Устройство для контроля механических напряжений Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для визуального контроля напряженно-деформированного состояния элементов металлических конструкций. Известно устройство для контроля механических напряжений, содержащее . звуковой генератор, преобразователь, снабженньй обмотками возбуждения и измерительной, размещенными на взаимно перпендикулярных магнитопроводах, последовательно соединенные усилитель, амплитудно-фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу звукового генератора, и индикатор 1. В данном устройстве используется эффект магнитной анизотропии металла, подверженного механическим нагрузкам. При этом для оценки величины магнитной анизотронии, по величине которой, можно установить действующие напряже1жя, оператор в процессе контроля должен непрерывно вращать выносной преобразователь BOKpjT оси и по отношению максимального и мшшмального показаний индикатора судить о механических напряжениях в зоне контроля. Это С1шжает оперативность и точность (субъективные ошибки) контроля, исключает возможность автоматизации измерений, затрудняет рас, пифровку диаграммы напряжений в точке конт. роля, снижает производительность контроля из-з утомляемости оператора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля механических напряжений, содержащее генера тор, соединенные последовательно измерительную обмотку преобразователя и усилитель и электрон--яо-пучевок индикатор с усилителями горизонталь ного и вертикального отклонения (2. Недостатком данного устройства является низкая надежность и точность контроля из-за наличия вращающихся частей. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается . тем, что устройство для контроля механических напряжеНИИ, содержащее генератор, соединенные последовательно измерительную обмотку преобразователя и усилитель и злектронно-лучевой индикатор с усилителями горизонтального и вертикального отклонения, снабжено соединенными последовательно триггером, подключенным к генератору, К-тактовым сдвигающим регистром, К-усили- 5 телями мощности. К-обмотками возбуждения, индуктивно связанными с измерительной обмоткой преобразователя, соединенными последовательно делителем, подключенным к генератору, полосовым фильтром, аттенюатором, к второму входу которого подключен уотлитель с измерительной обмоткой, и фазорасщепителем, выходы KOTOpoiO подключены к усилителям вертикального и горизонтального отклонения электроннолучевого индикатора. На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля механических напряжений. Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1 импульсов, тртггер 2, К-тактов ьш сдвигающий регистр 3, К-уотлителей 4 мощности, К-обмоток 5 в.озбуждения преобразователя и индуктивно связанную с ними измерительную обмотку 6, а также усилитель 7. К выходу генератора 1 импульсов подключены также соединенные последовательно делитель 8, полосовой фильтр 9, аттенюатор 10, к второму входу которого подключен выход усилителя 7, фазорасщепитель Пи усилитель 12 вертикального отклонения. Выход усилителя 12 подключен к входу вертикального отклонения луча электронно-лучевого индикатора 13. Вход горизонтального отклонения луча электронно-лучевого индикатора 13 подключен через усилитель 14 горизонтального отклонения к второму выходу фазорасщепителя 11. .Устройство работает следующим образом. Генератор 1 импульсов вырабатьгоает короткие однополярные импульсы, которые после деления на два триггером 2 поступают на вход К-тактового сдвигающего регистра 3. В результате на каждом из К выходов послед;него поочередно появляются импульсы, которые увеличиваются по мощности с помощью соответствующих уа1лнтелей 4 и постзщают на обмотки 5 возбуждения преобразователя, установленного на поверхности изделия (на чертеже не показано). Магнитный поток, созданный каждой из К-обмоток 5 возбуждения, замыкается участком изделия, расположенным между соответствующим полюсом возбуждения и центральным полюсом мм-нитопровода преобрабователя, вследствие чего, в измерительной обмотке возникает ЭДС, усиливаемая с помощью усилителя 7 по мощности и напряжению. Поскольку величина ЭДС, наведенной в измери-. тельной обмотке 6, пропорциональна действующим механическим напряжениям, выходное напряжение на выходе усилителя 7 оказывается пропорциональным искомому механическому напряжению в участке изделия по линии, соединяющей работаю1цуо обмотку 5 возбуждения и измерительную обмотку 6. Так как устройство обеспечивает автоматическое последовательное переключение обмоток 5 возб5ждения, то выходной сигнал усилителя 7 повторяет форму диаграммы поля напряжений, действующих в зоне контроля изделия. Выходные импульсы генератора 1, кроме тоо, поступают через делитель 8 с коэффициеном деления 1 :К на вход полосового фильта 9, настроенного на частоту F/K, где F - часOTa следования выходных импульсов генератоpa 1. Благодаря полосовому фильтру 9, на вход аттенюатора 10 поступает синусоидальное напряжение с частотой F/K.

Коэффициент ослабления сигнала аттенюатором 10 регулируется но управляющему входу выходным напряжением первого усилителя 7. Поэтому на вход фазорасщепителя 11 поступает синусоидальное напряжение, модулированное по амплитуде с глубиной, пропорциональной механическим, действующим в зоне контроля, намагничиваемой в соответствующие моменты времени. С помощью фазорасщепителя 11 входной сигнал разделяется на два канала, причем разность фаз выходных сигналов каналов данного блока составляет It/2. После усиления в уотлителях 12 и 14 эти сигналы визуалируются на экране электронно-лучевого индикатора 13..Если диаграмма поля напряжений в зоне

контроля круговая, т. е. величина действующих напряжений постоянна по всем направлениям, то на экране электронно-лзчевого индикатора 13 вышефшается круг, радиус которого пропорционален механическому напряжению. В противоположном случае на экране электронно-лучевого индикатора 13 выовечивается сложная фигура, точки которой оказьтаются удалеШо ми от центра экрана на расстояния, пропорцио.-, нальные напряжениям, действующим по соответствз щим направлениям.

Благодаря изобретению обеспечивается визуализация поля действующих механических напряжений в заданном мааитабе, который определяется коэффициентами усиления усилителей 7, 12, 14, а также коэффициентом передачи аттенюатора 10, что облегчает расшифровку результатов измерения.

УСТЮЙСТВО ДЛЯ КОНТГОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее ге нератор, соединенные последоватетано и ме1жтельную обмотку преобразователя и усилитель и электронно-лучевой индикатор с усилителями гортзонтального и вертикального отклонения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено соедиие1шыми последовательно триггером, 11одключенным к генератору, К-тактовьш сдвигающим регистром, К-у(яиттелями мощности, К-обмотками возбуждения, индуктивно связанными с измерительной обмоткой преобразова- . теля, соединжными последовательно делителем, ПОДКЛЮЧЙ1НЫМ к генератору полосовым фильтром, аттенюатором, к второму входу которого подключен усилитель с измерительной обмоткой, и фазорасщепителем, выходы которого подключены к усилителям вертикального и горизонтального, отклонения электрон: но-лучевого индикатора. О 00 00