Устройство для исследования изделий на акустическую выносливость

 

Изобретение относится к технике акустических измерений и может быть использовано для исследования изделий на акустическую выносливость. Целью изобретения является повышение информативности при исследовании изделий за счет регистрации и подсчета эквивалентного времени наработки изделий и приведения его к ресурсу реального времени при различных уровнях акустической нагрузки для статической обработки. В устройство введены среднеквадратичный преобразователь, ключ, блок коррекции, генератор и блок делителей частоты, что позволяет учесть воздействие всех гармонических составляющих шумового сигнала на изделие, регистрировать время воздействия различных уровней акустической нагрузки и автоматический пересчет эквивалентного времени в ресурс. 1 ил.

Изобретение относится к технике акустических измерений, а именно к устройствам для оценки и определения ресурса изделий по условиям акустической выносливости. Известно устройство для исследования колебаний с постоянным периодом, содержащее последовательно соединенный датчик, усилитель, логические элементы, компараторы, генератор, управляемый напряжением, и электронно-счетный частотомер. Известно устройство для акустического контроля изделий, содержащее последовательно соединенные конденсаторный микрофон, усилитель, фильтр, регистратор и индикатор. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для акустического контроля изделий, содержащее последовательно соединенные датчик звукового давления и усилитель, цепи по числу уровней измерения из последовательно соединенных компаратора и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и индикатор. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет оценивать акустическую нагрузку и измерять акустическую выносливость (ресурс) изделия, что снижает информативность устройства. Целью изобретения является повышение информативности. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные датчик звукового давления и усилитель, цепи по числу уровней измерения из последовательно соединенных компаратора и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и индикатор, снабжено ключом, включенным между элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и индикатором каждой из цепей и выполненным в виде электромеханических часов, среднеквадратичным преобразователем, включенным между усили- телем и первыми входами компараторов, источником опорного сигнала, подключенным к вторым входам компараторов, последовательно соединенными блоком коррекции, генератором и блоком делителей частоты, выходы которого по числу уровней измерения подключены к ворым входам ключей, подключенным к третьим их входам генератором секундных импульсов и подключенным к вторым выходам ключей счетчиком, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, кроме элементов верхнего уровня, соединены с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ последующего уровня, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ верхнего уровня соединен с общей шиной, а блок коррекции выполнен из последовательно соединенных стабилизированного источника питания, резисторного делителя и многоэлементного переключателя. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 звукового давления, последовательно соединенный с усилителем 2 и среднеквадратичным преобразователем 3, выход которого соединен с первыми входами компараторов 4, вторые входы которых подключены к источнику 5 опорного сигнала, а выходы соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, вторые входы которых соединены с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 последующего уровня, при этом второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 верхнего уровня соединен с общей шиной. Каждый выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 подключен к управляющему входу соответственного ключа 7, третьи входы которых соединены с генератором 8 секундных импульсов. Первые выходы ключей 7 соединены с соответствующими индикаторами 9, выполненными в виде электромеханических часов. Вторые входы ключей 7 соединены с соответствующими выходами блока 10 делителей частоты, при этом вторые выходы ключей 7 соединены с входом счетчика 11. Вход блока 10 делителей частоты соединен с выходом генератора 12, вход которого подключен к выходу блока 13 коррекции, состоящего из последовательно соединенных многоэлементного переключателя 14, резисторного делителя 15 и стабилизированного источника 16 питания. Устройство для исследования изделий на акустическую выносливость работает следующим образом. Звуковое давление воспринимается датчиком 1, установленным на изделии, преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный величине давления, и поступает на усилитель 2. Усиленный сигнал подается на вход среднеквадратичного преобразователя 3, к выходу которого подключены i идентичных каналов измерения, количество которых определяется диапазоном и необходимой точностью измерения, и состоящих из компаратора 4, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, ключа 7 и индикатора 9, и отличающихся друг от друга лишь напряжением срабатывания компаратора 4, пороги срабатывания которых устанавливаются источником 5 опорного сигнала. При достижении входным сигналом порога срабатывания компаратора 4 первого (низшего) уровня, он переключается в состояние логической "1", которая поступает на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, на втором входе которого присутствует сигнал логического "0" с выхода компаратора 4 следующего уровня, это вызывает появление сигнала логической "1" на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, соединенного с управляющим входом ключа 7, и, как следствие, его срабатывание. Одновременно из-за появления сигнала логической "1" на втором входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 предыдущего уровня, на его выходе появится логический "0" и выключится ключ 7 того же уровня. Таким образом, схема, собранная на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, обеспечивает срабатывание лишь одного ключа 7, соответствующего максимальному из действующих одновременно уровней. При срабатывании того или иного измерительного канала его ключи 7, помимо запуска индикатора 9, отсчитывающего сигналы генератора 8 секундных импульсов, осуществляют подключение к входу счетчика 11 соответствующий выход блока 10 делителей частоты, который имеет i выходов (по числу измерительных каналов). Частота импульсов на i-м выходе блока 10 делителей частоты численно равна соответствующему коэффициенту К_i. Введенный в схему устройства блок 13 коррекции, состоящий из стабилизированного источника 16 питания, резисторного делителя 15 и многоэлементного переключателя 14, позволяет изменять частоту генератора 12, управляемого напряжением, которая поступает на вход блока 10 делителей частоты в соответствии с заданным для каждого вида изделия коэффициентом М. В результате подсчета числовое значение, отображенное на индикаторе счетчика 11, является ресурсом изделия. Расчет ресурса по условиям акустической выносливости производится по формуле R= , где T_i - время наработки на рассматриваемом уровне; K_i - коэффициент, равный (P_i/Р_пр)⁴; P_i и P_пр - звуковое давление при рассматриваемом и приведенном уровнях акустической нагрузки соответственно; М - коэффициент надежности, учитывающий неточность определения уровня акустической нагрузки, степень опасности повреждений, неточность воспроизведения напряженного состояния при испытаниях и рассеяние усталостной долговечности: R - ресурс (время). Коэффициент К_i для каждого конкретного случая есть величина постоянная и колеблется от единицы - для приведенного уровня, до нескольких сотен - на уровнях максимальной нагрузки. Отсюда, если с блока 10 делителей частоты сигнал, частотой равной К_i, соответствующий действующему в данный момент времени i-му уровню нагрузки, поступит на счетчик 11, то за реальное время наработки i-го уровня счетчик заполнится числом N=T_i ˙ K_i импульсов, т.е. получим эквивалентное время. Если же учесть коэффициент М, который тоже есть величина постоянная для каждого вида изделия, и заложить его значение в блок 13 коррекции, то можно изменить частоту генератора 12 в 1/М раз, и в этом случае на индикаторе счетчика 11 получим непосредственное значение ресурса наработки изделия по условиям акустической выносливости. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1326902, кл. G 01 H 11/06, 1985. 2. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Под ред. Е.Я. Юдина, М. : Машиностроение, 1985, с. 360. 3. Авторское свидетельство СССР N 1357726, кл. G 01 H 11/00, 1986.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА АКУСТИЧЕСКУЮ ВЫНОСЛИВОСТЬ, содержащее последовательно соединенные датчик звукового давления и усилитель, цепи по числу уровней измерения из последовательно соединенных компаратора и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, оно снабжено ключом, включенным между элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и индикатором каждой из цепей, и выполненным в виде электромеханических часов среднеквадратичным преобразователем, включенным между усилителем и первыми входами компараторов, источником опорного сигнала, подключенным к вторым входам компараторов, последовательно соединенными блоком коррекции, генератором и блоком делителей частоты, выходы которого по числу уровней измерения подключены к вторым входам ключей, подключенным к третьим их входам генератором секундных импульсов и подключенным к вторым выходам ключей счетчиком, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, кроме элемента верхнего уровня, соединены с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ последующего уровня, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ верхнего уровня соединен с общей шиной, а блок коррекции выполнен из последовательно соединенных стабилизированного источника питания, резисторного делителя и многоэлементного переключателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---