Устройство магнитошумового контроля механических напряжений

 

СОЮЗ CCNKTCHHX

ОСЯМЛ

РЕСПУБЛИК аю авУ..

3Qi9 01 N 27 83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К ABTOPCHOMV CBPQETEAbCTBV " " I (54)(57) УСТРОЙСТВО ННТО 80

КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ сОдержащее последовательно соединенные источник тока намагничивания, фазовращатель, усилитель мощности, индуктивные преобразователь, селективный усилитель, детектор, интегратор и индикатор текущего значения огибающей (21) 3441668/25-28 (22) 25 ° 05.82 (.46.) 23.08.83. Бюл. 9 31 (72) В,В. Кравченко, В.В. Попова и В.Г. Пустынников (71) Ростовский инженерно-строительный институт и Ростовский ордена Трудового Красного Знамени институт сель скохозяйственного машиностроения (53) 620 ° 179 ° 14(088.8) (56) 1. Патент ГДР Р 94711 кл. G 01 М 27/72, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР

Ф 875271, кл. а 01 К 27/90, 1979 (прототип). магнитного шума, датчик, угловых перемещений, соединенный с индикатором угла и кинематически связанный с индуктивным преобразователем, о т л ич а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения точности контроля, оно снаб-. жено последоватепьно соединенными формирователем стробирующих импульсов и ключом, включенными между выходом источника тока намагнииивания и входом интегратора, а второй вход ключа соединен с выходом детектора,послейовательно соединенными экстрематором, блоком управления и сервоприводом, подключенными к выходу интегратора, второй выход экстрематора подключен к второму входу фазовра- I щателя, на валу сервопривода размецены датчик угловых перемещений и инДуктивный преобразователь, а в качестве источника тока намагничивания иепользован тахогенератор, вал которого предназначен для закрепления на нем контролируемого иэделия.

1037168

Изобретение относится к средствам контроля качества иэделий из ферромагнитных материалов и может быть использовано для контроля динамических напряжений в изделиях на предприятиях машиностроительной, строительной и авиационной промышленности.

Известно устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных материалов, содержащее генератор низких частот, индуктивный преоб-1О разователь, фильтр высокой частоты, усилитель и индикатор, позволяющее определять значение контролируемого параметра по интенсивности шумов Баркгауэена P1). 15

Недостатком такого устройства яв- ляется низкая. достоверность контроля механических напряжений, обусловлен-.

- ная необходимостью произволнной ориентации преобразователя на плоскости иэделия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство магнитошумового контроля механических напряжений, содеРжащее последовательно соединенные источник тока намагничивания, фазовращатель, усилитель мощности, индуктивный преобразователь, селективный усилитель, интегратор и индикатор текущего значения огибающей магнитного шума, датчик угловых перемещений, соединенный с индикатором угла и кииематически связанный с индуктивным преобразователем g2).

Недостатком устройства является не возможность измерения динамических механических напряжений.

Целью изобретения является повышение точности контроля величины и нап-. равления динамических механических 40 напряжений.

Поставленная цель достигается твы, что устройство магнитошумового контроля механических напряжений, содержащее послвдоватвльно соединенные 45 источник тока намагничивания,, фазовращатель, усилитель мощности, индуктивный преобразователь,,селективный усилитель, детектор и йндикатор текущего значения огибающей магнитного о шума, датчик угловых перемещений, соединенный с индикатором угла, кинв. матичвски связанный с иидуктивйым преобразователем, снабжено послвдоватейъно аовдинвннйми ф4риироватвдвм стробирующих импульсов и ключом, .включенным между выходом источника тока намагничивания и входом интегра тора, а второй вход ключа соединен с выходом детектора, последовательно соединенным экстрематором, блоком управления и сервоприводом, подключенными к выходу интегратора, второй выход экстрематора подключен к второму входу фазовращателя, на валу сврвопривода размещены датчик угло- ф5.вых перемещений и индуктивный преобразователь, а в качестве источника тока намагничивания использован тахо. генератор, вал которого предназначен для закрепления на нем контролируемого изделия.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграмма последовательного прохождения сигналов в устройстве.

