Дефектоскоп для контроля изделий в процессе их движения

 

ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДВИЖЕНИЯ, содержащий трубопровод, последовательно установленные вдоль оси последнего первый и второй вспомогательные пре:образователи .и измерительный преобразователь , последовательно соединенные блок измерения, арифметико-логический блок и исполнительный меха низм , последовательно соединенные блок измерения скорости и блок управления , первый выход последнего соединен с управляющий входом измерительного блока, а второй выход - с управляющим входом арифметико-логического блока, первый и второй вспомогательные преобразователи подключены соответственно к первому и второму входам блока измерения скорости, а выход измерительного преобразователя подключен к входу блока измерения , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен третьим вспомогательным преобразователем, подключенным к третьему входу блока измерения скорости и установленным симметрично второму вспомогательному преобразоватзлю относительно измерительноS го преобразователя, а также формиро-вателем поля допуска, подключенным сигнальным входом к выходу измерительного преобразователя, управляющим входом - к третьему выходу бло8 ка управления и выходом - к второму входу арифметико-логического блока. СО ю ю сд

„„SU„„1132215 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) 0 01 И 27 90 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644746/25-28 (22) 22. 09.Р3 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48. (72) И.10.Быховский и В.Ф,Федоровский (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (53) 620.179.14 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 678401, кл. G 01 N 27/90, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 896536,кл, G 01 N 27/90,1982 (прототип). (54)(57) ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДВИЖЕНИЯ, содержащий трубопровод, последовательно установленные вдоль оси последнего первый и второй вспомогательные пре:образователи .и измерительный преоб разователь, последовательно соединенные блок измерения, арифметико-логический блок и исполнительный механизм, последовательно соединенные блок измерения скорости и блок управления, первый выход последнего соединен с управляющим входом измерительного блока, а второй выход — с управляющим входом арифметико-логического блока, первый и второй вспомогательные преобразователи подключены соответственно к первому и второму входам блока измерения скорости, а выход измерительного преобразователя подключен к входу блока измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен третьим вспомогательным преобразователем, подключенным к третьему входу блока измерения скорости и установленным симметрично второму вспомогательному преобразователю относительно измерительно 9

Ю го преобразователя, а также формирователем поля допуска, подключенным сигнальным входом к выходу измерительного преобразователя, управляющим входом — к третьему выходу блока управления и выходом — к второму Я входу арифметико-логического блока.

1132215

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть испольэовано для дефектоскопии протяженных электропроводящих изделий в процессе их движения, включая краевые эоны. 5

Известен дефектоскоп для контроля изделий в процессе их движения, содержащий измерительный преобразователь, соединенный с его выходом измерительный блок, 2п вспомогательных 10 преобразователей, установленные по и преобразователей с осевым зазором по обе стороны от иэмерительногс преобразователя, блок управления, к входам которого подключены вспомо- 15 гательные преобразователи, блок коэффициентов, вход которого подключен к выходу блока управления, блок умножения, первый вход которого подключен к выходу блока коэффициентов, la второй вход соединен с выходом измерительного блока, а выход блока умножечия соединен с арифметико-логическим блоком (11 .

Недостаток известного Устройства состоит в низкой надежности контроля, что связано с наличием неконтролируемых эон, определяемых зазорами между преобразователями.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности дефектоскоп для контроля изделий в процессе их движения, содержащий трубопровод, по.— следовательно установленные вдоль оси последнего первый и второй вспомогательные преобразователи и измерительный преобразователь, последоьательно соединенные измерительный блок, арифметико-логический блок и исполнительный механизм, последовательно соединенные блок измерения 40 скорости и блок управления, первый выход последнего соединен с управляющим входом измерительного блока, а второй выход — с управляющим входом арифметико-логического блока, первый и второй вспомогательные преобразователи подключены соответственно к первому и второму входам блока измерения скорости, а выход измерительного преобразователя подключен к входу измерительного блока f2J.

Однако и этот дефектоскоп не обеспечивает требуемой надежности контроля, что связано с влиянием вариации электрофизических и геометрических параметров контролируемых иэделий на результаты дефектоскопии.

