Устройство для контроля дефектов ленточных объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ЛЕНТОЧНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержшцее многоканальный дефектоскоп, первый блок памяти, выходом соединенный с первым информационным входом демультиплексора, выходы которого соединены с входами многоканального индикатора, и датчик перемещения объекта,первый управляющий выход которого соединен с. управляющим вхо дом первого блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства в него введены мультиплексор, счетчик каналов генератор импульсов и второй блок памяти, первые адресные входы которого соединены с первыми адресными входами первого блока па-;мяти и с адресными выходами датчика перемещения объекта, вторые адресные входы соединены с вторыми адресными входами первого блока памяти, адресными входами мультиплексора и демультиплексора и с разрядными выходами счетчика каналов, информационные входы первого v второго блоков памяти соединены с выходом мультиплексора, тактовые входы с тактовым входом датчика перемещения , со счетным входом счетчрпса каналов и выходом генератора импульсов , запускающие входы первого (Л и второго блоков памя и соединены с вторым управляклцим выходом датчика перемещения объекта третий управляющий выход которого подключен к управляющему входу второго блока ,памяти, а стробирующий выход - к запускающему входу мультиплексора, а счетный вход датчика перемещения 00 со объекта соединен с выходом переноса счетчика каналов , а вход обнуления с входом установки в О счетчика каналов и входом обнуления устройства .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)+С 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3705582/24-24 (22} 27.02.84 (46), 23.07.85. Бюл. и 27 (72) Б.И. Турышев и Т.Л. Турьппева (53} 621.503.35(088.8) . (56) Романовский И.С., Лобанов А.М.

Особенности пробоя тонких полимерных пленок. — Труды Московского института электронного машиностроения. вып. 27. 1972, с. 108-117.

-Дмитриевский В.С., Румянцев Д.Д.

Высоковольтные гибкие кабели. М., "Энергия", 1974, с. 128-144.

Авторское свидетельство СССР и 693383, кл. С 06. F 15/46, 1977. .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ДЕФЕКТОВ ЛЕНТОЧНЫХ ОБЬЕКТОВ содержащее многоканальный дефектоскоп, .первый блок памяти, выходом соединенный с первым информационным входом демультиплексора, выходы которо. го соединены с входами многоканального индикатора, и датчик перемещения объекта, первый управляющий выход, которого соединен с, управляющим вхо дом первого блока памяти, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства в него введены мультиплексор, счетчик каналов, генератор импульсов и.

ÄÄSUÄÄ11689?0 второй блок памяти, первые адресные входы которого соединены с первыми адресными входами первого блока па-. мяти и с адресными выходами датчика перемещения объекта, вторые адресные входы соединены с вторыми адресными входами первого блока памяти, адресными входами мультиплексора и демультиплексора и с разрядными выходами счетчика каналов, информационные входы первого,и второго блоков памяти соединены с выходом мультиплексора, тактовые входы— с тактовьм входом датчика перемещения, со счетным входом счетчика каналов и выходом генератора импульсов, запускающие входы первоГо и второго блоков памяти соединены с вторым управляющим выходом датчика перемещения объекта третий управля. ющий выход которого подключен к управляющему входу второго блока памяти, а стробирующий выход — к запускающему входу мультиплексора, счетный вход датчика перемещения объекта соединен с выходом переноса счетчика каналов» а вход обнуления с входом установки в "0" счетчика каналов и входом обнуления устройства.

1168970

Изобретение относится к области исследования и анализа физических свойств материалов с Помощью электрических средств, а также средств вычислительной техники и автоматики, и может быть использовано, для обнаружения, оценки и отметки координат локальных дефектов, т.е. сквозных отверстий, микропор трещин, слабых в отношении электрической прочности мест и т,п. в полимерных лентах, мем! бранах, листах при их производстве или эксплуатации в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение быст-,15 родействия устройства.

Предлагаемое устройство позволяет. ускорить процесс определения и,регистрации дефектов, в том числе и отметки их на испытуемой ленте, в круп- 20 ногабаритных объектах планарного типа, например лентах, дистах и т.п., при производстве их на потоке и тем самым обеспечить необходимые и достаточные условия для полной автоматизации процесса 1007 †но контроля качества изделий.

На фиг. 1 приведена функциональ.ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — конструкция многоканаль- 30 .ного дефектоскопа для контроля сквозных отверстий методом измерения электрической проводимости, а также функциональная схема датчика перемещения; на фиг, 3 — схема порогово- ъ го элемента, применяемого в датчике перемещения, на фиг. 3 — схема распределения на ленточном объекте полей регистрации координат дефектов.

