Цифровое устройство для электромагнитного контроля изделий

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для многопараметрового контроля металлических изделий вихретоковыми методами. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет увеличения числа контролируемых параметров подвижных изделий. Блок 7 запуска и блок 8 калибровки осуществляют настройку устройства на контролируемое изделие 15. Информация о свойствах контролируемого изделия с выхода блока 14 датчиков поступает на блок 4 обработки. Контроль осуществляется в процессе вращения контролируемого изделия. Дополнительный учет температуры среды и минеаризация передаточных характеристик позволяет уменьшить погрешность измерения. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499564/25-28 (22) 31. 10.88 (46) 30.09.90. Бвл. № 36 (75) А.В.IIym и А.Н,Чернов (53 ) 620. 179. 14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1244764, кл. С 01 N 27/90, 1964

Авторское свидетельство СССР

¹ 1323943„ K . G 01 N 27/90, 1986.,54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЭЛЕКТРО11АГНИТИОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для многопараметрового контроля металлических изделий вих„„Я0„„1596236 А 3

2 ретоковыми методами. Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет увеличения числа контролируемых параметров подвюкных изделий, Блок 7 запуска и блок 8 калибровки осуществляют настройку устройства на контролируемое иэделие 15. Информация о свойствах контролируемого изделия с выхода блока 14 датчиков поступает на блок 4 обработки. Контроль осуществляется в процессе вращения к6нтролируемого изделия, Дополнителвный учет температуры среды и минеаризация передаточных характеристик позволяет уменьшить погрешность измерения, 6 з.п, ф-лы, 7 ил. Я

1596236

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для многопараметрового контроля вихретоковыми методами.

Целью изобретения является повы5 шсние достоверности контроля за счет увеличения числа контролируемых пара-. метров подвижных изделий, На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого цифрового устройства для электромагнитного контроля иэделий; на фиг.2 — структурная схема многоканальнога ачалого-цифрового преобразователя; на фиг.3 — блок обработки; на фиг,4 — блок линеаризации; на фиг,5 - блок запуска; на фиг.6 — - блок калибровки; на фиг,7 блок диагностики.

Устройство (фиг.1 ) содержит последовательно соединенные первичный преобразователь 1, блок 2 нормализации, многоканальный аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 обра-.. ботки и блок 5 диагностики. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные датчик 6 положения, выход которого соединен с вторым входом блока 4 обработки, блок

7 запуска, выходы которого соединены

3G с многоканальным аналого-цифровым преобразователем 3 и блоком 4 обработки, блок 8 калибровки, управляющие выходы которого подключены кбло- . ксм 7 и 4 запуска и обработки, и цифроаналоговый преобразователь 9.

Устройство содержит также датчик 10 строб-импульсов, выходы KoTopoго подключены к блокам 4 и 7 обработки и запуска, блок 11 датчиков темпера- 40 туры, подключенный к второму входу блока 2 нормализации, и привод 12, подключенный к выходу блока 4 обработки. Первичный преобразователь 1 содержит последовательно соединенные механизм 14 перемещения, подключенный к выходу цифроаналогового преобразователя 9 и, блок 14 датчиков. На фиг.1 изображено также контролируемое изделие 15 ° Многоканальный аналогоцифровой преобразователь 3 содержит (фиг 2 ) последовательно соединенные мультиплексор 16> входы которого являются первым входом многоканального аналого-цифрового преобразователя 3, преобразователь 17 напряжения

55 в код и блок 18 регистров, выполненный в виде набора N триггеров 19,119.М.

Кроме того, многоканальньш аналого-цифровой преобразователь 3 содержит последовательно соединенные генератор 20, элемент И 2! счетчик 22, вход установки которого объединен с вторым входом элемента И 21 и является вторым входом многоканального аналого-цифрового преобразователя 3, и дешифратор 23, выходы которого подключены к третьему входу элемента И

21 и входам управления мультиплексора

16. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь 3 содержит также последовательно соединенные элемент 24 задержки, подключенный к выходу элемента И 21 и распределитель 25 импульсов, выходы которого подключены к тактовым входам блока 18 регистров.

