Электроакустический твердомер

Авторы патента:

G01N3/42 - путем получения отпечатков от индентера при приложении к нему постоянной нагрузки, например сферического, пирамидального (G01N 3/54 имеет преимущество)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и позволяет с высокой точностью контро- . лировать свойства материалов путем вдавливания в испь1туемый материал индентора, укрепленного на конце акустического стержня-резонатора. Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор из магнитострикцнонного материала с индентором на конце. На стержне укреплены инерционная масса и пьезопреобразователь, подключенный к входу второго усипителя, выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора , сигнал с которого подается на первый усилитель, к выходу которого подключена возбуждающая катушка , охватывающая стержень. Стержень-резонатор , .пьеаопреобразователь, второй усилитель, управляемый ат-- тенюатор, первьй усилитель и возбужданицая катушка образуют автоколебате льньй контур. Для поддержания постоянства амплитуды колебаний стержня-резонатора напряжение с второго усилителя подается на первый вход блока сравнения, на второй вход которосо подается напряжение с задатчика амплитуды колебаний. Сигнал разбаланса с выхода блока сравнения поступает через регулятор-формирователь на управляеьый аттенюатор, изменяя его коэффициент ослабления так, чтобы амплитуда колебаний стержня оставалась постоянней. 1.ил. § W ю 4 4; СП СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 1 N 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3847705/25-28 (22) 18.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. В 26 (71.) Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения . (72) ВеВ.Лаврентьев, Л.Л.Каубрак, P.М.Смелянский и Ю.И.Урецкий (53) 620.178,.1.152 (088.8.) (56) Патент США В 3308476, кл. 73-67. 1, 1964.

Авторское свидетельство СССР

Ф 637637, кл. G 01 N 3/44, 1977. (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИИ ТВЕРДОИЕР (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и позволяет с высокой точностью контролировать свойства материалов путем вдавливания в испытуемый материал индентора, укрепленного на конце акустического стержня-резонатора.

Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор из магнитострикционного материа,„,80„„1244559 А1,ла с индентором на конце. На стержне укреплены инерционная масса и пьезопреобразователь, подключенный к входу второго усилителя, выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора, сигнал с которого подается на первый усилитель, к выходу которого подключена возбуждающая катушка, охватывающая стержень. Стержень-резонатор,,пьеаопреобразователь, второй усилитель, управляемый ат-. тенюатор, первый усилитель и возбуждающая катушка образуют автоколебательный контур. Для поддержания постоянства амплитуды колебаний C стержня-резонатора напряжение с вто.рого усилителя подается на первый вход блока сравнения, на второй вход . которосо поцаетск напрнпенне с еадатчика амплитуды колебаний . Сигнал разбаланса с выхода блока сравнения поступает через регулятор-формирователь на управляеий аттенюатор, изменяя его коэффициент ослабления так, чтобы амплитуда колебаний стержня оставалась постоянной. 1,ил. 4h

Сн

1244559

5 !

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и может быть использовано для исследования и контроля физико-химических свойств

Материалов путем вдавливания в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянной нагрузкой.

Цель изобретения вЂ” повышение точности контроля за счет стабилизации амплитуды колебаний.

На чертеже показана схема электроакустического твердомера.

Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор 1 из магнитострикционного материала с индентором 2 на конце, укрепленные на стержне инерционную массу 3 и пьезопреобразователь 4, охватывающую стержень катушку 5, подключенный к ней выходом усилителb

6 и регистрирующий прибор 7.

Электроакустический твердомер снабжен вторым усилителем 8, вход которого соединен с пьеэопреобразо-

° вателем 4, блоком 9 сравнения, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя 8, задатчиком 10 амплитуды колебаний, подключенным к второму входу блока 9 сравнения, и последовательно соединенным с ним регулятором-формирователем 11 и управляемым аттенюатором 12, второй вход которого соединен с вторым усилителем 8, а выход вЂ” с первым усилителем 6. При испытаниях индентор 2 вдавливается в образец 13 испытуемого материала с постоянной нагрузкой.

Электроакустический твердомер работает следующим образом.

Напряжение с пьезопреобразователя 4 усиливается вторым усилителем

8, ослабляется аттенюатором 12, усиливается усилителем 6 и поступает на катушку 5. Переменное магнитное поле, создаваемое катушкой 5, возбуждает в резонаторе 1 акустические колебания, вызывающие появление переменного напряжения на обкладках пьезопреобразователя 4. При выполнении условий баланса амплитуд и фаз в описанном контуре возникают гармонические незатухающие автоколебания на частоте акустического ре-. зонанса стержня, определяемой глубиной внедрения индентора 2 в мате. риал образца 13 и свойствами последнего.

