Устройство для измерения физикомеханических параметров объекта

 

Q „э"

550556

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

-К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ еовз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-в>— з (22) Заявлено 13.11.74 (21) 2075245/15 (51) М. Кл. G 01N 3/30 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— ht;yp,àðñò8åííûé комитет

Совета Министров СССР ео делам изооретений и открмтии (53) УДК 631.3;620.178.5 (088.8) Опубликовано 15,03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 26.04.77 (72) Авторы изобретения

Д. А. Гречинский, Л. А. Дикарев, В. А. Клочко, Б. А. Писарев, К. А. Пшеченков и В. Г. Рыгалин (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области измерения физико-механических параметров объекта, в часгности плодов, овощей, клубнекорнеплодов и других видов продукции сельского хозяйства. Качество плодов и овощей определяют по их твердости, которая зависит от резонансной частоты крутильных или сферических колебаний объекта, массы и плотности мякоти объекта.

Известно устройство для измерения механических параметров объекта, например твердости, основанное на динамических резона нсных испытаниях, содержащее генератор статистического наума, возбудитель колебаний и узкополосный детектор (1). Исследуемый объект при этом резонирует на всех возможных гармониках, а измеряют амплитуды колеба ний только в заданной части спекгра. По изменению резонансных частот и амплитуд судят о созревании или о внутренних повреждениях исследуемого объекта.

Недостаток этого устройства состоит в том, что определение твердости объекта осуществляется косвенными методами и расчетным путем.

Кроме того, известно у.стройство для измереяия резонансной частоты объектов, содержащее вибростенд и блок-схему регистрации, включающую вибропреобразователи, соединенные через согласующие усилители с-вхо2 . дами фазового детектора, электронный ключ и индикагор (2).

Недостатком известного устройства является субъективность измерения твердости объекта и невозможность его измерения с высокой степенью точности, так как определение твердости осуществляется оператором по номограмма м.

Цель .изобретения — повышение точности

tp измерения путем автоматизации процесса измерения твердости исследуемого объекта и обработки и нформацви.

Для этого предлагаемое устройство снабжено телевизионным измерителем геометри15 ческих размеров объекта, а блок-схема регистрации снабжена частотным дискриминатором, блоком памятки, блоком умножения и квадратором, причем вход частотного дискриминатора соединен с выходом управляющего генератора, а выход частотного дискриминатора — через электронный ключ с одним из входов блока памяти, к другому входу которого подключен телевизионный измеритель геометрических размеров объекта, выходы блока па25 мяти соединены с входами блока умножения, выход которого через ивадратор,подключен и индикатору.

На чертеже приведена блок-схема устройства. зо Устройство содержит вибростенд 1, на ко550556

35 Устройство для измерения физико-механических параметров объекта, преимущественно твердости, содержащее вибростенд и болк-схему измерения, включающую управляющий генератор, вибропреобразователи, 40 соединенные посредством согласующих усилителей с входами фазового детектора, электронный ключ и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено телевизионным измери45 телем геометрических размеров объекта, а блок-схема снабжена частотным дискриминатором, .блоком памяти, блоком умножения и квадратором, причем вход частотного дискриминатора соединен с выходом управляющего генератора, а выход через электронный ключ — с одним из входов блока памяти, к другому входу которого подключеи измеритель геометрических размеров, при этом выходы блока памяти соединены с входами бло55 ка умножения, выход которого через квадратор подключен к индикатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Дикарев Л. А. и Пшеченков К. А. «При60 менение методов неразрушающих испытаний

3 тором укрепляется исследуемый объект 2, управляющий генератор 3 с разверткой по частоте, вибропреобразователь 4, установленный на .платформе вибростенда, вибропреобразователь 5, закрепленный на исследуемом объекте, согласующие усилитеЛи 6 и 7, подключенные к входам фазового детектора 8, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа 9, телевизионный измеритель 10 геометричесиих размеров объекта, частотный дискриминатор 11, блок памяти 12, выходы которого соединены с входами блока умножения 13, выход которого через квадратор 14 подключен к индикатору 15, блок управления 16.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый объект 2, установленный на платформе вибростенда 1, проецируется на экран теленизионного измерителя 10 геометрических размеров объекта, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное диаметру исследуемого объекта. Это напряжение запоминается в одном ка нале блока памяти 12. После измерения диаметра исследуемото объекта вибростенд возбуждается напряжением постоянного уровня управляющего генератора, который осуществляет развертку по ча стоте, что обеспечивает постоянство возмущающей силы в мирском диапазоне частот, действующей на исследуемый объект. Колебания вибростенда возбуждают исследуемый объект, колебания которого посредством вибропреобразователя 5 преобразуются в электрический сигнал. Этот сигнал через согласующий усилитель 6 поступает на один из входов фазового детектора 8. На другой вход фазового детектора подается сигнал с вибропреобразователя 4, усиленный согласующим усилителем 7. При колебаниях платформы вибростенда на частоте, смещенной от резонансной частоты исследуемого объекта, сигналы на входах фазового детектора 8 имеют одинаковые фазы. На выходе фазового детектора образуется нулевой уровень,.закрывающий электронный ключ 9.

В момент резонанса исследуемого объекта, являющегося системой с распределенными параметрами, наблюдается определенный сдвиг фазы, например на 90, между ускорением исследуемого объекта в точке наблюдения (напряжением с вибропреобразователя 5) и силовым возмущением, создаваемым платформой вибростенда (напряжением с вибропреобразователя 4). В этом случае на выходе фазового детектора 8 образуется напряжение, которое открывает электронный ключ 9 и остана вл ивает развертку управляющего генератора 3 по частоте. Напряжение с выхода частотного дискриминатора 11, пропорциональное частоте резонанса исследуемого объекта, посту пает через электронный ключ 9 в блок памяти 12. Одновременно на пряжением с выхода фазового детектора 8 блок памяти 12 переключается в режим считывания. При этом с

4 одного выхода блока памяти снимается сигнал, уровень напряжения которого пропорционален по величине д|иаметру исследуемого объекта 2, а с другого выхода — уровень напряжения, пропорциональный по величине резонансной частота исследуемого объекта. Сигналы поступают на входы блока умножения

13, который осуществляет перемножение аналоговых сигналов и. преобразование произведения в число импульсов. На выходе блока умножения образуется импульсный сигнал, причем количество импульсов пропорционально произведению диаметра объекта на резонансную частоту, Эти импульсы поступают на вход квадратора 14, на выходе которого выделяется квадрат числа, пропорциональный твердости объекта. Перемножение этого числа на масштабный множитель осуществляется индикатором 15, на цифровом табло которого высвечивается цифровой показатель твердости объекта.

Блок умножения 13 и квадратор 14 могут быть выполнены на генераторах развертывающего типа с линейной и квадратичной развертками.

Таким образом, устройство позволяет автоматически и оперативно измерять твердость объекта, например плодов и овощей, а также с высокой эффективностью выбраковывать испорченные или недоброкачественные плоды.

Формула изобретения для оценки качества плодов и овощей», Сельское хозяйство за рубежом. Растениеводство, 1973, Хе 10, стр, 20.

2. Авторское свидетельство № 513266, М. Кл. А 016 7/00, 1974 (прототип), 550556

Составитель Е. Карев

Техред Л. Гладкова

Редактор Н. Аристова

Корректор А. Степанова

МОТ, Загорский филиал

Заказ 2537 Изд. № 278 Тираж 1054 Подписчое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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