Блок обработки (фиг.3) для случая когда М = 5 содержит пять блоков 2630 линеаризации, первые входы которых являются соответственно первым входом блока 4 обработки, а их вторые входы связаны с пятым входом блока 4 обработки, пять блоков 31-35 умножения, подключенных к соответствующим блокам 26-30 линеаризации, масштабирующий блок 36, выход которого соединен с объединенными входами блоков

31-35 умножения, и последовательно соединенные пороговый t диск 37, подключенный к выходам блоков 31 и 32 умножения, элемент ИЛИ 38, второй вход которого является четвертым входом блока 4 обработки, и транслятор

39, выход которого является вторым выходом блока 4 обработки. Кроме того, 1 блок 4 обработки содержит блок 40 сравнения, включенный между выходами блоков 33-35 умножения и третьим входом элемента ИЛИ 38 и последовательно соединенные элемент 41 задержки, вход которого является третьим входом диска 4 обработки, и выходной регистр 42, информационные входы которого соединены соответственно с выходами блоков 31-35 умножения, а выходы являются первым выходом блока 4 обработки. Блок 4 обработки содержит также измеритель

43 периодов, входы которого подключены к второму и третьему входам блока 4 обработки, а выход измерителя 43 периодов является третьим выходом блока 4 обработки, Каждый блок 26-30 линеаризации содержит. (фиг.4) последовательно соединенные блок 44 смещения, вход

15 которого является входом блоков 2630 линеаризации, блок 45 сравнения, дешифратор 46, мультиплексор 47, блок 48 вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока 44 смещения, блок 49 деления и вумматор

50, второй вход которого соединен с вторым выходом мультиплексора 47, а выход является выходом блоков 26-30 линеаризации.

Каждый блок 26-30 линеаризации содержит, регистр 51, вход данных которого объединен с входом блока

44 смещения, тактовый вход является вторым входом блоков 26-30 линеаризации, а выход соединен с вторыми входами блока 44 смещения, блока 45 сравнения и мультиплексора 47.

Кроме того, в состав блоков 26-30 линеаризации входит распределитель

52 импульсов, вход которого является третьим входом блоков 26-30 линеаризации, N цепочек 53,1-53,N каждая из которых содержит последовательно соединенные регистр 54, вход данных которого соединен с блоком

44 смещения, а вход синхронизации подключен к соответствующему выходу распределителя 52 импульсов, блок

55 вычитания, и масштабирующий блок

56, причем второй вход блока 55.1 вычитания соединен с выходом регист ра 51, а вторые входы блоков 55,255,N соединены соответственно с выходами регистров 54.1-54.(N-1) и мультиплексора 47. B -остав каждого блока 26-30 линеаризации входят также последовательно соединенные дешифратор 57, вход которого подключен к блоку 45 сравнения и мультиплексор 58, информационные входы котррого соединены с соответствующими выходами масштабирующих блоков

56.l -56.N, а выход подключен к второму входу блока 49 деления, Блок 7 запуска содержит последовательно соединенные счетчик 59 (фиг.5), вход которого является вторым входом блока 7 запуска, триггер

60, второй вход которого служит первым входом блока 7 запуска„ элемент

И 61, второй вход которого объединен с входом счетчика 59, и элемент ИЛИ

62„ второй вход которого является третьим входом, блока 7 запуска, а выход первым выходом блока 7 запуска.

Кроме того, блок 7 запуска содержит таймер 63, вход которого подклю96236 6 чен к выходу счетчика 59, первый выход соединен с установочным входом счетчика, второй выход подключен к третьему входу элемента И 61, а третий и четвертый выходы таймера 63 соответствуют второму и третьему выходам блока 7 запуска. Блок 8 калибровки содержит (фиг.6) последрвательно соединенные генератор 64, элемент И 65, счетчик 66, дешифратор

67, выход которого служит третьим выходом блока 8 калибровки, и элемент 68 задержки, выход которого является первым выходом блока 8 калибровки.