Цель изобретения — повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что дефектоскоп для контроля иэ-6О делий в процессе их движения, содержащий трубопровод, последовательно установленные вдоль оси последнего первый и второй вспомогательные -преобразователи и измерительный преоб- Я раэователь, последовательно соединенные измерительный блок, арифметикологический блок и исполнительный механизм, последовательно соединенные блок измерения скорости и блок управления, первый выход последнего соединен с управляющим входом измерительного блока, а второй выход — с управляющим входом арифметико -логического блока, первый и второй вспомогательные преобразователи подключены соответственно к первому и второму входам блока измерения скорости, а выход измерительного преобразователя подключен к входу измерительного блока, снабжен третьим вспомогательным преобразователем, подключенным к третьему входу блока измерения скорости и установленным симметрично второму вспомогательному преобразователю относительно измерительного преобразователя, а также формирователем поля допуска, подключенным сигнальным входом к выходу измерительного преобразователя, управляющим входом — к третьему выходу блока управления и входом — к второму входу арифметико-логического блока.

На фиг,1 представлена структурная схема дефектоскопа для контроля изделий в процессе их движения на фиг.2 — временные диаграммы сигналов, на фиг.3 — одна из воэможных реализаций арифметико-логического блока.

Дефектоскоп для контроля изделий в процессе их движения содержит трубопровод 1, последовательно установленные вдоль оси последнего вспомогательные преобразователи 2 и 3, измерительный преобразователь 4 и вспомогательный преобразователь 5, установленный симметрично вспомогательному преобразователю 3 относительно измерительного преобразователя 4, последовательно соединенные блок б измерения, арифметико-логический блок 7 и исполнительный механизм 8, последовательно соединенные блок 9 измерения скорости, подключенный входами к вспомогательным преобразователям 2, 3, 5, и блок 10 управления, подключенный первым выходом к управляющему входу арифметико-логического блока 7, а также формирователь 11 поля допуска, включенный между выходом измерительного преобразователя 4 и входом арифметико-логического блока 7. Блок 10 управления.подключен вторым выходом к управляющему входу блока 6 измерения и третьим выходом. — к управляющему входу формирователя 11 поля допуска, а сигнальйый вход блока 6 измерения подключен к выходу измерительного преобразователя,4. Контролируемое изделие 12 в процессе контроля

1132215

-перемещается через трубопровод 1 со скоростью у.Временные диаграммы, представленные на фиг.2, соответствуют следующим сигналам: 13 — форма сигнала В> на выходе первого вспомогательного 5 преобразователя 2 при прохождении через него изделия 12, 14 — форма сигнала U3 на выходе второго вспомогательного преобразователя 3 при прохождении через него изделия 12; 10

15 — закон изменения сигнала, например частоты f>, при прохождении изделия 12 через измерительный преобразователь 4, 16 — йорма сигнала U на выходе третьего вспомогательного преобразователя 5 r.ðè прохождении через него изделия 12; 17 — форма сигнала U9, формирующегося в блоке 9 измерения скорости (данный сигнал дает информацию о времени прохождения начала изделия 12 между первым и вторым вспомогательными преобразователями 2 и 3, а значит и о скорости перемещения изделия, так как расстояние -между преобразователями известно);18 — сигнал f<, который возникает на выходе формирователя 11 поля допуска, 19 — сигнал f7 на выходе измерительного блока 6; 20 сигнал fg на выходе управляемой схемы 34 ИЛИ (фиг.4) при прохождении 30 годного изделия 12 через измерительный.преобразователь 3; 21 — сигнал

f9 на выходе управляемой схемы 34 ИЛИ (фиг.4) при прохождении дейектного участка через измерительный преоб- 35 разователь 3; 22 — сигнал П8 на выходе арифметико-логического блока 9 при прохождении дефектного участка изделия 12 через измерительный пре.образователь 4. 40

Одна иэ возможных реализаций арифметико-логического блока 7 при цифровом способе обработки сигналов и частотном способе выделения информации, когда в качестве измеритель- 45 ного преобразователя 4 используется вихретоковый, приведена на фиг.3.

