Электромагнитный структуроскоп

 

Изобретение относится к методам неразрушакяцего контроля и может быть использовано в машиностроении для разбраковки однородньгх изделий из ферромагнитных материалов по физикомеханическим свойствам. Цель изобретения - повышение надежности контроля за счет упрощения режима настройки. Электромагнитный структуроскоп содержит соединенные последовательно генератор 1 и вихретоковый преобразователь 2, три компаратора 3-5, три RS-триггеры 6-8, блок 11 памяти, сое (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ ц

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1

1 1) 4 С О1 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОВб ПВФДО ЕП*СТВУ

- А М «у» ч»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTH4 (21) 3832006/25-28 (22) 28.12.84 (46) 07.06.86. Вюл. Р 21 (7t) 1-й Государственный ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени подшипниковый завод (72) В.В.Рубцов, В.И.Кашицын, В.Ф.Покровский и Ю.П.Демидов (53) 620. 179. 14 (088. 8) (S6) Авторское свидетельство СССР

Ф 542133, кл. С 01 N 27/90, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 968731, кл. С 01 N 27/90, 1981. (54) ЭЛЕКТРОИАГНИТНЫИ СТРУКТУРОСКОП (57} Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано в машиностроении для разбраковки однородных изделий из ферромагнитных материалов по физикомеханическим свойствам. Цель изобретения — повышение надежности контроля за счет упрощения режима настройки.

Электромагнитный структуроскоп содержит соединенные последовательно генератор 1 и вихретоковый преобразователь 2, три компаратора 3-5, три

RS-триггеры 6-8, блок 11 памяти, сос 1236361 тоящий из последовательно соединенных реверсивного счетчика 12 и цифроаналогового преобразователя 13, и два переменных резистора 9 и 10, подключенных к вторым входам компараторов

3 и 4. Структуроскап содержит также соединенные последовательно командоаппарат 18, подключенный к вихретоковому преобразователю 2, инвертор

20, одновибратор 21 и блок 25 контроля режима самонастройки, состоящий из последовательно соединенных регистра 26 сдвига, двух схем И 27 и

28, реверсивного счетчика 29, схемы

ИЛИ 30, RS-триггера 31 и блока 32 разбраковки и регистрации, одновибИзобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано в машиностроительной промышленности для раэбраковки однородных изделий иэ ферромагнитных материалов по качеству структуры и физико-механическим свойствам.

Цель изобретения — повышение надежности контроля за счет автоматизации запуска и настройки структуроско-1О па и автоматического поддержания оптимального режима работы.

На чертеже приведена блок схема электромагнитного структуроскопа.

Структуроскоп содержит соединенные последовательно генератор 1 и вихретоковый преобразователь 2, три компаратора 3-5 верхнего предела, среднестатического значения и нижнего предела, соответственно соединенных своими первыми входами с выходом вихретокового преобразователя 2, три

RS-триггеры 6-8, входы которых подключены к соответствующим выходам компараторов верхнего предела 3, сред- 5 нестатического значения 4 н нижнего предела 5, два последовательно соединенных переменных резистора 9 и 10, общая точка которых подключена к второму входу компаратора 4 среднестати- ЗО ческого значения, средняя точка переменного резистора 10 подключена к второму входу компаратора 5 нижнего ратор 19„ включенный между выходом командоаппарата 18 и установочными входами первых трех RS-триггеров 68, блок 15 разбраковки и регистрации и три схемы И 14, 22, 23, включенные между выходами триггеров 6-8 и блоком 11, и блоком 15. При работе производится сортировка деталей по среднестатическим контролируемым параметрам за счет запоминания этих параметров в блоке f 1 памяти, причем блок 2.5 контроля режима самонастройки позволяет подстраивать работу структуроскопа по типу изделий и индицировать на его выходе нормальный режим работы. 1 ил. значения, средняя точка переменного резистора 9 подключена к второму входу компаратора 3 верхнего предела, а крайний вывод переменного резистора

10 соединен с общим проводом.

Структуроскоп содержит также блок

11 памяти, состоящий иэ последовательно соединенных реверсивного счетчика 12 и цифроаналогового преобразователя 13, выход которого подключен к крайней точке переменного резистора 9„ =îåäèíåííûå последовательно схему И 14, и первый вход которой подключен к инверсному выходу триггера 6, а второй — к прямому выходу триггера 8, и блок 15 разбраковки и регистрации, состоящий иэ последовательно соединенных усилителя 16 и сортирующего механизма 17. Структуроскоп содержит также соединенные последовательно командоаппарат 18, вход которого подключен к вихретоковому преобразователю 2, и одновибратор 19, выход которого подключен к R-входам триггеров 6-8, соединенные последовательно инвертор 20, подключенный к выходу командоаппарата 18, одновибрагор 21 и схему И 22, первый вход которой подключен к прямому выходу триггера 7, а выход — к суммирующему входу реверсивного счетчика 12, и схему И 23, первый вход которой подключен к инверсному выходу триггера з 1236