Выходное напряжение второго усилителя 8 поступает на первый вход блока 9 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение с выхода задатчика 10 амплитуды колебаний.

Сигнал разбаланса с выхода блока 9 сравнения поступает на вход регулятора-формирователя 11, который формирует на выходе управляющее воздействие в соответствии с выбранным законом регулирования (пропорциональным, интегральным, дифференциальным).

Поступая на вход управляемого аттенюатора 12, управляющее воздействие изменяет его коэффициент ослабления таким образом, чтобы сигнал разбаланса на выходе блока 9 сравнения стал равен нулю. При этом амплитуда электрических колебаний на выходе усилителя 8, пропорциональная амплитуде акустических колебаний стержня 1, равна заданной задатчиком 10 постоянной величине. Таким образом обеспечивается постоянство амплитуды акустических колебаний индентора 2 независимо от свойств контро-лируемого материала. Напряжение с выхода усилителя 6 поступает на регистрирующий прибор 7 °

Повышение точности .контроля дастигается за счет обеспечения постоянной амплитуды колебаний, исключающей уменьшение чувствительности при контроле мягких материалов или отскок индентора от поверхности изделия при контроле твердых материалов.

Формула изобретения

Электроакустический твердомер, содержащий акустический стержневой" резонатор из магнитострикционного . материала с индентором на конце, укрепленные на стержне инерционную массу и пьезопреобразователь, охватывающую стержень катушку, подключенный к ней выходом первый усилитель и регистрирующий прибор, о тл и ч а ю щ и " c я тем, что, с . целью повышения точности контроля

sa счет стабилизации амплитуды колебаний, твердомер снабжен вторым усилителем, вход которого соединен с пьезопреобразователем, блоком сравнения, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя, задатчиком амплитуды колебаний, подключенным к второму входу блока

3 1244559 4 сравнения, и последовательно соеди- второй вход которого соединен с ненными с ним регулятором-формирова- вторым усилителей, а выход вЂ . с пертелем и управляемым аттенюатором» вым усилителем.

Составитель А.Быков

Редактор М.Петрова Техред Н.Бонкало Корректор М.Шараши

« °

Заказ 3908/46 Тиржк 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-поли рафическое предприятие, r. У кгород» ул. Проектная, 4

Изобретение относится к испытатехнике и может быть использовано для автоматических измерений свойств материалов и изделий при вдавливании в испытуемый объект наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянной нагрузкой

Устройство для исследования механических свойств почв выработок // 1234755

Изобретение относится к отрасли машиностроения и позволяет повысить точность исследования почв непосредственно в выработках шахт и рудников

Способ определения оптимального температурного режима деформации предварительно закаленной быстрорежущей стали // 1234444

Прибор для определения твердости материалов // 1224666

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения твердости материалов

Способ определения толщины наклепанного слоя металлических деталей при внедрении индентора // 1201732

Устройство для прочностных испытаний горных пород // 1190236

Способ определения пластической прочности глиняной массы // 1187006

Устройство для определения прочности материалов // 1185179

Устройство для определения пластометрических показателей углей // 1180753

Устройство для определения механических свойств материалов биологических объектов // 1170322

Способ определения технологических и эксплуатационных свойств материалов и устройство для его осуществления // 2128330

Ручной зонд глубокого зондирования грунта - рзг // 2133314

Устройство для оперативного контроля уплотнения асфальтобетона в процессе его укатки // 2135979

Способ определения удельного сопротивления почвы смятию // 2139516

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий, в частности при вдавливании в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянной нагрузкой

Способ определения упругопластических деформаций материалов // 2141637

Изобретение относится к области физических исследований, а именно к технике механических испытаний материалов на упругопластическую деформацию при изучении свойств металлов, работающих в динамическом режиме, например узлов трения и подвижных сопряжений машин и оборудования транспортной техники, в том числе вагонов, локомотивов, путевых дорожных машин, деталей верхнего строения пути

Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций // 2142617

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для определения прочностных свойств тонкостенных объектов

Способ определения механических характеристик материалов // 2143106

Изобретение относится к области измерений и предназначено, в частности, для исследования механических свойств материалов

Способ определения механических характеристик материалов и устройство для его осуществления // 2145071

Изобретение относится к средствам испытания материалов, в частности листового анизотропного материала

Способ определения модуля деформации // 2145655

Изобретение относится к области измерений и испытаний деформируемых тел, в частности грунтов и строительных материалов

Устройство для испытания материалов // 2147737

Изобретение относится к области определения физико-механических характеристик материалов, в частности к микромеханическим испытаниям материалов с покрытиями и инструментальных материалов