Блок 8 калибровки содержит также второй дешифратор 69, включенный между выходом счетчика 66 и вторым

20 выходом блока 8 калиброьки, триггер

70, вход которсго является входом блока 8 калибровки, выход подключен к второму входу элемента 65 задержки, а вход установки соединен с выходом

25 переполнения счетчика 66 и элемента

71 задержки, включенный между выход0M переполнения счетчика 66 и его установочным входом. Блок 5 диагностики содержит .(фиг,7) последовательно сое3р диненные блок 72 сравнения,.входы которого являются информационными входами блока диагностики, два элемента И 73 и 74, вторые входы которь|х являются -управляющими входами- блока

5 диагностики, и блок 75 индикации, Кроме того, блок 5 диагностики содержит последовательно соединенные инвертор 76, подключенный к выходу .элемента И 73, и блок 77 регистрации, 4 информационные входы которого объединены с входами блока 72 сравнения, Устройство работает следующим образом, При пуске блок 7 запуска ииицииру45 ет запись начального сигнала датчика

6 положения и датчика 10 строб-импульса, регистрирующих положение контролируемого изделия 15. После этого блок 8 калибровки с помощью механизма

13 перемещения управляемого цифроаналоговым преобразователем 9 начинает перемещать датчики 6 и IG положения и строб-импульса для выявления аддитивной составляющей погрешности и линеаризации передаточной характеристики. Затем блок 7 запуска через блок 4 обработки включает привод 12, вызывающий увеличение угловой скорости контролируемого

1596236 изделия 15 до номинального значения, По достижении заданной величины блок

4 обработки подает на блок S диагностики сигнал включения контроля поло5 жения контролируемого изделия 15 в моменты времени, соответствующие фиксированным угловым положениям.

Затем осуществляется регистрация нагружений контролируемого иэделия 15 по осям координат ° При этом одновременно регистрируется температура в контрольных -точках с помощью блока 11 датчиков. температуры и коррекции сигнала с блока 14 датчиков с помощью блока 2 нормализации. Полученный сигнал многоканальный аналогоцифровой преобразователь 3 преобразует в цифровой код, который через блок 4 обработки поступает на блок 5

20 диагностики.

Многоканальный аналого-цифровой преобразователь 3 работает следующим образом.

Генератор 20 генерирует импульсы, 25 которые при разрешающем сигнале на третьем входе элемента И 21 поступают на вход счетчика 22. Сигнал

r.;четчика 22 дешифрируется дешифратором 23, выходы которого переключают входы мультиплексора 16 на вход греобразователя 17 напряжения в коц, Одновременно управляющий сигнал поступает через элемент 24 задержки на распределитель 25 импульсов, фор- .

35 мирующий стробирующие импульсы для записи цифровой величины сигнала в блок 18 регистров.

Блок 4 обработки работает следующим образом.

Информационный сигнал поступает, например, на блок 26 линеаризации и после обработки умножается на коэффициент, задаваемый масштабируйцим блоком 36 в блоке 31 умножения, По полученным результатам пороговый блок 37 и блок 40 сравнения выдает сигналы,.которые суммируются элементом ИЛИ 38. При их совпадении управляющий.сигнал поступает натранслятор

39, который управляет приводом 12, Кроме того, по сигналу с датчика 10 строб-импульсов, поступающему через элемент 41 задержки на управляющий вход выходного регистра 42 осуществляется передача информации на блок

5 диагностики. измеритель 43 периодов фиксирует число импульсов, поступающих от датчиков 6 и 10 положения и строб-импульса, и измеряет вырабаты- . ваемую ими длительность периода между импульсами.

