Устройство для неразрушающего контроля качества объекта

 

Изобретение относится к области измерительной техники. Сущность состоит в том, что устройство включает блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и блок коммутации. Устройство снабжено по меньшей мере одним контактным измерителем сигналов с соответствующими блоками усиления и обработки сигналов, дополнительным блоком коммутации, функциональным усилителем, блоком определения параметров окружающей среды и блоком определения характеристик контролируемого объекта. Блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и основной блок коммутации соединены последовательно, вход по меньшей мере одного контактного измерителя сигналов подключен к излучающей поверхности контролируемого объекта, а выход через соответствующий блок усиления и обработки сигналов - к входу дополнительного блока коммутации. Технический результат - повышение достоверности и объективности результатов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в строительной, нефтяной и газовой, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для неразрушающего контроля качества объекта, включающее источник электромагнитного излучения, приемник инфракрасного излучения, преобразователь и блок сканирования (см. патент РФ N 2083973, кл. G 01 N 21/86, 1997).

Недостатком устройства является низкая достоверность результатов контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для неразрушающего контроля качества объекта, включающее блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и блок коммутации (см. а. с. СССР N 1497543, кл. G 01 N 25/72, 1987).

Недостатком устройства является низкая достоверность и необъективность результатов контроля из-за отсутствия количественных характеристик контролируемого объекта.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения достоверности и объективности результатов контроля за счет получения количественных значений характеристик контролируемого объекта и повышения производительности устройства.

Для достижения этого технического результата устройство для неразрушающего контроля качества объекта, включающее блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и блок коммутации, снабжено одним и более контактными измерителями сигналов с по меньшей мере одним блоком усиления и обработки сигналов, дополнительным блоком коммутации, функциональным усилителем, блоком определения параметров окружающей среды и блоком определения характеристик контролируемого объекта, при этом блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и основной блок коммутации соединены последовательно, а вход по меньшей мере одного контактного измерителя сигналов подключен к излучающей поверхности контролируемого объекта, а выход - через по меньшей мере один блок усиления и обработки сигналов к входу дополнительного блока коммутации, выход которого через функциональный усилитель подключен к блоку сравнения, причем выходы основного блока коммутации соединены с входами блока управления, блока определения характеристик контролируемого объекта и блока определения параметров окружающей среды, выход которого соединен с блоком определения характеристик контролируемого объекта.

Блок определения параметров окружающей среды состоит из по меньшей мере одного из измерителей параметров окружающей среды, выходы которых соединены через соответствующие усилители с коммутатором, выход которого подключен ко входу блока определения характеристик контролируемого объекта, а вход - к основному блоку коммутации.

Блок определения характеристик контролируемого объекта состоит из по меньшей мере одного из запоминателей параметров контролируемого объекта и окружающей среды, выходы которых соединены с соответствующими блоками сравнения, а входы - с коммутатором, входы которого соединены с выходом блока определения параметров окружающей среды и выходом основного блока коммутации, при этом выходы блоков сравнения соединены с входами запоминателей параметров контролируемого объекта и окружающей среды.

Устройство для неразрушающего контроля качества объекта содержит по меньшей мере один блок бесконтактного измерения сигналов и теплогенератор, вход которого соединен с выходом блока управления.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для неразрушающего контроля качества объекта от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является наличие по меньшей мере одного контактного измерителя сигналов с соответствующими блоками усиления и обработки сигналов, дополнительного блока коммутации и функционального усилителя, которые повышают точность контроля за счет определения параметров излучения излучающей поверхности контролируемого объекта.

Блок определения параметров окружающей среды фиксирует внешние факторы: скорость ветра, влажность воздуха, давление и т.п.

Блок определения характеристик контролируемого объекта выдает характеристику данного объекта с учетом параметров окружающей среды и контролируемого объекта, что сказывается на достоверности и объективности результатов контроля.