Устройство содержит многоканаль- 40 ный дефектоскоп 1, имеющий каналы

1 — 1 регистрации дефектов, первый

2 и второй 3 блоки памяти, датчик 4 перемещения объекта, демультинлексор

5, многоканальный индикатор 6 с ка- 45 нальными индикаторами — отметчиками

6Π— 6 . Устройство содержит также мультиплексор 7, счетчики 8 номера канала, генератор 9 тактовых импульсов и ленточный объект 10. 50.

Датчик 4 перемещения объекта имеет вход 11 обнуления, счетный

12 и тактовый 13 входы, первый 14, третий 15 и второй 16 управляющие выходы, адресные выходы 17 и строби- у рующий выход 18.

В качестве индикаторов-отметчиков 6 — б д могут быть испольэованы, например, светодиоды или специальные электромеханические. отметчики, например, печатающего краской типа.

Дефектоскоп 1 выполнен многоканальным (фиг. 2) и содержит набор электродов 19, набор прижимных скользящих контактов 20 и набор блоков контроля тока, выполненных на транзисторах 21 и резисторах 22 и 23. Дефектоскоп 1 содержит также сплошной элект. род 24 и ванну 25 с раствором электролита. На транзисторы 21 через резисторы 22 и 23 подается напряжение, например, +12В от источника питания. !

Падение напряжения на база-эмиттерном переходе транзисторов 21 яв— ляется испытательным напряжением для испытуемой ленты. Электрическая схема подачи испытательного напряжения на ленту не является единственной.

Возможны и другие варианты подачи . испытательного напряжения.

Электроды 19 и 24 выполнены в виде валиков. Электрод 24 имеет гигроскопическое покрытие, например, из хлопчатобумажной или шерстяной ткани.Электроды 19 установлены на одной оси и изолированы от нее, а также один от другого с помощью изоляторов 26 В устройстве имеется также направляющий вал 27, приемная бабина

28, а также рейка 29, на которой установлены канальные индикаторыотметчики 6,!- 6 -. На рейке 29 напротив каждого из индикаторов

6!- 6, находятся.отверстия 30, центры которых расположены над осевой линией направляющего вала.,27, Ось 31 электрода вала 24 механически связана с диском 32 датчика 4 перемещения объекта. На диске 32 равномерно по окружности установлены зеркала 33,. Угловое расстояние Ч между соседними зеркалами 33 равно где И вЂ” общее число зеркал;

9 — 3,14.

Датчик 4 перемещения объекта со-. держит также оптрон с открытым оптическим каналом отражательного типа, выполненный в виде микросхемы, содержащей фотодиоды 34 и 35, и расположенный между ними светодиод

36, !логический блок 37, реверсивный счетчик 38 и триггер 39. Логичес1168970

N = — у

4. (2) где Н - ширина испытуемой ленты, мм;

Ь вЂ” ширина зоны контроля дефектов вдоль ширины Н для одного канала регистрации, мм.

Количество N столбцов в блоках

2 и 3 равно числу шагов длиной между линией 77 контроля (фиг. 4), на которой расположен дефектоскоп 1, и линией 78 отметки (фиг. 4), на которой расположены центры отверстий

30 (фиг. 2) и определяется соотношением (3) где L< расстояние между линиями контроля 77 и отметки 78,мм (фиг. 4); длина зоны контроля дефектов одним каналом вдоль дли ны испытуемой ленты. т.е. шаг испытания ленты. образом, количество ячеек блоках 2 и 3 численно равТаким памяти в кий блок 37 имеет установочные входы

40 и 41, счетный вход 42, вход 43 обнуления, управляющий 44 и тактовый

45 входы суммирующий 46, вычитающий

47, стробирующий 48 и управляющий

49 выходы. Логический блок 37 содержит формирователь 50 и 51 импульсов, триггер.я 52 и 53 Шмидта, конденсаторы

54 — 57, резисторы 58 — 61, элемент ЗИ-2И-ИЛИ-НЕ 62. Элеме:!ты ИЛИ-НЕ 6368, элементы И 69 — 71, триггеры

72 — 74, счетчики 75 и 76.

