Устройство для контроля качества изделий Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и издели на основе возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний (УРК) и может быть использовано в энергетической и электротехнической промьшшенно ти для массового контроля качества изделий из различных керамик и метал ла в форме коротких цилиндров, втулки с особым отверстием и прямой многогранной призмы. Известно устройство для неразруша щего контроля качества изделий и иследования материалов методом ультразвуковой спектроскопии, основанном на регистрации параметров УРК, несущих информацию о состоянии контролируемого объекта, к которым относятся резонансная частота, форма и ширина резонансной кривой. Устройство содер жит возбудитель и приемник механичес ких колебаний, акустически связанные с контролируемым объектом, в котором возбуждаются различные типы резонанс ных колебаний - продольные, изгиб-, ные, радиальные и др., в зависимости от формы и условий закрепления последнего. Проводят регистрацию параметров УРК, по которым определяют физико-механические характеристики образцов или осуществляют дефектоско пию изделий lj. Недостатком данного устройства является необходимость предварительного измерения геометрических размеров изделия для определения из расчетных соотношений резонансных частот колебаний. Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля качества изделий, содержащее последовательно соединенные генератор качаю щейся частоты, возбудитель и акустически связанный с ним приемник механических колебаний, блок усилителей, амплитудный детектор, формирователь строб-импульса, блок обработки сигнала и блок индикации, а также блок модулирующего напряжения 2 . Недостатком известного устройства является низкая производительность контроля. Целью изобретения является повышение производительности контроля и расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что устройство для контроля качества изделий. содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, возбудитель и акустически связанный с ним приемник механических колебаний, блок усилителей, амплитудный детектор, формирователь строб-импульса, блок обработки сигнала и блок индикации, а также блок модулирующего напряжения, снабжено последовательно соединенными датчиком перемещений и преобразователем перемещение-напряжение, а также аналоговым коммутатором и R5 -триггером, первый вход аналогового коммутатора соединен с выходом преобразователя перемещениенапр№кение, второй вход - с первым выходом блока модулирующего напряжения, а второй выход последнего соединен с первым входом R5 -триггера, управляющий выход которого соединен с управляемым входом аналогового коммутатора, выход аналогового коммутатора подключен к входу генератора качающейся частоты, выход генератора качающейся частоты подключен к второму входу блока индикации, а выход блока индикации - к второму входу R5-тpиггepa. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 качающейся частоты, возбудитель 2 и акустически связанньй с ним приемник 3 механических колебаний, блок 4 усилителей, амплитудный детектор 5, формирователь 6 строб-импульса, блок 7 обработки сигнала, блок 8 индикации и блок 9 модулирующего напряжения, последовательно соединенные датчик 10перемещений и преобразователь 11 перемещение-напряжение, аналоговый коммутатор 12 и R5 -триггер 13. Первый вход аналогового коммутатора соединен с выходом преобразователя 11перемещение-напряжение, второй вход его - с первым выходом блока 9 модулирующего напряжения, а. второй выход последнего соединен с первым входом R5 -триггера 13, управляющий выход которого соединен с управляемым входом аналогового коммутатора 12. Вькод аналогового коммутатора 12 подключен к входу генератора 1 качающейся частоты, выход которого подключен к дторому входу блока 8 индикации, а выход этого блока соединен с вторым входом RS -триггера 13. Позицией 1А обозначен контролируемый объект. Устройство работает следующим образом. Возбудитель 2 механических колеба ния, на который подается переменное по частоте напряжение с генератора 1 качающейся частоты, возбуждает через стержневые звукопроводы в контролируемом объекте 14 механические колебания. Последние преобразуются прием ником 3 механических колебаний в электрический сигнал, который поступает на вход блока 21 усилителей, в котором осуществляется необходимое усиление сигнала и подавление сигналов, обусловленных откликами исследу мого образца, на гармонические соста ляющие переменного напряжения генера тора 1 качающейся частоты. С этой целью он настраивается таким образом чтобы середина полосы пропускания блока 4 усилителей совпадала с теку щим значением основной частоты генератора 1 качающейся частоты и изменя лась синхронно с ней. После усиления сигнал детектируется амплитудным детектором 5, При совпадении частоты переменного напряжения с генератора 1 качающейся частоты с резонансной частотой контролируемого объекта 14 амплитуда колебаний последнего резко увеличивается и на выходе детектора появляется/ огибающая сигнала в форме резонансного пика образца. Далее с выхода амплитудного детектора 5 сигнал подается на формирователь 6 стробимпульса, который вырабатьшает корот кий импульс в момент времени, соответствующий переходу частотно-изменяющегося напряжения генератора 1 ка чающейся частоты через максимум резонансного пика контролируемого объекта 14, С выхода формирователя 6 строб-им пульса сигнал подается на блок 7 обработки сигнала и далее на блок 8 индикации, на котором осуществляется индикация эталонной и резонансных частот. Для формирования эталонной частоты к подвижному концу одного из звукопроводов кинематически присоединен подвижной элемент датчика 10 перемещений, выход которого соединен с преобразователем 11 перемещениенапряжение, С выхода преобразователя 11 перемещение-напряжение аналоговое напряжение, пропорциональное (относительно выбранной размерной базы) величина перемещения конца звукопровода при закреплении контролируемого объекта 14, подается через аналоговый коммутатор 12 на параметрически изменяемый элемент частот и задающей цепи генератора 1 качающейся частоты. При этом на выходе генератора 1 качающейся частоты устанавливается значение эталонной частоты, соответствующей размерам контролируемого объекта 14, с физико-механическими характеристиками эталонного изделия. После индикации значения эталонной частоты блоком 8 индикаций R5 триггер 13 подает команду, переключающую аналоговый коммутатор 12 в положение, при котором на параметрически изменяемый элемент генератора 1 качающейся частоты подается пилообразное напряжение с блока 9 модулирующего напряжения. Затем происходит поиск резонансной частоты контролируемого объекта 14 в выбранном интервале частот. Обнаружение и индикация резонансных частот осуществляется с помощью формирователя 6 строб-импульса блока 7 обработки сигнала и блока 8 индикации. Поскольку обнаруженные частоты резонансных колебаний контролируемого обхекта 14 зависят от геометрических размеров и дефектности, положение этих частот на частотной оси относительно эталонной используется в качестве критерия дефектности контролируемого изделия, Изобретение позволяет повысить производительность контроля, а также за счет одновременного измерения размеров и параметров УРК расщирить его функциональные возможности.

УСТРОЙСТВО Ш1Я КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ, содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, возбудитель и акустически связанный с ним приемник механических колебаний, блок усилителей, амплитудный детектор, формирователь строб-импульса, блок обработки сигнала и блок индикации, а также блок модулирующего напряжения, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности контроля и расширения функциональных возможностей, оно снабжено последовательно соединеньыми датчиком перемещений и преобразователем перемещение-напряжение, а также аналоговым коммутатором и R5 -триггером, первый ;вход аналогового коммутатора соединен с выходом преобразователя перемещение-напряжение, второй, вход - с первым выходом блока модулирующего напряжения, а второй выХод последнего соединен с первым входом RS -тригi гера, управляющий выход которого соединен с управляемым входом аналого(Л С вого коммутатора, выход аналогового коммутатора подключен к входу генератора качающейся частоты, выход генератора качающейся частоты подключен к второму входу блока индикации, а выход блока индикации к второму входу R5 -триггера.