barkhausena oraz s3 - napięcie zmienne sygnału
kontrolnego.
Miernik MEB-2c zawiera szereg podzespołów.
Zasilany jest on z bloku zasilania (BZ) z akumulatorem i
stabilizatorami napięć. Po stronie nadawczej miernika
wyróżniono generator prądu magnesowania (GM).
Zawiera on generator napięcia piło-kształtnego o trzech
częstotliwościach (zmieniane za pomocą przełącznika P7) i
prądowy
wzmacniacz
mocy.
Natężenie
prądu
magnesowania (sygnał s1) a wic i proces magnesowania
nie jest wrażliwy na temperaturowe zmiany własności
cewki magnesującej elektromagnesu sondy (G).
8
Po stronie odbiorczej miernika wyróżniono blok
wzmacniacza K1 dla sygnału Barkhausena s1 oraz
wzmacniacz K2 sygnału kontrolnego s3 wraz z
przetwornikiem napięcia zmiennego na stałe. Wzmocnienie
bloku wzmacniacza K1 jest zmieniane skokowo za
pomocą dwóch przełączników dziesiętnych P1 i P2.
Wzmocniony przemienny sygnał napięciowy efektu
Barkhausena jest przetwarzany na sygnał napięciowy typu
stało-napięciowego przez układ analizatora UA. Układ ten
zawiera filtry górno-przepustowe oraz przetwornik napięcia
zmiennego na napięcie skuteczne ze stałą całkowania
większą od okresu zmian natężenia prądu.
Analizator UA zawiera także dyskryminator
amplitudy impulsów Barkhausena. Dyskryminator ten jest
sterowany napięciem dyskryminacji Uo z układu
generatora napięcia progowego, który oznaczono jako UR.
Poziom tego napięcia jest zmieniany za pomocą
przełącznika dziesiętnego P3. Na wyjściu analizatora UA
występują impulsy napięcia Up o ile amplituda impulsu
Barkhausena przekracza napięcie progowe Uo.
Obróbkę cyfrową
sygnałów napięciowych z
analizatora UA bloku K2 realizuje układ cyfrowy UC.
Układ ten zawiera mikroprocesor, który steruje pracą
dwóch woltomierzy cyfrowych oraz licznika impulsów a
także obsługuje wyświetlacz alfa-numeryczny LCD i
generuje sygnały typu RS na wyjściu miernika.
9
Do układu UC
dostarczane są trzy sygnały
napięciowe: napięcie skuteczne sygnału Barkhausena Us,
impulsy napięcia Up oraz napięcie sygnału kontrolnego Uc.
Do obsługi układu UC służą trzy przyciski: P4, P5 i
P6. Przycisk P4 uruchamia procedurę wyświetlania
informacji o producencie miernika MEB-2c (opcja INFO).
Przyciski P5 i P6 włączają i wyłączają odpowiednio
procedurę odejmowania napięcia odniesienia UR od
napięcia skutecznego Us. Po wciśnięciu przycisku P5 (UR
ON) zapamiętane jest automatycznie ostatnio mierzone
napięcie Us. Następnie to napięcie jest odejmowane od
chwilowej wartości napięcia Us a na wyświetlaczu LCD
pokazywana jest wartość różnicy obu napięć. Wciśnięcie
przycisku P6 (UR OFF) wyłącza procedurę odejmowania i
przywraca wyświetlanie wartości napięcia Us.
Wyświetlacz
alfa-numeryczny
może
być
podświetlany. Podświetlanie załączane jest przełącznikiem
W2 w położeniu górnym 'a'.
Zasilanie miernika i sondy zapewnia blok zasilania
BZ
z akumulatorem. Akumulator ten ładowany
automatycznie za pomocą ładowarki.
Miernik można zasilać także z zewnętrznego
zasilacza.
10
4.2. Rozmieszczenie elementów sterujących
- przycisk P6 (UR OFF) - wyłącza procedurę odejmowania
napięcia odniesienia.
Schemat rozmieszczenia elementów sterowniczych
na płycie czołowej miernika MEB-2c pokazuje rys. 2.
Oznaczenia literami pochyłymi podzespołów są
skorelowane
z
opisem
schematu
blokowego
przedstawionym na rys. 1.
Przełącznik W1 - załącza zasilanie w pozycji górnej ON
('a' na rys. 1) a w pozycji OFF - wyłącza zasilanie
miernika przez blok BZ.