Блоки 26-30 линеаризации работают следующим образом. Информационный сигнал поступает на блок 44 смещения и на регистр 51 ° В блоке 44 смещения осуществляется вычитание кодов, поступивших на первый вход из кодов, поступивших на второй вход. Затем в блоке 45 сравнения производится сравнение кодов, поступивших на его первый и второй входы и по результатам сравнения с помощью дешифраторов 46 и 57 мультиплексоры выбирают соответствующую цепочку 53. В блоке 48 вычитания осуществляется вычитание кода, поступившего от мультиплексора

47: з кода, поступившего от блока 44 смещения, а затем полученныи результат делится на код, полученный от мультиплексора 58 и суммируется с кодом второго выхода мультиплексора

47, Распределитель 52 импульсов выбирает в каждый момент времени один из регистров 54, данные с которого после вычитания в блоке 55 вычитания и масштабирования в блоке 56 масштабирования поступают на мультиплексор

58 °

Блок 7 запуска и блок 8 калибровки работают следующим образом. После запуска таймер 63 формирует импульс начала калибровки, устанавливающий триггер 70 в единицу. Импульсы от генератора 64 через элемент И 65 поступают на счетчик 66. Co"">òîÿíèe счетчика 66 декодируется дешифратором 67, сигнал с которого поступает на элемент ИЛИ 62. Одновременно состояние счетчика декодируется дешифраторам

69, управляющим работой механизма 13 перемещения. Кроме того, импульсы с дешифратора 6? поступают через элемент 68 задержки на блок 4 обработки.

По переполнению счетчика 66 сигнал с его выхода переполнения через элемент

71 задержки осуществляет сброс счетчика 66 и триггера 70. Сигнал от датчика 10. còðc б-импульса поступает на счетчик 59 и на элемент И 61, счетчик

59 отсчитывает заданное число импульсов и с помощью триггера 60 управляет прохождением импульсов через элемент

И 61 и соответственно элемент ИЛИ 62.

Блок 5 диагностики работает следующим образом.

1596236

Информационные сигHBJIbl поступают на блок 72 сравнения, где сравниваются с заданными значениями и при их преВышении выходной сигнал поступает на элемечт И 73 и 7ч, Б завискмости от режима контроля открывается один из элементов И 73 и 74 и результаты контроля индицируются блоком 75 индикации. Кроме того„ сигнал через инвертор 76 поступает на блок 77 регистрации, где регистрируется траектория контролируемого изделия, угол, температура и частота, 10

Формула изобретения ков.

2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что многоканальный аналого-цифрозой преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных мультин, вход которого является первым входом многоканального аналого-цифрового преобразователя, преобразователя напряI

1. Цифровое устройство для электромагнитного контроля изделий, содержащее последовательно соединенные первичный преобразователь и блок нормализации и последовательно соединенные блок обработки и блок диагностики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достовер- 25 ности контроля, оно снабжено многоканальным аналого-цифровым преобразователем, включенны; между выходом блока нормализации и входом блока обработки, последовательно соединен- 30 ными датчиком положения, подключенным к второму входу блока обрабатки,, блоком заг уска, выходы которого соединены с вторым входом многоканального аналого-. цифрового преобразова35 теля и входом блока обработки, блоком калибровки, управляющие входы которого подключены к блоку запуска и блоку обработки, и цифроаналого- вым преобразователем, блоком датчи- 40 ков темпЕратуры, подключенным к второму входу блока нормализации, приводом, подключенным к выходу блока обработки, и датчиком строб-импуль-, сов, подключенным к блокам запуска 45 и обработки, а первичный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных механизма перемещения, подключенного к выходу цифроаналогового преобразователя и блока датчижения в код и блока регистров, выходы которого являются выходом многоканальногоо аналого-цифрового преобразователя, последовательно соединенных генератора, элемента И, счетчика, вход установки которого объединен с вторым входом элемента И и является вторым входом многоканально-. го аналого-цифрового преобразователя, 1 и дешифратора, выходы которого подk ключены к третьему входу элемента H и входам управления мультиплексора, и последовательно соединенных элемента задержки, подключенного к выходу элемента И и распределителя импульсов, псдключенного к тактовым входам бло ка регистров.

