Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

6.5.2. Получение топографии магнитного ноля

Для проведения процесса топографии магнитного поля необходимо исследовать всю заданную поверхность контролируемого объекта с последующей визуализацией результатов. Визуализация картины магнитного поля имеет большое значение при контроле качества и структуры ферромагнитных материалов и изделий.

Для того чтобы видеть контролируемую поверхность, необходимо просканировать, то есть просмотреть по точкам, контролируемое пространство в большом поле обзора. При этом необходимо найти такой способ сканирования, то есть передвижения мгновенного поля по полю обзора, чтобы перекрыть без пропусков все поле обзора (рис. 6.63).


Точки отсчета

Рис. 6.63. Условная схема расположения точек сканирования вдоль визуализированной поверхности с

магнитным рельефом

Считьшая магнитный рельеф с определенным шагом Ау и Ах с помощью преобразователей магнитного поля в точках отсчета, соответствующих точкам расположения МЧЭ, система визуализации преобразует полученную информацию в двух- или трехмерное изображение распределения магнитного поля в пространстве в форму, удобную для зрительного восприятия.

Большинство систем топографии используют прямоугольный растр, сканируя поле обзора строка за строкой, как в телевидении. В нашем случае наиболее приемлемым является способ механического сканирования, то есть параллельного перемещения МЧЭ относительно контролируемой поверхности по определенному закону. Для этих целей могут использоваться одноэлементные ПМП (рис. 6.64) и многоэлементные преобразователи магнитного поля.

Одноэлементный преобразователь магнитного поля


Контролируемая доверхность

Рис. 6.64. Сканирование поверхности объекта при помощи одноэлементного преобразователя

магнитного поля

При использовании линеек магниточувствительных элементов (рис. 6.65) одно сканирование сразу дает столько строк, сколько МЧЭ в линейке.




Контролируемая поверхность

- - -

======


Контролируемая <доверхность

Рмс. 6.65. Сканирование поверхности объекта при помощи: а - продольной; б - поперечной линейки ПМП

При иснользовании матрицы магниточувствительных элементов (рис. 6.66), за одно сканирование просматривается площадь объекта, соизмеримая с площадью матрицы МЧЭ.

в



магниточувствительных Контролируемая элементов доверхность

Рис. 6.66. Сканирование поверхности объекта при помощи матричного ПМП

Матрица (рис. 6.66), то есть двумерный набор МЧЭ, позволяет перекрыть определенное поле обзора без механического перемещения. В результате все поле обзора наблюдается постоянно, что является существенньпи преимуществом матрицы и что особенно важно при наблюдении объектов, изменяющих локально свои параметры в процессе исследований. Применение матрицы упрощает систему сканирования, однако электроника в этом случае становится сложнее. Для получения необходимой пороговой чувствительности каждый МЧЭ должен иметь свой предусилитель, позволяющий повысить уровень сигнала настолько, чтобы его можно было использовать для последующей обработки.

Каждый из приведенных на рис. 6.64-6.66 вариантов сканирования имеет преимущества и недостатки, которые учитываются при проектировании магнитоэлектронной техники и подробно анализируются в специальной литературе [1, 3, 4, 14, 17].

В отличие от оптических систем визуализации информации в приборах магнитной топографии затруднено использование традиционных оптических элементов, поэтому наибольшее распространение получили системы механического сканирования с перемещением ПМП параллельно контролируемому объекту. Время кадра -это время, необходимое для того, чтобы один раз про сканировать поле обзора.

Па рис. 6.67 приведена упрощенная функциональная схема магнитного топографа с использованием одноэлементного ПМП.



УОИ


Рис. 6.67. Упрощенная функциональная схема магнитного топографа с использованием одноэлементного ПМП: МЧЭ - магниточувствительный элемент; CMC- система механического сканирования; ПУ-предварительный усилитель; ВУ-схема формирования видеосигнала; УОИ-устройство обработки и отображения информации

Принцип действия магнитного топографа достаточно прост и не требует особых пояснений. Система механического сканирования (CMC) обеспечивает последовательное перемещение МЧЭ параллельно контролируемой поверхности с контролем координат перемещения по осям X и Y. Сигнал с МЧЭ усиливается предусилителем (ПУ), обрабатывается схемой формирования видеосигнала (ВУ) и поступает на устройство обработки и отображения информации (УОИ). Информация о координатах МЧЭ вьфабатывается специальными датчиками положения (на рис. 6.67 не показаны).

Индукция магнитного поля в общем виде может определяться вьфажением:

(6.13)

где D расстояние от плоскости контролируемой поверхности до поверхности магниточувствительного элемента.

К недостаткам этой схемы (рис. 6.67) относятся значительное время обзора полного кадра и невозможность регистрации быстротекущих изменений параметров магнитного поля.

Парис. 6.68 приведена упрощенная функциональная схема магнитного топографа с использованием линейки ПМП.


УОИ

Информация о перемещении линейки по оси У

Рис. 6.68. Упрощенная функциональная схема магнитного топографа с использованием линейки ПМП: 1-10 - магниточувствительные элементы; CMC - система механического сканирования; ПУ-предварительный усилитель; К - компараторы; УОИ-устройство обработки и отображения

информации; схема сопряжения с УОИ



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122