Ърифметико-логический блок 7 содержит последовательно соединенные блок 23 памяти, арифметический блок 24 и блок 25 сравнения, выход измерительного блока 6 подключается к входу блока 23 памяти и второму входу арифметического блока 34 выход формирователя 11 поля допуска подключается к второму входу блока 2555 сравнения, выход блока 10 управления подключается к управляющим входам блока 23 памяти, арифметического блока 24 и блока 25 сравнения, а блок 23 памяти содержит и регист- 60 ров 26-29, арифметический блок 24 содержит(И -1j блоков 30-32 сложения, блок 33 вычитания, управляемую схему 34 ИЛИ,выход управляемой схемы 34

ИЛИ соединен с вычитающим входом бло-65 ка 33 вычитания, выход блока 6 измерения подключается к входам регистров

26-29,к вторым входам блоков 30-32 сложения и первому входу управляемой схемы 34 ИЛИ,выходы регистров 26-28 соединены с первыми входами блоков 30-32 сложения, выход регистра 29 соединен с первым входом блока 33 вычитания, выход блока вычитания соединен с первым входом блока 25 сравнения, а выход блока 10 управления подключается к управляющим входам регистров 26-29, блоков 30-32 слджения, блока 33 вычитания, управляемой схемы 34 ИЛИ, выходы блоков 30-32 сложения соединены с соответствующими входами управляемой схемы 34 ИЛИ.

Вспомогательные преобразователи 2, 3 и 5 предназначены для фор.— мирования сигналов о прохождении через них контролируемого изделия 11.

Расстояние между вспомогательными преобразователями 2 и 3 выбирается меньшим длины годного иэделия. Вспомогательные преобразователи 3 и 5 расположены на расстоянии от измерительного преобразователя 3, большем зоны влияния "краевого эффекта".

Измерительный преобразователь 4 совместно с блоком 6 измерения служит для преобразования электромагнитных свойств изделия в электрические сигналы. Блок 9 измерения скорости определяет скорость движения иэделия 13 и формирует сигнал Оз . Формирователь 11 поля допуска предназначен для формирования сигнала 6, значение которого соответствует допустимому изменению сигналов с выхода блока 6 измерения при прохождении через измерительный преобразователь 4 годного изделия ° Блок 10 управления служит для формирования управляющих сигналов, поступающих в блок 6 измерения, формирователь 11. поля допуска, арифметико-логический блок 9, частота поступления которых зависит от скорости движения изделия. Арифметико-логический блок 9 предназначен для арифметической обработки сигналов f, поступающих с выхода блока 6 измерения, по адаптивному принципу, логического сравнения полученного сигнала с сигна лом,поступающим из формирователя 7 поля допуска и формирования сигнала Ug на исполнительный механизм 8 при обнаружении дефекта на иэделии.

Исполнительный механизм 8 служит для отделения браковых- изделий от годной продукции.

Блок 23 памяти предназначен для хранения сигналов с выхода блока 6 измерения за время прохождения начала изделия 12 между вспомогательными преобразователями 3 и 5. Ариф,метический блок 24 предназначен

1132215

35

:и измеренному времени вычисляется

45 скорость Ч движения изделия 12. Полученная скорость движения опреде50

65 для сложения сигналов, поступающих с выхода блока 6 измерения за время прохождения начала изделия 12 междувспомогательными преобразователя ми 3 и 5, с сигналами, поступающими также с выхода блока 6 измерения, но эа время прохождения конца изделия 12 между вспомогательными преобразователями 3 и 5, вычитания из сигнала, полученного с выхода блока 6 сравнения в момент прохождения начала изделия через вспомогательный преобразователь 5, текущих значений сигналов, поступающих с выхода блока 6 измерения за интервал времени, начинающийся моментом прохождения начала изделия через вспомогательный преобразователь 5 и заканчивающийся моментом прохождения конца изделия через вспомогательный преобразователь 3, и вычитания просуммированных сигналов, начиная с момента времени прохождения конца изделия 12 через вспомогательный преобразователь 3 и кончая моментом времени прохождения конца иэделия 12 через вспомогательный преобразователь 5.