Последовательное соединение блока бесконтактного измерения сигналов, блока управления, блока сравнения и основного блока коммутации, подключение входа по меньшей мере одного контактного измерителя сигналов к излучающей поверхности контролируемого объекта и выхода - через соответствующий блок усиления и обработки сигналов к входу дополнительного блока коммутации, выход которого через функциональный усилитель подключен к блоку сравнения и соединение выходов основного блока коммутации соответственно с входами блока управления, блока определения характеристик контролируемого объекта и блока определения параметров окружающей среды, выход которого соединен с блоком определения характеристик контролируемого объекта позволяют повышать не только точность контроля, его достоверность и объективность, но и повышает производительность устройства.

Устройство для неразрушающего контроля качества объекта поясняется чертежом, где на: фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; фиг. 2 - схема блока определения параметров окружающей среды; фиг. 3 - схема блока определения характеристик контролируемого объекта.

Устройство для неразрушающего контроля качества объекта содержит теплогенератор 1, контролируемый объект 2, один и более контактные измерители 3 сигналов с по меньшей мере одним блоком 4 усиления и обработки сигналов. Блок 5 бесконтактного измерения сигналов, блок 6 управления, блок 7 сравнения и основной блок 8 коммутации соединены последовательно. Сигнал с контролируемого объекта 2 поступает на блок 5, выход которого соединен с блоком 6, а его выход - с входом блока 7, выход которого соединен с входом блока 8. Вход по меньшей мере одного контактного измерителя 3 сигналов подключен к излучающей поверхности контролируемого объекта 2, а выход - через по меньшей мере один блок 4 усиления и обработки сигналов к входу дополнительного блока 9 коммутации. При установке одного контактного измерителя 3 сигналов его выход соединен с входом блока 4 усиления и обработки сигналов, выход которого соединен с входом дополнительного блока 9 коммутации, а при установке более одного контактного измерителя 3 сигналов выход каждого контактного измерителя 3 соединен с входом соответствующего ему блока 4 усиления и обработки сигналов, а выходы всех блоков 4 соединены с входом дополнительного блока 9 коммутации. Выход дополнительного блока 9 коммутации через функциональный усилитель 10 подключен к блоку сравнения 7, т.е. выход блока 9 соединен с входом блока 10, выход которого соединен с входом блока 7. Выходы основного блока 8 коммутации соединены соответственно с входами блока 6 управления, блока 11 определения характеристик контролируемого объекта 2 и блока 12 определения параметров окружающей среды, выход которого соединен с блоком 11 определения характеристик контролируемого объекта. Вход теплогенератора 1 соединен с выходом блока 6 управления. Блок 12 определения параметров окружающей среды состоит из по меньшей мере одного из измерителей 13 параметров окружающей среды (например, анемометра, психрометра, термометра и т.п.), выходы которых соединены через соответствующие усилители 14 с коммутатором 15, выход которого подключен ко входу блока 11 определения характеристик контролируемого объекта, а вход - к основному блоку 8 коммутации. Блок 11 состоит из по меньшей мере одного из запоминателей 16 параметров контролируемого объекта и окружающей среды, выходы которых соединены с соответствующими блоками 17 сравнения, а входы - с коммутатором 18, входы которого соединены с выходом блока 12 определения параметров окружающей среды и выходом основного блока 8 коммутации, при этом входы блоков 17 соединены с входами запоминателей 16.

Устройство для неразрушающего контроля качества объекта работает следующим образом.