Блоки 2 и 3 памяти имеют матричную структуру накопителей, отражающую распределение зон контроля дефектности ленты (фиг. 4). Поле конт. роля площадью L, Н и L Н условно разбивается на множество участков шириной Д и длиной о . Каждый такой участок адресуется определенной ячейке блоков 2 и 3 памяти. При этом номера участков вдоль ширины Н ленты способствуют номеру строки ячейки в накопителе, а номера уча- 25 сТКоВ ВдОль длины Lq ° Lzю L и т д номеру столбца ячеек в накопителе.

Количество строк в блоках 2 и 3 равно числу N каналов регистрации дефектоскопа 1, которое определяет- 30 ся соотношением но отношению площади испытуемой ленты, заключенной между л ниями контроля и отметки, к площади контроля одним каналом дефектоскопа 1, т.е.

Н L г д у т (4) После установки в "0" блоков устройства, конец испытуемой ленты

10 пропускают между электродами 19 и 24, а также между направляющим валом 27 и рейкой 29. Конец ленты

10 закрепляют на приемной бабине 28 °

Затем вал с электродами опускают на поверхность испытуемой ленты 10. Далее включают привод перемещения ленты в прямом направлении (сплошная стрелка на фиг. 2). Скорость перемещения испытуемой ленты выбирают не менее чем в десять раэ меньше скорости V> опроса каналов дефсктоскопа 1 мультиплексором 7; которая определяется.соотношением

На фиг. 4 цифрами от 0 до 63 и от 0 до 255 обозначены номера столбцов и строк, отображаемых в блоках 2 и 3.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском устройства в ванну 25 заливают раствор электролита, например 17-ный раствор NaC1 в дистиллированной воде, и пропитывают им покрытие электрода 24. Затем производят очистку (запись нулей) всех ячеек в блоках 2 и 3 памяти. По окончании этого цикла записи нулей в блоки 2 и 3 памяти счетчики 8 и 38 и триггеры 39 и 72 находятся в нулевом состоянии, блок 2 памяти — в состоянии записи информации, блок 3 памяти — в состоянии чтения информации иэ него, а мультиплексор 7 — во включенном состоянии.

В исходном состоянии с генератора

9 непрерывно поступают тактовые импульсы на вход счетчика 8, циклически изменяя его состояние от 0 до 255. ,Таким образом, в исходном состоянии в устройстве циклически производится запись информации с каналов 1 -1 деО ZzS фектоскопа в ячейки памяти от 0 до

255-ro нулевого столбца блока 2, а также чтение и вывод информации на индикаторы 6 - 6 из ячеек памяти от

2Я

0 до 255-го нулевого столбца блока 3.

1168970

Н

7о ï (5) 10

40 где Н вЂ” ширина испытуемой ленты, м; — длительность цикла опроса всех каналов, с.

Пусть скорость перемещения ленты равна I. мм/с. В этом случае мультиплексор 7 при указанной .выше величине тактовой частоты f в течение одной секунды опрашивает каждый канал 1000 раз. .При включении привода испытуемая лента 10 начинает прокатываться между валами-электродами 19 и 24, а диск 32 с зеркалами 33 начинает вращаться. Для выбранного направления перемещения (сплошная стрелка, фиг. 2) излучение светодиода 36, отразившись в зеркале 33, попадает вначале на фотодиод 35, а затем— на ротодиод 34. Каждый фотодиод генерирует один импульс тока. Таким образом, на входы 40 и 41 порогового элемента 37 (фиг. 2 и 3) прихо25 дят два импульса от одного зеркала.

От следующего зеркала на входы 40

v. 41 порогового элемента 37 также приходят два импульса и т.д. При этом для выбранного направления перемещения ленты 10 фотодиод 35 начинает генерировать свой импульс раньше на интервал времени, чем фотодиод 34 генерирует свой импульс.

Эти импульсы подаются затем на 35 входы формирователей 50 и 5,, которые увеличивают амплитуду импульсов до уровня, достаточного для срабатывания триггеров 52 и 53 Шмидта, на выходе которых формируются прямоугольные импульсы. Длительность импульсов равна длительности импульсов, генерируемых фотодиодамй 34 и 35.

Узел, состоящий из RS-триггера 45

74, логических элементов 66 и 68

I и счетчика 76, формирует промежуток времени 8 а также задержку на некоpt торое время момента появления на входе прямого света (+1) счетчика 50

38 импульса, генерируемого фотодиодом 35 при. прямом перемещении ленты 10. Этот узел позволяет изменять значение адреса столбца при отключенных на время блоках 2 и 3 памяти. 55

Последовательность работы датчика 4 при перемещении испытуемой ленты 10 в прямом направлении повторяется при поступлении с фотодиодов

34 и 35 каждого следующего импульса.