Блок 25 сравнения предназначен для логического сравнения сигнала, поступающего с выхода формирователя 11 поля допуска, с сигналом, поступающим с выхода арифметического блока 24 и, если последний болыае первого, то блок 25 сравнения формирует сигнал 08, поступающий на исполнительный механизм 8. Регистры 26-28 предназначены для запоминания сигналов с выхода блока 6 измерения эа время прохождения начала изделия 12 между вспомогательными преобразователями 3 и 5. Число h peгистров определяется требуемой точностью контроля, т.е. числом изме» рений блока 6 измерения эа- время прохождения начала изделия 12 между вспомогательными преобразователями 3 и 5. Регистр 29 предназначен для хранения информации с выхода иэмерительного блока 6 в момент прохождения начала изделия 12 через вспомогательный преобразователь 5.

Блоки 30-32 сложения предназначены для суммирования сигналов, поступающих с выхода блока б измерения вовремя прохождения начала и конца изделия между вспомогательными преобразователями 3 и 5, блок 33 вычитания - дЛя вычитания из сигнала, .полученного с выхода блока 6 измерения в момент прохождения начала,изделия через вспомогательный преобразователь 5, значений сигналов; полученных - за интервал времени,начинающийся моментом прохождения начала изделия 12 через вспомогательный преобразователь 5 и заканчиваю5

20 щийся моментом прохождения конца иэделия через вспомогательный преоб,разователь 3, или же вычитания сиг налов из блоков 30-32 сложения, на чиная с момента времени прохождения конца 12 изделия через вспомогательный преобразователь 3 и кончая моментом времени прохождения конца изделия 12 через вспомогательный преобразователь 5. Управляемая схема 34 ИЛИ предназначена для пропус- кания на вычитающий вход блока 33 вычитания сигналов с выхода блока 6 измерения в интервал. времени, начинающийся моментом прохождения начала изделия 12 через вспомогательный преобразователь 5 и заканчивающийся моментом прохождения конца изделия через вспомогательный преобразова" течь 3 или же сигналов с выходов блоков 30-32 сложения, начиная с момента времени прохождения конца изделия 12 через вспомогательный преобразователь 3 и кончая моментом времени прохождения конца йэделия 12 через вспомогательный преобразователь 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии выходы блока 10 управления, который может быть выполнен, например, как управ-.. ляемый распределитель на Э-триггерах, заблокированы. Контролируемое иэделие 12 движется по трубопроводу 1 через вспомогательные преобразователи 2 и 3, на выходах которых формируются сигналы 0 .и U> . В блоке 9 измерения скорости, который может быть выполнен аналогично подобному блоку, описанному в прототипе, определяется интервал времени Й» — t . прохождения начала изделия 12 между . вспомогательными преобразователя-. ми 2 и 3. По известному расстоянию ляет число измерений блока 6 измерения, При изменении скорости движения изделия 12 изменяется частота сигналов, поступающих с выхода блока 10 управления, оставляя общее число измерений неизменным. далее изделие проходит через измерительный преобразователь 4. На его выходе формируется сигнал f, а на выходе блока 6 измерения формируется сигнал fz . Начиная с момента времени t прохождения начала изделия через вспомогательный преобра= .зователь 3, каждое измерение с выхода блока 5 измерения поступает.в арифметика-логический блок 7 и запоминается там. Запоминание происходит до момента времени ty. прохожде1132215 ния начала изделия через, вспомогательный преобразователь 5. В момент времени t информация с выхода блока б измерения запоминается в регистре 29. В этот же момент времени происходит формирование сигнала f в формирователе 11 поля допуска. Фор.мирователь 11 поля допуска может быть реализован аналогично блоку б измерения, но время измерения частоты измерительного преобразсвателя 4 10 берется на несколько порядков меньше в Зависимости от требуемой надежности контроля.