7 вторые входы схем 22 и 23 подключены к выходу одновибратора 21, а вы,ход к вычитающему входу реверсивного счетчика 12. В состав структуроскопа входит также элемент 24 сброса, выход которого подключен к входу сброса реверсивного счетчика 12. и блок 25 контроля режима самонастройки, состоящий из последовательно соединенных регистра 26 сдвига, подключенного 1О информационным входом к прямому выходу RS-триггера 7, тактовым входом к выходу одновибратора 21, а установоч-. ным входом — к элементу 24 сброса, двух схем И 27 и 28, прямой вход схе- 15 мы И 27 объединен с инверсным входом схемы И 28 и подключен к прямому выходу триггера 7, а инверсный вход схемы И 27 и прямой вход схемы И 28 подключены к выходу регистра 36 сдвн- 2О га, реверсивного счетчика 29, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к соответствующим выходам схем И 27 и 28, а установочный вход— к элементу 24 сброса, схемы ИЛИ 30, подключенной к выходам нулевого н предельно значений реверсивного счетчика 29, RS-триггера 31, S-вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ 30, a R-вход — к выходу промежуточного значения реверсивного счетчика 29, и второго блока 32 разбраковки и регистрации, состоящего из последовательно соединенных усилителя 33 и сортирующего механизма 34.

Электромагнитный структуроскоп работает следующим образом.

В первое время после пуска элементы структуроскопа находятся в следующих начальных состояниях: первый 12 4 и второй 29 реверсивные счетчики, а также регистр 26 сдвига на нуле, первый сортирующий механизм 17 направлен на брак, а второй сортирующий механизм 34 направляет детали (не показаны) в зависимости от конструкции структуроскопа либо обратно в основной бункер, либо в дополнительный бункер (не показаны). При поступлении каждой детали в вихретоковый преобра- 5О зователь 2 срабатывает командоаппарат

18 и передним фронтом вырабатываемого импульса через первый одновибратор .19 сбрасывает первый 6, второй 7 и третий 8 RS-триггеры. При прохождении первой детали через вихретоковый преобразователь 2 выходной измерительный сигнал, поступающий с первого выхода

361 4 вихретокового преобразователя 2 на первый 3, второй 4 и третий 5 компараторы, проходит через максимум и сравнивается с задающими напряжениями, снимаемыми с делителя напряжения, образованного первым 9 и вторым 10 переменными резисторами, подключенными к блоку 11 памяти. Так как блок

11 памяти выдает нулевое напряжение, то все три компаратора 3-5, реагирующие на превышение измерительного сиг-. нала над задающим, срабатывают и опрокидывают триггеры 6-8 ° При выходе детали из вихретокового преобразователя 2 командоаппарат 18 задним фронтом сигнала через инвертор 20 и второй одновибратор 21 дает разрешающий сигнал схемам И 22 и 23. Поскольку второй RS-триггер 7 срабатывает, сигнал с его выхода через схему И 22 передается на суммирующий вход .пер- вого реверсивного счетчика 12, состояние которого изменяется на единицу, и в блоке 11 памяти создается небольшое задающее напряжение. При прохождении последующих деталеи действие элементов схемы аналогично и задаю,щее напряжение в блоке 11 памяти постепенно нарастает и достигает такой величины, что при прохождении очередной детали через вихретоковый преобразователь 2, компаратор 4 среднестатистического значения не срабатывает, и после выдачи разрешающего сигнала вторым одновибратором 21 при выходе детали из вихретокового преобразователя 2 через третью схему

И 23 поступает сигнал единицы на вычитающий вход первого реверсивного счетчика 12, состояние которого уменьшается на единицу, что снижает задающее напряжение в блоке 11 памяти.

Последующие детали могут как вызы. вать, так и не вызывать срабатывание компаратора 4 среднестатистического значения,при этом в блоке 11 памяти формируется среднестатистический эталон сравнения. Процесс накопления в блоке 11 памяти среднестатистического эталона требует прохождения через вихретоковый преобразователь 2 некоторого количества деталей, например, порядка 100, и продолжается в зави— симости от производительности структуроскопа от десятков секунд до минут. Признак окончания накопления среднестатистического значения в блоке 11 памяти — равновероятное срабатывание и несрабатывание второго

1236361

RS-триггера 7 при прохождении детали через вихретоковый преобразователь °

Сигнал с выхода второго RS-триггера

7 одновременно поступает на информационный вход регистра 26 сдвига, а на тактовый вход регистра 26 сцвига поступает сигнал с выхода второго одновибратора 21. Таким образом в регистре 26 сдвига запоминается сос- 10 тояние последних п деталей, где пр — объем регистра 26 сдвига. Если второй компаратор 4 срабатывает при прохождении детали через вихретоковый преобразователь 2, то это фиксируется в регистре 26 сдвига как нуль, если не срабатывает, то как единица, Единицы в регистр 26 сдвига начинают поступать после первого несрабатывания компаратора 4 среднестатического значения, а окончание накопления среднестатического значения можно считать с момента равенства количества нулей и единиц в регистре 26 сдвига. Выход и информационный вход регистра 26 сдвига соединены с суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика 29, таким образом, реверсивный счетчик 29 подсчитывает количество единиц, содержащихся в каждый момент времени в регистре

