Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости материалов

 

Изобретение относится к области измерения физико-механических свойств материалов путем вдавливания индентора и может быть использовано для неразрушающего контроля твердости материалов . .Целью изобретения является повьш1ение точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью путем введения режима колебаний индентора с повышенной амплитудой, предшествующего измерению. Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости содержит а токолебгteльнyю систему, вьтолненную на основе магнитострикционного стержня с индентором на конце, пьезодатчика, усилителя и катушки возбуждения, систему управления, обеспечиванщую режим повьш1енной амплитуды колебаний и режим измерений, и измерительную систес му в виде частотомера и индикатора. Колебания индентора с 11овьш1енной амплитудой снижают шероховатость, что уменьшает ее влияние на результаты измерения, 1 ил. О С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)4 С 01 N 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

КИ Р1<".P "

lЯ 1

М „р

А °

%5(-.::.4 . д

1 »«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H A ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 37008 13/23-28 (22) 15.02.84 (46) 30 ° 09.86. Бюл. М- 36 (71) Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технолргии машиностроения (72) Б.В,Лаврентьев и Е.А.Володичев (53) 620.178.152:620.178.156(088.8) (56) Патент США Ф 3.308.476,, кл. 73-67.1, 1967.

Авторское свидетельство СССР

Ф 297900, кл. С 01 N 3/48, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО .ИМПЕДАНСНОГО КОНТРОЛЯ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области измерения. физико-механических свойств материалов путем вдавливания индентора и может быть использовано для неразрушающего контроля твердости материалов..Целью изобретения является повышение точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью путем введения режима колебаний индентора с повышенной амплитудой, предшествующего измерению. Устройство для электроакустического нмпедансного контроля твердости содержит автоколебательную систему, выполненную на основе магнитострикционного стержня с индентором на конце, пьезодатчика, усилителя и катушки возбуждения, систему управления, обеспечиваппцую режим повьппенной амплитуды колебаний и режим измерений, и измерительную систе- му в виде частотомера и индикатора.

Колебания индеитора с повышенной амплитудой снижают шероховатость, что уменьшает ее влияние на результаты измерения. 1 ил.

0730

10 !

40

SS

1 126

Изобретение относится к измерению физико-механических свойств материалов путем вдавливания индентора и может быть использовано для неразрушающего контроля твердости материалов.

Цель изооретения — повышение точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью путем введения режима колебаний индентора с повышенной амплитудой, предшествующего измерению.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости материалов содержит магнитострикционный стержень 1 с индентором 2 на конце, жестко соединенный другим концом с инертной массой 3 и через пружину 4 сжатия с корпусом 5, катушку 6 индуктивности, охватывающую стержень 1 и соединенную с выходом усилителя 7 с регулируемым коэффициентом усиления, пьезоэлемент 8, жестко закрепленный на стержне 1, первый формирователь 9 импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя 7, схему И 10, первый вход ксФгорой соединен с выходом первого формирователя 9 импульсов, двоичный счетчик 11 на IK-триггерах, счетный вход которого соединен с первым входом схемы И 10, инверсный выход — с,.К-входом его первого разряда, а прямой выход — с вторым входом схемы И и с входом управления усилителя 7 с регулируемым, коэффициентом усиления, частотомер

12, вход которого соединен с выходом схемы И 10, а выход — с индикатором

13, проградуированном в единицах твердости контролируемого изделия 14.

В корпусе 5 установлен нормально открытый контакт 15, соединенный через формирующую цепь 16, инвертор 17 и второй формирователь 18 импульсов со вхоцами S сброса всех разрядов счетчика 11.

Устройство работает следующим образом.

При внедрении индентора 2 в контролируемое изделие 14 под действием силы сжатия пружины 4 при установке корпуса,5 на поверхности изделия замыкается контакт 15, и на выходе второго формирователя импульсов появляется короткий отрицательный импулбс сброса, поступающий на 8 входы триггеров всех разрядов двоичного счетчика l1. При этом на выходе счетчика появляется напряжение логического нуля, которое переводит усилитель 7 в режим максимального усиления и запирает схему И 10 ° В автоколебательном контуре магнитострикционного стержня

1 пьезоэлемент 8, усилитель 7 и катушка 6 индуктивности возникают колебания на резонансной частоте магнитострикционного стержня 1, которая определяется глубиной внедрения индентора 2. Синусоидальное напряжение с выхода усилителя 7 поступает на вход первого формирователя 9 импульсов, с выхода которого прямоугольные импульсы поступают на двоичный счетчик 11.

Р этом режиме повьппенной амплитуды колебаний происходит плавное увеличение глубины внедрения индентора

2 и смятие выступов микронеровностей, что сопровождается изменением частоты колебаний.

После заполнения счетчика 11 на

его инверсном выходе появляется напряжение логического нуля, которое, поступая на К-вход первого разряда, прекращает счет. На прямом выходе счетчика 11 при этом появляется на пряжение логической единицы, которое переводит усилитель 7 в режим минимального усиления и отпирает схему И

10. Импульсы с первого формирователя

9 импульсов поступают на вход частотомера 12, который измеряет их частоту, соответствующую резонансной частоте магнитострикционного стержня.

Эта частота определяется глубиной внедрения индентора 2 на момент окончания действия режима повьппенной амплитуды колебаний, которая в свою очередь определяется твердостью материала контролируемого изделия 14. Поскольку теперь резонатор работает в режиме колебаний с минимальной ампли-, тудой, пластического течения материала не происходит, резонансная частота не меняется и проведенные измерения оказываются более точными.

Формула изобрете ния

Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости материалов, содержащее корпус, магнитострикционный стержень с индентором на конце, инертную массу, соединенную жестко с другим концом магнитострикционного стержня, пружину сжатия, взаимодействующую с инертной массой

1260

Составитель А.Паниклеико

Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

Редактор М.Товтин

Заказ 5218/39 Тираж 778 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 и к рпусом,. пьезоэлемент, жестко закрепленный на магнитострикционном стержне, усилитель, вход которого соединен с пьезоэлементом, катушку индуктивности, охватывающую магнито- 5 стрикционный стержень и соединенную с выходом усилителя, частотомер, индикатор> подключенный к выходу частотомера, и контакт, установленный в корпусе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью, оно снабжено первым формирователем импульсов, вход которого соединен с выходом усилите- 15 ля, схемой И, первый вход которой соединен с выходом первого формировате7ЗО 4 ля импульсов, а выход — с входом частотомера, двоичным счетчиком на IKтриггерах, счетный вход которого соединен с первым входом схемы И, а инверсный выход — с К-входом его первого разряда, инвертором, вход которого соединен с контактом, формирующей цепью, подключенной к входу инвертора, и вторым формирователем импульсов, вход которого соединен с выходо инвертора, а выход - с входами S сброса всех разрядов счетчика, а усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления и его вход управления соединен с вторым входом схемы

И и с прямым выходом двоичного счетчика.