Число импульсов N образованных отражением излучения зеркалами 33. и сосчитанных реверсивным счетчиком

38, определяет угол Ю поворота валаэлектрода 24 согласно соотношению где N — число зеркал 33 на диске 32 (фиг. 2) .

Так как по поверхности покрытия вала-электрода 24 прокатывается лента, то углу перемещения можно сопоставить линейные перемещения ленты от начала отсчета координаты и таким образом отсчитать величину продольной координаты L испытуемого участка ленты 10

Э

360 (7) Так как осуществить отметку обнаруженного в ленте дефектного где r — радиус вала-электрода 24, м.

Если при перемещении испытуемой . ленты 1 0 в прямом направлении (сплошная стрелка на фиг. 2) под электроды

19 попадают бездефектные участки ленты 10 (в которых отсутствуют сквозные отверстия), то током, проходящим через резисторы 22 и базаэмиттерные переходы транзисторов 21, последние полностью открываются, а значения переменных на выходе каналов 1 — 1 дефектоскопа соответствуют логическому "0". Таким образом,. бездефектные качественные участки ленты представляются наличием логического

"0" на выходе канала дефектоскопа 1. . Если при перемещении испытуемой ленты в прямом направлении под электроды 19 попадают участки со сквозными отверстиями (дефектные участки). то раствор электролита затекает в эти отверстия, закорачивает электроды

19 и 21 и, следовательно, база-эмит-„ терные переходы транзисторов 21. При этом ток базы резко уменьшается и транзисторы 21 закрываются, а значения переменных на выходе каналов

1 — 1 соответствуют логической "1" °

Таким-образом, дефектные участки ленты 10 представляются в предлагаемом устройстве наличием логической "1" на выходе канала дефектоскопа 1, 1168970 места под электродами 19 не представляется возможным, то в устройстве реализована следующая процедура отметки. Координаты дефектного

- места записываются в блок 2 или 3 памяти на линии 77 контроля (фиг.4) на которой расположен дефектоскоп

Затем на расстоянии L от линии 77 контроля на линии 78 отметки, на которой расположены индикаторы 6 — б з и отверстия 30, данные о координатах выводятся из блока 2 или 3 памяти на индикаторы бо — 6 . Возможны различные варианты отметки места дефекта на ленте. Например, по свечению определенного индикатора оператор .определяет конкретное отверстие 30, вставляет в него химический карандаш по стеклу и делает метку на ленте. Или, например, в отверстия

30 можно вставить электромеханические отметчики типа электромагнита, на конце подвижного якоря кото" рого закреплен химический. карандаш.

Обмотка электромагнита соединена с соответствунй им индикатором 6 - 6q5g

При поступлении на индикатор 6 - 6 сигнала о наличии дефекта якорь втягивается в катушку электромаг" нита и с помощью закрепленного на нем карандаша делает метку дефектного места и т.д.

Линейное расстояние между двумя . соседними импульсами, последовательно поступающими на вход прямого (+1) счета счетчика 38, выбирают равным .шагу 0, т.е. длине зоны контроля дефектов каждым каналом 1 — 1

0 _#_5 вдоль направления прокатки испытуемой ленты 10. Расстояние L< между линиями контроля и отметки выбирают так, чтобы отношение Lg /а было целым числом, например 64 шага вдоль длины ленты. Количество участков вдоль ширины Н ленты в одном шаге а . равно числу каналов дефектоскопа 1, т.е. в рассматриваемом примере равно 256. Таким образом. поле . ленты 10 между линиями контроля и отметки условно разбивается на участки, общее количество которых равно 64х256. Каждый из этих участков с помощью двоичных кодов номера канала и номера шага адресуется к определенной ячейке блоков 2 и 3 памяти, а состояние участка (дефект. ный или качественный) в виде логической-"1 или "О" записывается в ячейку на линии контроля и считывается на нее на линии отметки.

В нулевом состоянии счетчика 38 датчика 4 в ячейки памяти нуле5 вогс столбца блока 2 по адресам ячеек, формируемых счетчиком 8, при наличии логической "1" на запускающем входе 18 в.течение времени С„ действия тактового импульса генератора

f0

9 производится запись состояния (дефектный или качественный) участков ленты 10, находящихся на линии 77 контроля в области Ь (фиг. 4) .

