Устройство для неразрушающего контроля резонансным методом Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области нера,зрушающего контроля и может быть использовано для контроля издеЛИЙ по частотам и декрементам ихсвободных колебаний.

Цель изобретения - расширение функционсшьных возможностей устройства.

На фиг, 1 изображ ена структурная схема, устройства неразрушающего контроля резонансным жч оодом; на фиг. 2 структурная шема вычислителя-регистратора; на фиг. 3 време1 ные диаграммы, поясняющие ра7 боту равляемого генератора.

Предлагаемое устройство содержит последовательно электроакустически соединенные излучающий 1 и приемный

2преобразователи, регулятор 3 частоты и управляемьй генератор 4, последовательно соединенные частотомер 5 и вычислитель-регистратор 6, причем запускающий вход частотомера 5 соединен с вторым выходом регулятора

3частоты, два синхронных переключателя 7 и 8, два переключателя 9

и 10 и инвертор 11. Вычислитель-регистратор 6 выполнен в виде общей шины 1 2, данных шины 1 3 адресов, генератора 14 синхроимпульсов, процессора 15, блока 16,памяти, блока 17 оперативной памяти, двух буферных регистров 18 и 19, управляющего регистра 20, и индикатора 21. Процессор 15, управляющий регистр 20, два буферных регистра 18 и 19 и блок 17 оперативной памяти соединены с общей шиной 12 данных. Процессор 15, блок 16 памяти и блок 17 оперативной памяти соединены с шиной 13 адресов. Первью буферный регистр 18 соединен с блоком 16 памяти и блоком 17 оперативной памяти, индикато 21 соединен с вторым буферным регис ром 19. Выход с генератора 14 синхримпульсов соединен с вторыми входам буферных регистров 18 и 19, управляющего регистра 20 и процессора 15. Первьй синхронный переключатель 7 соединен с первым и вторым выходами управляющего генератора 4 и излучающим преобразователем 1. Второй (синхронный переключатель 8 соединен |с входом управляющего регистра 20, первый переключатель 9 - с третьим и четвертым выходами управляемого генератора 4 и входом инвертора 11. Второй переключатель 10 соединен с входом инвертора 11, выходом ин6757

вертора 11 и входом частотомера 5 и регулятора 3 частоты, выход частотомера 5 соединен с общей шиной 12 данных. Регулятор 3 частоты выполнен в виде последовательно соединенных фазового детектора 22, фиксатора 23 окончания переходного процесса и блока 24 развертки частоты, а также интегратора 25, включенного

10 между выходом детектора 22 и выходом блока 24 равертки частоты. Входы фазового детектора 22 образуют входы регулятора 3 частоты, выход интегратора 25 - первый выход, а

15 выход фиксатора 23 окончания переходного процесса - второй выход регулятора 3 частоты.

Устройство для неразрушающего контроля резонансным методом ра- .

20 ботает следующим-образом.

Управляемьй генератор 4 (фиг.З) на шервый выход подает гармонический сигнал U|, на второй выход гармонический сигнал U, на третий - прямоугольньй сигнал U,, на . четвертый - прямоугольный сигнал и. Частота сигналов одинакова, фазы и,, и U4 одинаковы, сдвиг фазы между U и U может регули- 30 роваться. Сигналы U и U синхронизованы. При определении резонансных частот первьй сихронный переключатель 7 пропускает на излучающий преобразователь 1 сигнал Ug. Резонансные частоты определяются по :фазовому признаку, согласно которому угол сдвига фаз между внешними возбуждениями и вызьшаемыми ими деформациями на резонансе равен - .

Если приемньй преобразователь измеряет скорость, угол сдвига аз равен нулю, если ускорение,угол

равен - . Поэтому необходимы перелючатели 9 и 10 и инвертор 11,

обеспечивающие синфазность сигналов, на входе регулятора .3 частоты (фиг.За, & ,1 ). Начальное значение частоты испытательного сигнала задается напряжением с выхода регулятора 3 частоты. Если частота испыта-. , тельного сигнала управляемого генератора 4 ниже резонансйой частоты контролируемого изделия, на втором

входе фазового детектора-регулятора, 3 частоты формируются импульсы отрицательной полярности, ширина которых пропорциональна измеряемой 3 один раз за период колебаний разности фаз на входах регулятора 3 частоты. Это приводит к нарастанию сигналов на входе управляемого генератора 4. В результате частота генератора 4 увеличивается до значения при котором на входах регулятора 3 часто ты сигналы окажутся в фазе. Вблизи резонансной частоты относительная длительность импульсов на выходе фазового детектора 22 оказывается меньше некоторой величины, сравнение с которой осуществляет схема 23 фиксации окончания переходного процесса Сигнал с выхода этой схемы запускает частотомер 5, который измеряет резонансную частоту или период резонан-т сных колебаний. Значение частоты в цифровом коде, записывается по команде , поступающей через второй синхронный переключатель 8. Режим определения логарифмического декремента свободных колебаний . контролируемого изделия задается включением синхронных переключателей 7 и 8 в положении, когда на излучающий преобразователь 1 подается сиг нал и .Логарифмический декремент В свободных колебаний с частотой MO систе№ 1 с вязким трением определяет ся по формуле ( 7 где (е - угол сдвига фаз между внешним возбуждением U и перемещением контролируемого изделия; W - частота установившихся вынужденных колебаний. Б режиме определения декремента автонастройка частоты управляемого генератора 4 производится на частоту to когда фазовый угол if оказывается равным arctgl (фиг. 3 г,д,е). В соответствии с вьфажением (1) величина 8 может быть вычислена . /f-i-/ -( (2) Расчет величины 6 осуществляется процессором 15 по команде с второго синхронного переключателя 8. Таким образом, устройство для неразрушающего контроля резонансным методом позволяет автоматически измерить резонансные и околорезонансные частоты изделий при различных режимах работы механоэлектрического преобразователя. Полученные значения можно использовать как показатели качества изделия. Кроме того, устройство позволяет измерять логарифмический декремент затухания и использовать его как показатель качества или технического .состояния изделия,тем самым расширяются функциональные возможности устройства.

, УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУША-ЮЩЕГО КОНТРОЛЯ РЕЗОНАНСНЫМ МЕТОДОМ, содержащее последовательно электроакустически соединенные излучающий и приемный преобразователи, регуля- : тор частоты и управляемый генератор, последовательно соединенные частотомер и вычислитель-регистратор, причем запускающий вход частотомера соединен с вторым выходом регулятора частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства. оно снабжено двумя синхронными переключателями, двумя переключате- лями и инвертором, вычислитель-регистратор выполнен в виде общей шины данных, шины адресов, генератора синхроимпульсов, процессора, блока памяти, блока оперативной памяти, двух буферных регистров, управляющего регистра и индикатора, процессор, управляющий регистр, два буферных регистра и блок оперативной памяти соединены с общей шиной данных,процессор, блок памяти и блок оперативной памяти соединены с шиной адресов, первый буферный регистр соединен с блоками памяти и оперативной памяти, индикатор соединен с вторым буферным регистром выход генератора синхроимпульсов соединен с вторыми входами буферных регистров, управляющего регистра и процессора, первый синхронный переключатель соединен с первым и вторым выходами управляемого генератора и излучающим преобразоСО Од вателем, второй синхронный переключатель соединен с входом управляюще го регистра, первый переключатель СП соединен с третьим и четвертым выходами управляемого генератора и входом инвертора, второй переключатель соединен с входом инвертора, выходом инвертора и входами частотомера и регулятора частоты, выход частотомера, соединен с общей шиной данных.