3. Устройство по и,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что диск обработки выполнен в виде последовательно соединенных порогового блока, элемен-. та ИЛИ, второй вход которого являет.— ся четвертым входом блока обработки, и транслятора, выход которого является вторым выходом блока обработки измерителя периода, Л блоков линеаризации, гервыс и вторые входы которых являются соответственно первым и пятым входами блока обработки, М блоков умножения, подключенных к соответствующим выходам блоков,линеаризации, масштабирующего блока, выход которого

co :-динен с вторыми входами блоков умножения, последовательно соединен--. нь:х элемента задержки, вход которого является третьим входом блока обработки и выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами блоков умножения, а выходы являются первым входом блока обработки, и блока сравнения, выход которого подключен к третьему входу элемента

ИЛИ, выходы первых двух блоков умножения соединены с входами порогового блока, выходы остальных блоков умножения подключены к блоку сравнения, входы измерителя периодов являются вторым и третьим входами блока обработки, а выходы измерителя периодов являются третьим выходом блока обработки, 4. Устройство по п,п. 1 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок линеаризации выполнен в виде последовательно соединенных блока смещения, вход которого является первым входом блока линеаризации, блока сравнения, первого дешифратора, первого мульти1596236 плексора, первого блока вычитания, второй вход которого подключен к блоку смещения, блока деления, и сумматора, второй вход которого соединен с

5 вторым выходом первого мультиплексора, а выход сумматора является выходом блока линеаризации, первого регистра, вход данных которого объединен с входом блока смещения, тактовый вход является вторым входом блока линеаризации, а выход первого регистра соединен с вторыми входами блока смещения, блока сравнения и первого мультиплексора, распределителя импульсов, вход которого является третьим входом блока

s линеаризации, Н цепочек „каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных регистра, вход данных которого подключен кблоку смеще- О ния, авход синхронизации соединен с соответствующим выходом распределителя импульсов, блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу регистра N-1-й цепочки и соответствую- 25 щему выходу первого мультиплексора, а второй вход блока вычитания первой цепочки соединен с выходом первого регистра и масштабирующего блока, н последовательно соединенных второго gg дешифратрра, подключенного к выходу блока сравнения, и второго мультиплексора, к информационным входам которого подключены выходы масштабирующих блоков, а выход второго мультиплексора соединен с вторым входом первого блока деления.

5. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок запуска выполнен в виде последовательно соединенных счетчика,.вход которого является вторым входом блока запуска, триггера, установочный вход которого является первым входом блока запуска, элемента И, второй вход которого объединен с входом счетчика и элемента

ИЛИ, второй вход которого является третьим входом блока запуска, а выход является первым выходом блока запуска, и таймера, вход которого подключен к счетчику, первый выход соединен с входом установки счетчика, второй выход подключен к третьему входу элемента

И, а третий и четвертый выходы. таймера являются соответственно вторым и третьим выходами блока запуска. б. Устройство по п,1, о т л ич ающе е с я тем, что блок калибровки выполнен в виде последовательно соединенных генератора, элемента И, счетчика первого дешифратора, вьгсод которого является третьим выходом блока калибровки и первого элемента задержки, выход которого является первым выходом блока калибровки, второго дешифратора, вход которого подключен к выходу счетчика, а выход является вторым выходом блока калибровки, триггера, вход которого является входом блока калибровки, выход соединен с вторым входом элемента И,. а вход установки подключен к выходу переноса счетчика, и второго элемента задержки, включенного между выходом переноса счетчика и его входом установки.

7. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок диагностики выполнен в виде последовательно соединенных блока сравнения, входы которого являются информационными входами блока диагностики, двух элементов И, вторые входы которых явля ются управляющими входами блока диагкостики и блока индикации, и последовательно соединенных инвертора, подключенного к выходу первого элемента

И и блока регистрации, информационные входы которого объединены с входами блока сравнения.

1596236 сз сз ез ез

«анто. воаект на 5

1596236

1596236

Составитель Ю.Глазков

Редактор Ю.Середа Техред Л.Олийнык

Корректор И.Муска

Заказ 3902

Тираж 509

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

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

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