Przełącznik W2 - w położeniu górnym ('a') załącza
podświetlanie wyświetlacza
alfa-numerycznego
LCD.
Wyświetlacz alfa-numeryczny LCD pokazuje trzy
wielkości:
1) liczbę zliczeń N - oznaczoną etykietą 'Counter' ,
2) napięcie skuteczne Us efektu Barkhausena oznaczoną jako 'V1' lub - po załączeniu procedury
odejmowania napięcia odniesienia UR - napięcie
różnicy, które oznaczone jest etykietą 'X1';
3) napięcie kontrolne Uc - oznaczone etykietą 'V2'.
Poniżej wyświetlacza umieszczone są trzy przyciski
kontrolne układu UC:
- przycisk P4 (INFO)
- uruchamia
wyświetlanie
informacji o mierniku;
- przycisk P5 (UR ON) - włącza procedurę odejmowania
od napięcia Us napięcia
odniesienia UR , na
wyświetlaczu LCD pokazywana jest wówczas wartość
tej różnicy tych napięć jako 'X1';
11
Trzy przełączniki dziesiętne P służą do obsługi toru
analogowego miernika dla sygnału Barkhausena:
przełączniki dziesiętne P1 i P2 (G [dB]) - służą do zmiany
wzmocnienia napięcia
przemiennego
efektu
Barkhausena,
przełącznik dziesiętny P3 (Uo) - służy do ustawienia
poziomu progu dyskryminacji
impulsów
efektu
Barkhausena.
Na rys. 3 pokazano położenie na płycie tylnej miernika
MEB-2c pięciu gniazd oraz przełącznika częstości
magnesowania :
gniazdo G1 - służy do przyłączenia sondy;
gniazdo G2 - przeznaczone jest do przyłączenia ładowarki
akumulatorów (C) ;
gniazdo G3 - jest gniazdem złącza typu RS;
gniazdo G4 - jest gniazdem do przyłączenia zewnętrznego
zasilacza (S);
gniazdo G5 – zacisk masy elektrycznej przyrządu
przełącznik P7 - służy do zmiany częstości magnesowania
sondy (3 położenia).
12
4.3.3 Pomiar napięcia skutecznego Us
(sygnał x )
4.3. Metodyka pracy
4.3.1. Przygotowanie przyrządu do pracy.
Przyrząd jest gotów do pracy po czasie około 10 sek
od momentu włączenia przełącznika W1. Nie jest
wymagana żadna wstępna regulacja przyrządu.
4.3.2. Pomiar napięcia skutecznego Us efektu Barkhausena
(sygnał v1)
Counter: 1200
v1: 400 v2: 600
Miarą natężenia efektu Barkhausena jest napięcie
skuteczne Us, wyświetlane na LCD jako wielkość 'V1'.
Mierząc natężenie efektu Barkhausena należy wstępnie
dobrać za pomocą przełączników P1 i P2
takie
wzmocnienie toru analogowego, aby sygnał V1 nie
przekraczał wartości maksymalnej v1 = 1023. W ramce
pokazano przykładowo zalecaną wartość optymalną, równą
około v1 = 400. Czas ustalania się poziomu napięcia
skutecznego od momentu przyłożenia sondy do podłoża
wynosi do kilku sekund. O ustaleniu się wskazań miernika
świadczą stabilne zmiany tego napięcia przemienne
względem wartości średniej. Okres zmian wskazań
miernika dla sygnału Barkhausena wynosi około 0,5 s.
13
z kompensacją
Counter: 1200
x: +200 v2: 600
Miernik MEB-2c umożliwia pomiar różnicy napięcia
skutecznego Us i napięcia odniesienia UR. Napięciem
odniesienia UR jest wartość napięcia Us, która jest
zapamiętana w chwili wciśnięcia przycisku P5 (UR ON).
Wartość różnicy jest opisana na ekranie wyświetlacza LCD
etykietą 'X:'.
Pomiar różnicy napięcia skutecznego bardzo ułatwia
ocenę względnych zmian natężenia efektu Barkhausena na
powierzchni badanego obiektu względem sygnału
zmierzonego w punkcie odniesienia. W przypadku badań
naprężeń pozostających uzyskuje się dzięki temu
możliwość szybkiej
identyfikacji charakteru zmian
naprężeń pozostających dla badanego obszaru.