26 сдвига, а выходы нулевого и предельного значения второго реверсивного счетчика 29 через схему ИЛИ 30 соединены с установочным входом чет- д вертого RS-триггера 31, который при появлении сигнала на этих входах срабатывает и держит второй сортирующий механизм 34 в состоянии, направляющем детали обратно в основной или 4О дополнительный бункер. Когда появляется сигнал на выходе среднего значения второго реверсивного счетчика

29, т.е. в момент равенства количества нулей и единиц в регистре 26 сдвига, четвертый RS-триггер 31 опрокидывается и второй сортирующий механизм 34 направляет детали к первому сортирующему механизму. После этого контролируемые детали направляются в бункер годных в случае срабатывания компаратора 5 нижнего предела и несрабатывания компаратора 3 верхнего предела. Если же не срабать1вает компаратор 5 нижнего предела или сра- > батывает компаратор 3 верхнего предела, то деталь направляется в бункер брак. В процессе работы структуроскопа ст разных причин возможно нарушение среднестатистического значения эталона сравнения в блоке 1 1 памяти, это будет выражаться в нарушении равновероятности срабатывания и несрабатывания компаратора 4 и в одностороннем изменении содержимого первого реверсивного счетчика 12. При этом в регистре,26 сдвига начинается преобладающий рост нулей или единиц до переполнения счетчика. Четвертый RS-триггер 31 срабатывает, и второй сортирующий механизм 34 переграждает путь контролируемым деталям до тех пор, пока в процессе работы не восстанавливается среднестатистический эталон.

Таким образом, объемом регистра 26 сдвига устанавливается предел допустимых колебаний среднестатистического эталона сравнения.

Формула и э о б р е т е н и я

Электромагнитный структуроскоп, содержащий соединенные последовательно генератор и вихретоковый преобразователь, три компаратора верхнего предела, среднестатистического значения и нижнего предела, первые входы которых подключены к выходу вихретокового преобразователя, три RS-триггеры„ входы которых подключены к соответствующим выходам компараторов верхнего предела, среднестатистического значения и нижнего предела, блок памяти, состоящий из последовательно I соединенных первого реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя, два последовательно соединенных переменных резистора, включенных между выходом цифроаналогового преобразователя и общим проводом, средняя точка первого переменного резистора подключена к второму входу компаратора верхнего предела„ общая точка переменных резисторов подключена к второму входу компаратора среднестатистического значения, а средняя точка второго переменного резистора подключена к второму входу компаратора нижнего предела, соединенные последовательно первую схему

И, первый вход которой подключен к инверсному выходу первого RS-триггера, а второй вход — к прямому выходу третьего RS-триггера, и первый блок разбраковки и регистрации, соединен1236361

С оставит ель Ю. Глаз к ов

Редактор Н.Данкулич Техред В.Кадар Корректор О.Луговая

Заказ 3083/46 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 ные последовательно командоаппарат, вход которого подключен к выходу вихретокового преобразователя, и первый одновибратор, выход которого подключен к R-входам трех RS-триггеров, соединенные последовательно инвертор, вход которого подключен к выходу командоаппарата, и второй одновибратор, вторую и третью схемы 1О

И, первые входы которых объединены и подключены к выходу второго одновибратора, а вторые входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго RS-триггера, а выхо- 15 ды второй и третьей схем И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивного счетчика, и элемент сброса, выход которого подключен к входу уста- 2О новки первого реверсивного счетчика„ отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен блоком контроля режима самонастройки, состоящим из после- д довательно соединенных регистра сдви1 га, подключенного информационным входом к прямому выходу второго RS-триггера, тактовым входом к выходу второго одновибратора и установочным входом к элементу сброса, четвертой и пятой схем И, прямой вход четвертой схемы И и инверсный вход пятой схемы

И объединены и подключены к прямому выходу второго RS-триггера, а инверсный вход четвертой схемы И и прямой вход пятой схемы И подключены к выходу регистра сдвига, второго ревер>ривного счетчика, суммирующий и вы,читающий входы которого подключены соответственно к выходам четвертой и пятой схем И, а установочный вход соединен с элементом сброса, схемы

ИЛИ, подключенной к выходам нулевого и предельного значений второго реверсивного счетчика, и соединенных поЧледовательно четвертого RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ, à R вход - к выходу промежуточиого значения второго реверсивного счетчика, и второго блока разбраковки и регистрации.