Блоком 5 бесконтактного измерения сигналов осуществляется регистрация температурного поля контролируемого объекта 2, информация о котором передается в блок 6 управления. В блоке 6 управления осуществляется формирование видеоизображений температурного поля контролируемого объекта 2. При необходимости можно произвести тепловое нагружение контролируемого объекта 2 теплогенератором 1, который управляется от блока 6 управления. Решающим признаком необходимости теплового нагружения является получение сигнала, несущего достаточную информацию о внутренней структуре контролируемого объекта 2. Сигнал передается в блок 7 сравнения. Одновременно с регистрацией температурного поля блоком 5 производится дополнительное измерение параметров излучения одним и более контактными измерителями 3 сигналов, сигналы с которых передаются на соответствующие блоки 4 усиления и обработки сигналов. Необходимость использования нескольких контактных измерителей 3 сигналов позволяет исключить как систематическую, так и случайную погрешности. Сигналы с блоков 4 коммутируются дополнительным блоком 9 коммутации к функциональному усилителю 10. В данном блоке производится преобразование электрического сигнала в значения температуры по специально заложенным в нем градуировочным кривым Tg = f(u) блоков 3. Значения температуры Tg передаются на второй вход блока 7 сравнения. В блоке 7 производится сравнение температур T и Tg. Если T - Tg не равно 0, то через основной блок коммутации 8 поступает сигнал на блок 6 управления, который меняет автоматически параметры регистрации температурного поля блоком 5. При достижении условия T - Tg = 0, блок 8 передает сигнал T на блок 11 определения характеристик контролируемого объекта и управляющий сигнал на блок 12 определения параметров окружающей среды.

Измерителями 13 блока 12 определяют влажность воздуха, температуру, давление, скорость и направление ветра и т.п., значения которых через усилители 14 подаются на коммутатор 15, откуда по сигналу блока 8 передаются в блок 11. Запоминатели 16 блока 11 содержат значения теплотехнических характеристик в зависимости от параметров окружающей среды и параметров излучающей поверхности контролируемого объекта (например, температуры). Коммутатор 18 подключает сигналы с блоков 12 и 8 к входам блоков 17, к которым поступают сигналы с запоминателей 16. При совпадении данных коммутатора 18 и запоминателей 16 в соответствующем блоке сравнения 17 поступает управляющий сигнал на соответствующий запоминатель 16. По этому сигналу с запоминателей 16 выдаются искомые характеристики контролируемого объекта.

Предложенное устройство для неразрушающего контроля качества объекта позволяет повысить достоверность и объективность контроля за счет получения количественных значений характеристик контролируемого объекта и повысить производительность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для неразрушающего контроля качества объекта, включающее блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и блок коммутации, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним контактным измерителем сигналов с соответствующими блоками усиления и обработки сигналов, дополнительным блоком коммутации, функциональным усилителем, блоком определения параметров окружающей среды и блоком определения характеристик контролируемого объекта, при этом блок бесконтактного измерения сигналов, блок управления, блок сравнения и основной блок коммутации соединены последовательно, а вход по меньшей мере одного контактного измерителя сигналов подключен к излучающей поверхности контролируемого объекта, а выход через соответствующий блок усиления и обработки сигналов - к входу дополнительного блока коммутации, выход которого через функциональный усилитель подключен к блоку сравнения, причем выходы основного блока коммутации соединены соответственно с входами блока управления, блока определения характеристик контролируемого объекта и блока определения параметров окружающей среды, выход которого соединен с блоком определения характеристик контролируемого объекта.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок определения параметров окружающей среды состоит из по меньшей мере одного из измерителей параметров окружающей среды, выходы которых соединены через соответствующие усилители с коммутатором, выход которого подключен ко входу блока определения характеристик контролируемого объекта, а вход - к основному блоку коммутации.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок определения характеристик контролируемого объекта состоит из по меньшей мере одного из запоминателей параметров контролируемого объекта и окружающей среды, выходы которых соединены с соответствующими блоками сравнения, а входы - с коммутатором, входы которого соединены с выходом блока определения параметров окружающей среды и выходом основного блока коммутации, при этом выходы блоков сравнения соединены с входами запоминателей параметров контролируемого объекта и окружающей среды.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один блок бесконтактного измерения сигналов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит теплогенератор, вход которого соединен с выходом блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3