Начиная с момента времени до момента времени 1 » прохождения конца 15 изделия 12 через вспомогательный преобразователь 3, устройство работает по следующему алгоритму. Каждое значение сигнала, поступающее с выхода блока б измерения, вычитается .в арифметико-логическом блоке 7 из значения сигнала, полученного с выхо да блока б измерения в момент времени ty а разность сравнивается с сигналом f6, поступающим с выхода формирователя 11 поля допуска. Если величина сигнала с выхода формирователя 11 поля допуска больше разности сигналов, то иэделие 12 годное, если нет — то бракованное, Реализовать эти операции можно, например, с помощью блока 33 вычитания, выполненного на микросхеме К155ИПЗ, управляемой схемы 34 ИЛИ и блока 25 сравнения. В блоке 33 вычитания на первый вход поступает сигнал с выхода регистра 29, а на вычитающий вход — сигнал через управляемую схему 34 ИЛИ .с выхода блока б измерения. Разность сигналов поступает на первый вход блока 25 сравнения. На 40 второй вход этого блока поступает сигнал с выхода Формирователя 11 поля допуска. Блок 25 сравнения может быть выполнен, например, на микросхеме К155ИЛЗ. Если иэделие 12 год- 45 ное, то сигналы Г с выхода блока б измерения, проходящие через управляемую схему 34 ИЛИ, аналогичны сигналу в регистре 29. Если на иэделии 12 обнаруживается дефект, например, в момент времени 1, то сигнал с блока 33 вычитания больше сигнала с выхода формирователя 11 поля допуска, и на выходе блока 25 сравнения появляется сигнал 8 .

Начиная с момента времени 1» и кончая моментом времени 6 прохождения конца изделия 12 через вспомогательный преобразователь 5, алгоритм работы устройства следующий. Каждое измерение, начиная с момента време- 60 ни t», складывается в арифметико-логическом блоке 7 по команде из блока 1О управления с соответствующим значением сигнала, начиная с момента времени 1, и суммарный сигнал вычитается из значения сигнала, по- лученного с выхода блока б измерения, в момент времени 1, а разность сравнивается с сигналом, поступающим с выхода формирователя 11 поля допуска. У изделия 12 че имеющего дефектов на краю, суммарный сигнал

)по измерениям за интервал. времени .tz — тqи t» — Йь соответственно имеет одинаковое значение с сигналом, измеренным в момент времени t3(fg)

Под соответствующим сложением понимается наложение сигналов в интерзале t» -1 на сигналы в интервале

t — t . Сигнал,. полученный в момент времени t, складывается с сигналом, полученным в момейт времени 1ц .

Сигнал, полученный в момент времени 1у, складывается с сигналом,,полученным в момент времени 18, и так далее. Если у изделия дефект на краю, то суммарный сигнал отличается от .сигнала, измеренного в момент времени 1, больше, чем на величину поля допуска и на исполнительны", механизм 8 поступает сигнал Ug, Реализовать этот алгоритм можно, например, следующим образом. Сложение выполняется по командам блока 10 управления с помощью блоков 30-32 сложения, выполненный, например, на микросхеме К155ИЛЗ. На первый вход блоков 30-32 сложения поступают сигналы с соответствующих регистров 2628, а на второй вход — соответствую щие сигналы с выхода блока б измерения. С выходов блоков 30-32 сложения через управляемую схему 34 ИЛИ сигналы поступают на вычитающий вход блока 33 вычитания. Далее анализ аналогичен обработке сигналов в интервале времени 1з — ». При прохождении концом иэделия 12 вспомогательного преобразователя 5 выходы блока 10 управления заблокируются.

При изменении электромагнитных свойств материала, температуры, стабильности работы измерительного блока и д1 угих мешающих Факторов изменяется значение сигналов f 7, характер же их изменения остается неизменным.

Предлагаемый дефектоскоп обладает повышенной надежностью контроля благодаря исключению влияния вариации электрофизических-параметров контролируемых изделий на результаты контроля.

1132215 Йчо

Ewta

ЬиаЫаии 7

Фи!.

1б

20

1

Фиг.,у

Закаэ 9783/37 . Лираж 822

Подписное

ВНИИПИ

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