УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ДРОБИ Советский патент 1997 года по МПК G01P5/00 B24C1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля процессов упрочняющей обработки дробью и контроля работы дробеметных установок.

Известно устройство для дробеструйных установок, содержащее контрольную пластину-свидетель, датчик прогибов и электронный измеритель [1]
Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет измерять только комплексный параметр обработки ее интенсивность путем замера деформации (стрелы прогиба) контрольной пластины при ее односторонней обработке.

Известно устройство для измерения скорости потока, содержащее электроакустические преобразователи, генератор, усилители, измерители временных интервалов и регистрирующий прибор [2]
Недостатком известного устройства является то, что им можно измерять только такой параметр, как скорость.

Известен способ контроля дробеструйного упрочнения деталей, который реализуется устройством, содержащим преобразователи, усилители, фильтры, детекторы, индикатор.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет контролировать только общее воздействие потока дроби без регистрации отдельных составляющих параметров потока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения импульса силы и кинематической энергии потока дроби, скорости полета дроби и ее расхода без применения дополнительных измерительных преобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров потока дроби, содержащее преобразователь, усилитель, детектор и индикатор, снабжено амплитудным детектором низких частот, преобразователем частота-напряжение и схемами деления и умножения, причем выход амплитудного детектора низких частот соединен со входом преобразователя частота-напряжение, один из входов каждой схемы деления и умножения связан с выходом детектора средних значений, а второй вход связан с выходом преобразователя частота-напряжение, при этом выходы детектора преобразователя частота-напряжение, схем деления и умножения соединены с выходами индикатора.

Такое выполнение устройства позволяет с помощью только одного измерительного преобразователя измерять такие параметры потока дроби, как импульс силы и кинетическую энергию потока, скорость полета дроби и ее расход.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Оно состоит из измерительного преобразователя 1, электронного усилителя 2, амплитудного детектора низких частот 3, преобразователя частота-напряжение 4, схемы деления 5, схемы умножения 6, индикатора 7, детектора средних значений 8.

Устройство работает следующим образом. Воздействие потока дроби, попадающего на введенный в него чувствительный элемент (пьезоэлектрический, тензометрический и др.) измерительного преобразователя 1, трансформируется в электрический сигнал в виде высокочастотных импульсов, модулированных по амплитуде. При достаточно высокой частоте собственных колебаний чувствительного элемента измерительного преобразователя амплитуда напряжения сигнала U пропорциональна произведению mV, где m масса дроби, V скорость полета дроби. В то же время, частота модуляций выходного сигнала представляет собой прямую зависимость от угловой скорости вращения рабочего колеса дробеметального аппарата ω и числа лопастей рабочего колеса n:
f=ω•n.
Учитывая, что V≃ 1,3ω при n=const, т.е. для конкретного дробеметного аппарата с рабочим колесом, имеющим постоянное число лопастей, скорость полета дроби V является функцией от частоты модуляций выходного сигнала f.

Электронный усилитель 2 повышает уровень выходного сигнала измерительного преобразователя 1 и предотвращает влияние на него последующих узлов устройства. С выхода электронного усилителя 2 напряжение подается на амплитудный детектор низких частот 3, который осуществляет фильтрацию импульсных сигналов высокой частоты и выделение низкочастотных пульсаций, соответствующих частоте модуляции f. Выходное напряжение амплитудного детектора низких частот поступает на вход преобразователя частота-напряжение 4, в котором происходит формирование прямоугольных импульсов и их преобразование в уровень напряжения, пропорциональный скорости полета дроби.

Напряжение, пропорциональное V, подается на входы схем деления 5 и умножения 6 и индикатора 7, причем на вход схемы умножения 6 подается напряжение, пропорциональное V/2, что осуществляется путем использования, например, масштабного усилителя (не показан). На другие входы схем деления 5, умножения 6 и индикатора 7 поступает выходное напряжение детектора средних значений, пропорциональное среднему значению произведения.

Сигнал, пропорциональный значению массы (расхода) дроби за усредненное время, снимается с выхода схемы деления 5, а с выхода схемы умножения 6 - напряжение, пропорциональное значению кинетической энергии . Оба сигнала поступают на вход индикатора 7.

Таким образом фиксируются следующие параметры: скорость потока с выхода преобразователя частота-напряжение 4, расход дроби c выхода схемы деления 5, импульс силы с выхода детектора 8, кинетическая энергия потока с выхода схемы умножения 6.

Анализом пульсации (модуляции) выходного сигнала измерительного преобразователя от воздействия потока дроби установлена прямая зависимость частоты пульсаций (модуляций) от скорости вращения рабочего колеса дробеметного аппарата и числа рабочих лопастей колеса. Это позволяет с помощью устройства, пользуясь только одним измерительным преобразователем, измерять такие параметры потока дроби, как импульс силы и кинетическую энергию потока, скорость полета дроби и ее расход, что дает возможность вести постоянный дистанционный контроль режимов упрочняющей обработки и контроль работы дробеметной установки.

Устройство для измерения параметров потока дроби, содержащее первичный преобразователь, усилитель, детектор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено амплитудным детектором, преобразователем частота-напряжение и схемами деления и умножения, причем выход амплитудного детектора соединен с входом преобразователя частота-напряжение, один из входов каждой схемы деления и умножения связан с выходом амплитудного детектора, а второй вход связан с выходом преобразователя частота-напряжение, при этом выходы амплитудного детектора, преобразователя частота-напряжение, схем деления и умножения соединены с входами индикатора.

Устройство для измерения параметров потока дроби, содержащее первичный преобразователь, усилитель, детектор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено амплитудным детектором, преобразователем частота-напряжение и схемами деления и умножения, причем выход амплитудного детектора соединен с входом преобразователя частота-напряжение, один из входов каждой схемы деления и умножения связан с выходом амплитудного детектора, а второй вход связан с выходом преобразователя частота-напряжение, при этом выходы амплитудного детектора, преобразователя частота-напряжение, схем деления и умножения соединены с входами индикатора.