Powrót do odczytu napięcia Us następuje po
naciśnięciu przycisku P6 (UR OFF).
14
4.3.4. Pomiar liczby impulsów (sygnał counter)
Maksimum sygnału kontrolnego Uc odpowiada zatem
największej intensywności magnesowania podłoża a tym
samym optymalnemu położeniu sondy pomiarowej.
Counter: 1200
v1: 400 v2: 600
4.4. Ładowanie akumulatora i zasilanie zewnętrzne
Miernik MEB-2c umożliwia zliczanie impulsów efektu
Barkhausena, których amplituda przekracza zadany próg
dyskryminacji. Wartość zliczeń wyświetlana jest na ekranie
wyświetlacza LCD z etykietą 'Counter'. W ramce
pokazano przykładowo wartość tego parametru równą
1200. Napięcie progowe dyskryminacji - napięcie Uo regulowane jest za pomocą przełącznika dziesiętnego P3
(Uo). Zalecane jest - dla zachowania względnie niskiego
poziomu błędu pomiaru - dobór progu dyskryminacji tak,
aby parametr ten nie przyjmował wartości mniejszych od
około 100 dla
największego poziomu naprężeń
ściskających.
4.3.5. Pomiar sygnału kontrolnego
(V2)
Do ładowania akumulatora i jego kontrolnego
rozładowania służy ładowarka. Kabel wyjściowy ładowarki
należy podłączyć do gniazda G2. Ładowarka samoczynnie
rozpoczyna ładowanie akumulatora. Czerwony wskaźnik
emituje światło pulsujące przez około 10 sekund a
następnie – aż do naładowania – światło ciągłe. Po
naładowaniu zaczyna świecić wskaźnik zielony. Jeśli po
załączeniu ładowarki wskaźnik czerwony emituje dłużej
niż 10 sekund światło pulsujące - należy wykonać głębokie
rozładowanie i ładowanie. Proces ten wykonywany jest
automatycznie po naciśnięciu przycisku PRESS ładowarki
przez czas około 2 sek.
Przyrząd może być zasilany z zewnętrznego zasilacza,
który przyłącza się do gniazda G4. Przyłączenie zasilacza
zewnętrznego
powoduje
jednoczesne
odłączenie
akumulatora od bloku wewnętrznego zasilacza.
Counter: 1200
v1: 400 v2: 600
Napięcie sygnału kontrolnego wyświetlane jest na ekranie
LCD z etykietą 'V2'. Napięcie to jest tym większe, im
większe są
szybkości zmian strumienia indukcji
magnetycznej w obwodzie magnesującym sondy.
15
16
Ocena poziomu naprężeń pozostających
Szybka jakościowa ocena charakteru zmian poziomu
naprężeń - czy są to naprężenia rozciągające (dodatnie)
czy też ściskające (ujemne), oparta może być pomiar
poziomu
natężenia
HBN
miernikiem
MEB-2c
wykorzystując wartość skuteczną Us i liczbę zliczeń N.
Wzrost wskazań miernika zazwyczaj jednoznacznie
świadczy o występowaniu naprężeń rozciągających a
malenie odpowiednio
o występowaniu naprężeń
ściskających. Poziom odniesienia natężenia sygnału HBN
powinien dotyczyć pomiaru natężenia efektu Barkhausena
dla próbki wzorcowej nieobciążonej. Ocena ilościowa
poziomu naprężeń wymaga
wykonania procedury
skalowania funkcji zależności natężenia sygnału HBN od
poziomu zadanych naprężeń. Ze względu na występowanie
w praktyce przemysłowej zazwyczaj złożonych stanów
naprężeń, zalecana jest procedura skalowania dla
przypadku płaskiego stanu naprężeń.
5.1. Procedura skalowania
Natężenie efektu Barkhausena - ze względu na
specyfikę sprzężenia magnetosprężystego - jest funkcją nie
tyle poziomu naprężeń ile poziomu odkształceń . Należy
także brać pod uwagę i to, iż natężenie efektu Barkhausena
jest złożoną funkcją stanu odkształceń.
