Устройство для контроля физико-механических свойств материалов

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества неметаллических материалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение точности и производительности контроля за счет введения дополнительных блоков, позволяющих измерять базу между преобразователями, поддерживать амплитуду первой полуволны на постоянном уровне за счет введения автоматической регулировки усиления, проводить вычисления в цифровом коде по заранее заданной программе с учетом измеренных параметров. 1 ил.

СО!03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5! ) 5 а 01 Я 29/04 (У !

1 (AD 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21 ) 3856193/25-28 ( (22) 25. 12. 85 (46) 15.01,90. Бюл. У 2 (71 ) Всесоюзный научно — исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) Г.Г,Агасьев, В.М,Бобренко, В.П.Данилов, В.В,Игнатьевский, В,А.Пепеляев, Д.A.Ðàïïîïoðò, В,В.Рябов и В.Д.!1арапановский (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1= 588498, кл. G 01 N 29/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 566177, кл . G 01 N 24/04, 1976 .

Изобретение относится к технике ультразвуковых неразрушающих испытаний, в частности к контролю качества неметалических материалов машиностроительной, судостроительной, строительной,угольной и других отраслейпромыш:ленности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, повышение точности и производительности контроля за счет вычисления требуемых параметров в процессе измерения, установления автоматического режима и подцерживания амплитуды измеряемого сигнала на постоянном уровне.

Блок-схема устройства для контроля физико-механических свойств материалов приведена на чертеже.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества неметаллических материалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение точности и произвсдительности контроля за счет введения дополнительных блоков, позволяющих измерять базу между преобразователями, поддерживать амплитуду первой.полуволны на постоянном уровне за счет введения автоматической регулировки усиления, проводить вычисления в цифровом коде по заранее заданной программе с учетом измеренных параметров. 1 ил.

Устройство для контроля физико-механических свойств материалов содердит последовательно электроакустически соединенные генератор I зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи 2 и 3, усилитель 4 и формирователь 5 кода времени, генератор 6 счетных импульсов, выходом подключенный к второму входу формирователя 5 кода времени, последователь но соединенные блок 7 развертки и

1 электронно-лучевую трубку 8, вторым входом подключенную к выходу усилителя 4, последовательно соединенные пиковый детектор 9, входом подключенный к выходу усилителя 4, первый аналоговый ключ 10, интегратор 11, измеритель 12 амплитуды, BTopbM входом подключенный к выходу генератора 6 счет15363

55 ческого перемножителя напряжения, выполненного на операционном усилителе, в цепь обратной связи которого включены управляемые нелинейные элеI 5 менты, в конкретном случае транзисторы, обеспечивающие линейную зависимость тока, протекающего через конден-, сатор интегратора, что обеспечивает высокую линейность преобразования !

О ток — частота в обратной зависимости преобразования. Когда напряжение на выходе интегратора растет,, интегрируется входная величи и когда напряжение на выходе достигает порога срабатывания, происходит подключение опорного тока через цепь обратной связи, в которую включен нормально закрытый транзистор, Таким образом происходит линейное преобразование ток частота, Обратная величина частоты подобрана таким образом, что ее показание равно величине амплитуды первой полувблны в милливольтах, 25

Задатчик 18 базы представляет собой устройство, в котором устанавливаются излучающий и приемный преобразователи 2 и 3, перемещаемые друг от- носительно друга с помощью ходового винта, при этом линейное перемещение преобразователей 2 и 3 преобразуется в угловое перемещение лимба отсчетного устройства, с которым связан потенциометр, величина сопротивления кото35 рого прямо пропорциональна расстоянию между преобразователями. Таким образом, задатчиком базы практически является потенциометр, подключаемый,к входу измерителя 19 базы, выполняющего функции преобразователя сопротив° ление — период, выполненного íà операционных усилителях и представляю-. щие собой интегратор и пороговое устройство. Когда напРяжение на выходе пн- 45 тегратора растет, интегрируется входная величина; когда. напряжение на выходе интегратора достигает срабатывания порогового устройства, происходит подключение опорного тока через цепь обратной связи, в которую включен нормально закрытый транзистор, т.е. происходит линейное !преобразование сопротивление — период. Сформированный период, пропорциональный величине сопротивления в задатчике

1S базы (величнна зависит от угла поворота), заполняется счетньии ю пульсами, число их показывает на ве01 6 личину базы в миллиметрах (расстояние между преобразователями) с погрешностью не более «+0,51.

Сигнал с выхода усилителя 4 поступает на формирователь 5 кода времени, который формирует интервал, равный времени распространения УЗК в изделии, который затем заполняется счетными импульсами и через первый коммутатор 13 подается на вход блока

14 вычислений и управления. На блок

14 поступают измеряемые величины: время распространения УЗК в изделии в микросекундах; амплитуда первой полуволны в милливольтах; значение базы в миллиметрах, задаваемое задатчиком 18 базы; кроме того поступают дополнительные данные, необходимые для решения того или иного уравнения, по которому определяется прочность изделия. !