Одновременно из ячеек памяти нуле15 вого столбца блока 3 памяти по адресам ячеек, формируемым счетчиком 8, при наличии логической "1" на счетном л входе .в течение времени действия

tl тактового импульса производится считывание информации о состоянии участ.

20 ков ленты, уже прошедших контроль, находящихся в области Lq и прошедших к линии 78 отметки (фиг. 4, нулевой столбец в области L<) . В области Ьф

25 находятся участки ленты 10, уже прошедшие контроль, информация о их состоянии записана в блок 3 памяти и выводится из него последовательно шаг за шагом на линии 78 отметки.

30 Считанная из блока 3 информация о состоянии ячеек нулевого столбца поступает с выхода блока 3 на информационный вход демультиплексора 5, на адресные входы которого с выхода счетчика 8 поступает двоичный код адресов ячеек блока 3 формируемый счетчиком 8. Демультиплексор 5 в соответствии к кодам адреса ячеек (т.е. адреса каналов мультиплексо.40 ра 7) выводит информацию о состоянии ячеек нулевого столбца блока 2 (т.е. участков ленты 10, номер шага которых равен нулю) на индикаторы

6 - 6 . Если в участках 0-255

45 нулевого шага 8 области Ь (информация о состоянии которых содержится в блоке 3) имеются дефектные участки, то по сигналам демультиплек. сора 5 привод останавливает переме50 щение ленты 10 и дает звуковой сигнал о наличии дефектных участков на линии отметки. С,демультиплексора

5 логические "1" поступают на те индикаторы, участки ленты 1О кото55 рых в зоне нулевого шага 3 дефектны. Светодиоды этих индикаторов загораются и указывают оператору дефектные участки в нулевом шаге пен.

1168970 ты 10. Оператор производит визуальный осмотр светодиодов (индикаторов, 60 - 625 ) и,. вставляя химический карандаш по стеклу. в отверстия, соответствующие светящимся индикаторам, наносит на ленту 10 метки дефектных участков, имеющихся в нулевом шаге.

Затем оператор вновь запускает привод и лента 16 перемещается дальше в прямом направлении.

При перемещении ленты на один . следующий шаг, в прямом направлении к линии 77 контроля подходит первый шаг зоны L, а к линии 78 отметки - 15 первый шаг зоны L+ испытуемой ленты

10,. с фотодиодов 34 и 35 на входы блока 37,поступают очередные два импульса, из которых пороговый элемент регистрирует только импульс фотодиода 35. По этому импульсу пороговый элемент выключает блоки 2 и 3 памяти на время .ьр и в течение и этого времени передает импульс фотодиода 35 на вход прямого счета счетчика 38,, который переходит из нулевого в единичное состояние, увеличивая таким образом на единицу адрес столба ячеек блоков 2 и 3 памяти.

В этом состоянии устройство переходит к контролю состояния участков на первом шаге зоны L и чтению информации о состоянии уже проконтролированных участков на первом шаге эоны L1. При этом на адресные входы блоков 2 и 3 счетчика 38 датчика 4 поступает двоичный код первого столбца (соответствующий коду перво.

ro шага на испытуемой ленте 10).

Далее производится запись состояния участков ленты зоны L на первом шаге в блок 2 памяти, а также чтение и передача на индикатор 6 иэ ячеек памяти первого столбца блока 3 информации о состоянии участков на. первом шаге зоны L .

По окончании отметки и контроля качества 255-го участка 63-ro шага в зонах 1. и 1 испытуемой ленты 10, к линиям контроля 77 и отметки 78 подходят нулевые шаги зон L u L соответственно, а счетчик 38 датчика

4 по сигналу с фотодиода 35 в течение времени ь переходит иэ 63-ro

1 состояния в нулевое.

По окончании отметки и контроля качества 255-го участка 63-го шага в зонах L и Ь испытуемой ленты

10 к линиям 77 контроля и отметки 78 подходят нулевые шаги зон Ь» и L, соответственно, а счетчик 38 датчика

4 снова переходит из 63-ro состояния в нулевое.

Далее процесс работы устроиства ,Многократно повторяется в вышеуказанной последовательности.

11б8970

1168970

1168910

47 1168970

78

ФигЯ

Составитель 10, Апарин

Техред Т.фанта Корректор О. Тигор

Редактор А. Козориз

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

Заказ 4616/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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