[发明专利]铸态球铁曲轴珠光体快速测定仪

说明书

本发明属于铸件质量检测技术。

该技术据了解，国内只有上海材料研究所做过关于检测195型柴油机小曲轴的装置，国外也只在外文杂志上见到俄文《деектоскопия》1966.№6，P27/30发表过《Контролъ структуры Металической основы иормы граита в отливках коленгатых валов извысокопрочного пугуна магнитным методом》一文。本发明与现有技术在其原理上有本质差别。就装置本身也与其大不相同：原技术结构庞大，工序繁多，效率不高，功耗大，不能移动和携带。测定仪一般都由传感器和仪表箱组成。

珠光体在铸态球铁曲轴金属基体组织中的百分含量是其重要技术指标之一。其常规金相检验方法是：一般先浇y型试块，从上面取金相试片，再按常规金相检验程序制样和检测。这种方法要浪费大量的合格金属，如仅在二汽曲轴铸造生产线上，每年浇y型试块107吨，值19.26万元，要耗电8万多度：劳动量大，周期长，对检验人员的技术熟练程度要求高，但误差大：再就是以y型试块的金相检验结果，往往不能真实地反映曲轴本体的状态，有时y型试块检验不合格，再解剖曲轴本体却是合格的，这又进一步造成了浪费。

据此，寻求一种准确、快速、无损的百分之百地检测曲轴本体的金属基体中珠光体的百分含量的方法和仪器，是内燃机制造行业保证铸件质量，增加铸件出口竞争力的迫切要求。

该发明是在深入研究了沿曲轴的轴向和横断面径向上珠光体含量的分布规律的前提下，利用珠光体与铁素体具有不同磁导率的原理，选择能使测量讯号与珠光体含量成比例的最佳系统工作参数，求出数学模型，再做成实用仪表。

该项发明与现有技术相比，具有：

1、测量精度好：经近万根曲轴生产线上检测表明，不低普通金相显微镜的精度;

2、检测效率高：每检一根曲轴约2秒钟;

3、体积小，重量轻，便于携带，可以在任何有220V交流电源的现场作业：

4、功率消耗低：不大于25瓦;

5、可迅速、无损、直接测试被检件的珠光体含量，稳定性、准确性高。

铸态球铁曲轴珠光体快速测定仪由高稳定度激励源〔1〕、检测传感器〔2〕、集成放大器〔3〕、信号检波器〔4〕、模拟运算器〔5〕、逻辑判断单元〔6〕、数字显示器〔7〕、基准电源〔8〕、稳定电源〔9〕组成（图1）。具体结构及电路见附图。

图1：铸态球铁曲轴珠光体快速测定仪方框图

图2：铸态球铁曲轴珠光体快速测定仪检测电路图

图3：高稳定度激励源电路图

图4：检测传感器参比探头装配图

图5：检测传感器检测探头装配图

本测定仪利用电磁感应原理，通过测量铸件的磁导率，并将其转变为电信号。这就要求有一振幅和频率稳定的激励信号源。高稳定度激励源〔1〕电路（图3）结构较为简单，调试容易，并有较大的功率输出（最大可达30W），其振幅稳定度达0.1%。频率714Hz，电压2.32V，由IC电路LM741（IC₁）以及电阻（R₁）、（R₂）、（C₁）、（C₂）等组件构成文氏电桥振荡器，其振荡频率由（R₁）、（R₂）、（C₁）、（C₂）决定。振幅的控制系采用3DJ6D结型场效应管（FET）来控制。结型场效应管（FET）形成压控电阻，其内阻可以从500Ω变到100MΩ，其控制电压由震荡器输出，通过两只3DG6构成的差分放大器（T₁）、（T₂）供给。当振荡器输出振幅发生变化时，差分放大器（T₁）、（T₂）将会改变场效应管（FET）的内阻，从而改变运算放大器（IC₁）的增益，达到振幅稳定的效果。功率放大器（IC₂）采用一片具有自动短路保护。其型号为TDA2030的功率集成放大器通过2.2K电位器（Rω₁）调节输入信号的强弱，使输出电压达到检测传感器〔2〕激励的要求。