17
Zmiany poziomu odkształceń w kierunku
prostopadłym do kierunku magnesowania modyfikują
istotnie (w granicach około 20%) natężenie sygnału
Barkhausena w stopniu zależnym od poziomu odkształceń
zadanych w kierunku magnesowania. Zalecane skalowanie
polegać powinno zatem na pomiarze zależności natężenia
efektu Barkhausena
od poziomu odkształceń 
zadawanych w kierunkach x i y. Wyniki tych pomiarów
tworzą macierz funkcji bazowej Z(x,y), która jest
wykorzystana do obliczeń naprężeń pozostających na
podstawie dwóch pomiarów natężenia efektu Barkhausena
w kierunkach wzajemnie prostopadłych.
5.2. Obliczenie odkształceń i naprężeń pozostających
Pomiary efektu Barkhausena (wartość parametru
HBN) wykonuje się na elemencie badanym w dwu
wzajemnie prostopadłych kierunkach x i y, które
odpowiadają umownie kierunkom magnesowania podczas
skalowania funkcji Z(x,y). Otrzymuje się dwie wartości
wskazań np. HBNx i HBNy.
Obliczenie odpowiednich odkształceń polega na
znalezieniu na płaszczyznach izolinii macierzy Zx(x,y) oraz
Zy(x,y) punktu przecięcia się dwóch izolinii o wartości
HBNx dla macierzy Zx oraz HBNy dla macierzy Zy.
Dla zmierzonych wartości natężenia efektu Barkhausena w
kierunkach osi x i y - wylicza się wartości odkształceń
odpowiednio dla kierunków x - x i dla y - y.
18
Naprężenia pozostające x i y dla kierunków x i y są
następnie wyliczane na podstawie wartości odkształceń x i
y za pomocą znanych wzorów transformujących obie
wielkości. Zakładając płaski stan naprężeń transformacja ta
następuje poprzez równania :
x = E (x +  y) / ( 1 -  2)
y = E (y +  x) / ( 1 -  2)
gdzie: E - moduł sprężystości Younga
a
 jest
współczynnikiem Poissona. Dla określenia mapy rozkładu
odkształceń i naprężeń pozostających wykonuje się
odpowiednio szereg pomiarów wartości HBN dla dwóch
kierunków - w kierunku równoległym i w kierunku
prostopadłym.
5.3.
Procedura uproszczona
jednoosiowe)
skalowania
(skalowanie
6. Rejestracja wyników pomiaru
Do transmisji do dowolnego komputera klasy PC przez
złącze RS wyników pomiaru MEB-2c służy program o
nazwie RS-MEB2c. Program ten przepisuje i wyświetla
na ekranie oraz zapisuje do pliku tekstowego wyniki
pomiarów
wykonywanych w węzłach siatki
dwuwymiarowej. Wymiary siatki oraz nazwa arkusza z
wynikami pomiaru ustalane są we wstępnej fazie. W
arkuszu zapisywane są kolejno w wierszu: wskaźniki
punktów pomiarowych (współrzędne nx i ny ) oraz trzy
wielkości mierzone przez miernik (counter, v1 i v2).
Miernik współpracuje także z mikrokomputerem typu
palm-top.
Palm-top
wraz
z
oprogramowaniem
(analogicznym do RS-MEB2ck) jest dostarczany również
przez firmę Mag-Lab s.c .
Wpływ
odkształceń
występujących
w
kierunku
prostopadłym do kierunku magnesowania można
oszacować na około 20 % zmian sygnału Us (V1). W
wielu
przypadkach
dla
praktyki
przemysłowej
wystarczającą jest ocena naprężeń z taką dokładnością i w
takim przypadku można wykonać skalowanie stosując
tylko jednoosiowe obciążanie materiału. Natężenie efektu
Barkhausena (sygnał Us lub N) może być określane od
razu w funkcji zadanych przy skalowaniu naprężeń.
19
20
UWAGI
1. Rdzeń sondy nie jest elektrycznie połączony z masą
miernika. W przypadku występowania wzrostu wskazań
miernika
spowodowanych
zakłóceniami
elektromagnetycznym zalecane jest uziemienie badanego
materiału a także połączenie badanego materiału z masą
miernika (używając zacisku G5 na ścianie tylniej).
2. Firma Mag-Lab s.c. zastrzega sobie prawo do
wprowadzania zmian w mierniku MEB-2c.
3. Firma Mag-Lab s.c. oferuje
usługi w zakresie
wykonania skalowania dla danego materiału oraz
analizy wyników pomiarów wykonanych miernikiem
MEB-2c w celu wyznaczania poziomu naprężeń i
wykonania na ich podstawie map rozkładu izolinii
naprężeń.