Устройство содержит индуктивный преобразователь 1, установленный на поверхности контролируемого изделия

2. Преобразователь кинематически соединен с.валом датчика 3 угловых перемещений, валом сервопривода 4, блоком

5 управления сервоприводом. Перемагничивающая часть преобразователя 1 содержит последовательно соединенные усилитель 6 мощности, фазовращатель

7, тахогенератор 8, кинематически связанный через редуктор 9 с контроли. руемым изделием 2 и формирователь стробирующих импульсов 10. Измерительная часть преобразователя 1 содержит последовательно соединенные селек» тивный высокочастотный: усилитель 11, детектор 12, ключ 13, интегратор 14 и зкстрематор. 15 максимальных и минимальных значений, выход которого присоединен и входу блока 5 управления и к блокированному входу фаэовращателя 7. Выход тахогенератора 8 присоединен через формиряирователь 10 стробирующих импульсов в управляющему . входу ключа 13. Выход датчика 3 угловых перемещений соединен с входом . индикатора 16 угла поворота, а выход интегратора - с входом индикатора 17 текущего значения выходного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Так ыак ведущий вал редуктора 9, установленного иа контролируемом изделии 2, жестко соединен с валом тахогенератора S то на выходе:тахо-, генератора имеем синусоидальный,, сигйал 18, период которого пропОрционален угловой скорости ЛЮО вращения ведущего sana редуктора. Формирователь

10 стробирующих импульсов формирует однополярные импульсы 19, соответствующие максимальному значению синусоидального сигнала 18, эти импульсы управляют .работой ключа 13. Сдвинутый по фазе на угол Е с помощью фазовращатвля 7 сигнал 20 усиливается усилителем 6 мощности и поступает в обмотку перемагничивания npeoOpasoвателя 1. В результате чего деталь контролируемого иэделия 2.перемагничивается с частотой вращения ввдуще го зала редуктора 9, а иа выходе преобразователя 1 появляются шумы 21

Варкгауэена.

Полученный сигнал шумов Варкгаузе. иа усиливается селективным усилите-, лем 11, детектором 12 и огибающая 22;

3 1037168 шума Баркгаузена (ОШБ) поступает на лия 2 с угловой скоростью (и (с Юо вход ключа 13. .а при достижении максимального сигнала амплитуда и ширина ads существен- . на выходе интегратора 14 0„щ,фдиаграмно меняются и достигают максималь- ма 24) на выходе экстрематора 15 поной величины при совпадении направив явится импульс II (диаграмм ), (а 25) ,ления вектора перемагничивающего по- > которым дается команда на остановку ля с осью максимальных главных дина- вращения вала сервопривода 4 и фикмических механических напряжений, воз- сируется в этом положении преобразоникающих на поверхности детали ис- ватель 1 над поверхностью контролиследуемого иэделия 2. Иинимальная ве- руемой детали. Показания. датчика. личина значений СЮБ наблюдается при 10 угла поворота и сигнала U отобраортогональном направлении вектора жаются соответственно на индикаторах перемагничивающе о магничивающего поля к оси глаз- : 16 и 17. После истечения некоторого о 5 ных динамических механических напря- времени t, задаваемого блоком жений. При неподвижном преобразова- управления, íà его выходе появляеттеле 1, установленном на издейии 2, 15 ся сигнал 26, разрешающий поиск уже регулируя фазовращателем 7 сдвиг фазы минимального значения выходного сигпитающего напряжения 18, получаемого нала интегратора П,;„ 24. После досс выхода тахогенератора 8, на выходе тижения минимального уровня сигнала усилителя 6 мощности получаем сдвиг -с вращакюцегося преобразователя 1 над

ОШБ относительно стробирующих импуль- ) контролируемой поверхностью изделия, сов 19 на управляющем входе ключа 13. снова срабатывает экстрематор 15 и

На выходе этого ключа получаются пики импульсом III (диаграмма 25) остаОШБ 23, "вырезанные" по времени . навливается сервопривод 4. Угол постробирующими импульсами 19. Сглажен- ворота преобразователя 1 и значение ны интегратором 14 пики ОШБ в виде минимального выходного сигнала также плавно изменяющегося сигнала 24 пода- фиксируется индикаторами 16 и

16 17 ются на вход экстрематора 15 макси- . Таким образом, за один поворот мальных и MHHHMBJlbHHx значений и при вала сервопривода с установленным достижении максимального значения на нем преобразователем удается

U (диаграмма 24) экстрематор 15 по- автоматически определять иаправледает команду в блок 5 управления сер-30 ния осей главных динамических напряЬ воприводом, одновременно блокируя жений и их значения в относительных дальнейшую регулировку фазовращатеяя единицах измерения или после пред7 своим первым импульсом Т (диаграмма варительной калибровки .устройства в

25). Блок 5 управления запускает сер- режиме статического нагружения - в вопривод 4, к валу которого присое- ф5 абсолютных величинах, тем самым подинены датчик 3 угловых перемещений вьааается точность контроля за счет и преобразователь 1. Преобразователь уменьшения погрешности регистрации

1 и датчик 3 начинают вращаться над угла поворота изделия и параметров поверхностью контролируемого изде-, шумов Баркгауэена.

10371б8

1037168

ФиаГ

Составитель В. Филинов

Редактор С. Патрушева Техред И.Гайду КорректорИ. Ватрушкина

Заказ 6001/4б Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по-делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ".Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4