Формирователь 5 кода времени представляет собой устройство, содержащее схему выделения первого полупериода, состоящую из ключей и двух RSтриггеров. Но входу S первый RS-триг" гер запускается синхроимпульсом, а по входу B-импульсом, сформированным из первой полуволны принятого сигнала, Формирование осуществляется путем подачи через интегрирующую цепочку на один из входов схемы И потенциала с входа первого RS-триггера, на другой вход подается сигнал с триггера Шмидта, преобразующего периоди-, ческий сигнал в однополярные импульсы и также входящего в формирователь кода, При этом с помощью коммутатора на прямой или инзертируемый вход триггера Шмидта подается сигнал той полярности, первая полуволна которого приходит раньше, (определяется по экрану ЭЛТ и переключается вручную).

Первый RS-триггер предназначен для формирования из первого импульса последовательности однополярных импульсов короткого импульса "Стоп", что осуществляется за счет подачи сигнала с выхода Я на второй вход схемы И. Второй RS-триггер предназначен для формирования временного интервала, равного времени распространения

УЗК на базе Ь, Вторая схема И используется для формирования кода времени распространения УЗК.

Полученный временной интервал подается на один вход второй схемы И. на

1536301 другой вход которого подаются счетные импульсы частотой 1 мГц с генератора

6 счетных импульсов ° Таким образом, на вь|хаде второй схемы И появляются времен5 нее интервалы, заполненные счетными импульсами, предсталяющими собой код времени, который затрачивает УЗ-волна при прохождении расстояния между преобразователями. Укаэанный код вре- 10 м ни не является истинным временем.

В емя, соответствующее задержкам в э ектрических и акустических цепях в устройстве, корректируется на программном уровне и вычитается из каждого измерения блоком 14 вычислений и управления, Блок 14 вычислений и управления пред-, ставляет собой микропроцессор. Блок

14 управляет работой блока 7 развертки, электронно-лучевой трубки 8, блокф 21 памяти. Связь, соединяющая блок

1 вычислений и управления, измеритель

1) амплитуды и измеритепь 19 базы, 25 показывает, что на все перечисленные бЛоки с генератора б счетных импульсов подаются счетные импульсы ча.стотбй 1мГц. Для получения дополнительных данных, необходимых для работы бЛока 14, имеется блок 21 памяти.

Результаты измеренных и вычисленн |х величин индицируются на экра.не э,ектронно-лучевой трубки.

Таким образом, устройство позволяе r одновременно в аналоговой и цифро35 вой форме получить данные, характеризующие физико-механические характеристйки материала.

Формула изобретения

Устройство для контроля физико-механических свойств материалов, содержащее последовательна электроакусти — 45 чески соединенные генератор зондирующих и пульсов> излучающий и приемнЬ,й преобразователи, усилитель и формирователь кода времени, генератор счетных ю пульсов. выходом подключенный к второму входу формирователя ко50 да времени, послепователь Io соединенные блок развертки и электронно-лучевую трубку, вторым входом подключенную к выходу усилителя, о т л и ч аю щ е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, повышения точности и производительности контроля, оно снабжено .последова тельно соединенными пиковым детектором, входом подключенным к выходу усилителя, первым аналоговым ключом, интегратором, измерителем амплитуды, вторым входом подключенным к выходу генератора счетных жчпульсов, первым коммутатором, вторым входом подключении к выходу формирователя кода времени, и блоком вычислений и управления, вторым входом подключенным к выходу генератора счетных мпульсов, первым выходом — к третьему входу электронно-лучевой трубки, а вторым вы- ходом — к входу блока развертки, последовательно соединенными вторым аналоговым ключом, первым входом подключенным к выходу пикового детектора и одновибратором, выходом подключенным к вторым входам первого и второго аналоговых ключей, вторым коммутатором, входом подключенным к второму выходу интегратора, а выходом к второму входу усилителя, последова- тельно соединенными задатчиком базы, входом механически связанным с излучающим и приемным преобразователями, и измерителем базы, вторым входом подключенным к выходу генератора счетных импульсов, а выходом — к третьему входу первого коммутатора, блоком ввода данных, входом и выходом подключенным соответственно к третьему выходу и входу блока вычислений и уп- равления, блоком памяти, первыми входом и выходом подключенным с о о тве тс твенно к четвертым выходу и входу блока вычислений и управления, а вторым входом — к выходу блока ввода данных, причем пятый выход блока вычислений и управления подключен к третьему входу формирователя кода времени, к входу генератора зондирующих импульсов, к вторым входам второго коммутатора и одновибратора.

1536301

Составитель Л.Иванов-Шиц

Техред Л.Сердюкова Корректор H,Êoðîëü

Редактор И.Рыбченко

Заказ 105 Тираж 501 Подл ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101