4. Prosimy o nadsyłanie na adres firmy wszelkich uwag
dotyczących eksploatacji niniejszego miernika.
Uwagi te wykorzystane będą przy opracowywaniu
nowych wersji miernika
7. Wyposażenie przyrządu MEB-2c
1. Miernik MEB-2c
2. Sonda pomiarowa z obudową
3. Zasilacz
4. Ładowarka akumulatorów
5. Futerał
6. Instrukcja obsługi miernika
7. Program do transmisji danych
Spis treści
21
1. Przedstawienie ogólne przyrządu
2. Dane techniczne przyrządu
2.1. Pomiar natężenia efektu Barkhausena (HBN)
2.2. Pomiar sygnału kontrolnego (Uc)
2.3. Częstotliwość magnesowania i czas trwania pomiaru
2.4. Zakres temperatury otoczenia
2.5. Zasilanie, pobór mocy, czas pracy
2.6. Wymiary
3. Zasada pomiaru efektu Barkhausena
4. Budowa i obsługa przyrządu
4.1. Opis budowy przyrządu
4.2. Rozmieszczenie elementów sterujących
4.3. Metodyka pracy
4.3.1. Przygotowanie przyrządu do pracy
4.3.2. Pomiar napięcia skutecznego Us
efektu Barkhausena (sygnał v1)
4.3.3 Pomiar napięcia skutecznego Us
z kompensacją (sygnał x )
4.3.4. Pomiar liczby impulsów (sygnał counter)
4.3.5. Pomiar sygnału kontrolnego (V2)
4.4. Ładowanie akumulatora
5. Ocena poziomu naprężeń pozostających
5.1. Procedura skalowania
5.2. Obliczenie odkształceń i naprężeń pozostających
5.3. Procedura uproszczona skalowania
(skalowanie jednoosiowe)
6. Rejestracja wyników pomiaru
7. Wyposażenie przyrządu MEB-2c
Rysunki
2
4
4
4
4
5
5
5
8
8
11
13
13
13
14
15
15
16
17
17
18
19
20
21
OFF b
a
ON
a
1 2
b
P1
P2
G
G1
s2
K
1
G4
b
W2 a
G2
BZ
C
S
UA 3
LCD
2 4
(Up)
(Uo)
(Us)
7
1 2
2
1 UR
UC
8
4 5 6
3
(Uc)
1
s3
a
P3
b
W1
3
K2
GM
s1
a
b
c
P7
P4 P5 P6
RS
G3
G5
ON OFF
INFO
UR
Rys. 1. Schemat blokowy MEB-2c (v-8): G - sonda(gniazdo G1); K1- wzmacniacz sygnału Barkhausena; K2 wzmacniacz i przetwornik sygnału kontrolnego; BZ - zasilacz; UA - układ analizatora sygnału Barkhausena;
UR - generator napięcia odniesienia; GM - generator prądu magnesowania; UC - układ mikroprocesorowy;
LCD - wyświetlacz alfa-numeryczny; W1 - włącznik zasilania; W2 - włącznik podświetlania; P1, P2 przełącznik wzmocnienia; P3 – przełącznik progu dyskryminatora P4 - przycisk informacji; P5 - przycisk
załączania kompensacji; P6 - przycisk wyłączenia kompensacji; P7 - przełącznik częstotliwości; C. – zasilacz
zewnętrzny (gniazdo G4), S - ładowarka(gniazdo G2);G5 - zacisk uziemienia.
Rys. 2. Płyta czołowa MEB-2c: W1 - włącznik zasilania (MAIN); W2 - włącznik podświetlania (BL);
LCD - wyświetlacz alfa-numeryczny; P4 - przycisk informacji (INFO); P5 - przycisk włączenia
kompensacji (UR ON);
P6 - przycisk wyłączenia kompensacji (UR OFF; P1 i P2 - przełączniki
wzmocnienia (G [dB]); P3 - przełącznik progu dyskryminacji (Uo).
P7
G2
G5
G3
G4
G1
Rys. 3. Płyta tylna MEB-2c:
G1 - gniazdo wejściowe sondy; G2 – gniazdo ładowarki akumulatorów;
G3 - gniazdo wyjściowe RS; G4 – gniazdo zasilacza; G5 - zacisk masy;
P7 - przełącznik częstotliwości magnesowania.