Устройство для контроля качества изделий Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретелие относится к нераару- шающему контролю материалов и изделий с помоп- ью возбуждения и регистра- Д1-ш ультразвкуовых резонансных коле- баниз (УРК) и может быть использова- но S различных областях промьшленнос- ти для массового контроля качества изделий в форме цилиндра, втулки с осевьм отверстием и прямой многогранной призмьз из керамических и метал™ ли .че ских ма те риалов ,

Целью изобретения является повы- шейке точности и достоверности кон- тполя за счет возможности з-втоматк™

ческой корректировки сдвига резонанс- 15 лов, пифроаналоговым преобразователем 21. Корректирующий сигнал подается на первьш вход аналогового сумматора 22;. выхЬд которого подключен к третьему вход.у аналогового ком унон частоты.

Па чертеже представлена блок-схема устройства для контроля качества

ИЗГШ-ЛИЙ.

Устройство содержит последователь-20 татора 12. но соединенные генератор 1 качающей- После, наклонного желоба контролися частоты, акустически связанные пе ре1и1ющий и приемный преобразователи 2 :л 3 и блок 4 усилителейа амплитудный детектор 5, формирователь 6 строб-имщ льса, формирователь 7 временного интервала, электронный ключ 8, счет чик 9 импульсов, блок 10 ин- -дккации,. RS-триггер 1 1 и аналоговый ко-т«5утатор 12, выход .которого под- .ключен к входу генератора 1 качающейся частоты, генератор 13 модулирующего напряжения, выходы которого подключены к вторым входам КЗ-тригге ра 11 и аналогового коммутатора 125 последовательно соединенные датчик 14 перемещений и преобразователь 15 перемещение напряжение, генератор 16 эталонной частоты, выходом подключенный к второму входу электронного ключа 8, последовательно соединенные второй приемный преобразователь 17, усилитель 18 J формирователь 19 кмпул совJ второй счетчик 20 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 21 и ангиюговьй сумматор 22, второй вход которого подключен к выходу преобразователя 15 перемещение - напряжение а выход - к третьему входу, аналогового коммутатора 12, второй вход блока 1С кн гикаиди подключен к выходу генератора 1 качающейся частоты. Позициями 23 и 24 обозначены контролируекое изделие-и наклонный желоб,,

З- стройствс для контроля качества изделий работает следующим образом

Контроль ведут в два этапа. Перво- началоно для проверки наличия сколов на бокопой поверхности изделия дщя

получения сигнала коррекции эталонной частоты скатывают контролируемое изделие 23 по наклонному желобу 24. Возникающий в момент скатъшания акустический шум преобразуется в электрический сигнал преобразователем 17, затем усиливается до необходимого уровня усилителем 18, формируется по амплитуде и длительности формирователем IS имп шьсоВо С фор шрователем 19 импульсов сигнал фиксируется счет- чиком 20 импульсов и преобразуется в аналоговое напряжение , пропорциональное размеру и количеству ско

0

5

руемое изделие -23 закрепляется в зажимном приспособлении (не показано) для последующего контроля, осуществ- 5 ляемого следующим образом. Передаю-, щий преобразователь 2, на который подается переменное по частоте на- . пряжение с генератора 1 качающейся частоты, возбу7кдает через стержневые звукопроводы (не показаны) в контро- .лируемом изделии 23 механические, резонансные колебания. Последние преобразуются приемным преобразователем 3 в электрический сигнал, который поступает на вход блока 4 усилителей, в котором осуществляется необходимое усиление сигна:аа-и подавление сигналов, обусловленных откликами исследуемого образца на гармонические сос- тавля:юшие переменного напряжения генератора 1 качающейся частоты. Для этого генератор 1 качающейся частоты настраивается так, чтобы середина полосы пропускания блока 4 усилителей совпадала с текущим значением основной частоты генератора 1 качающейся частоты и изменялась синхронно с ней, Посйе усиления сигнал детек- амплитудным детектором 5, При совпаденш частоты переменного

0

0

:5

напряжения генерйтора 1 качающейся частоты ,с резонансной частотой контролируемого изделия 23, амплитуда колебаний поехседнего резко увеличивается и на для амшштудного детектора 5 появляется огибающая сигнгша в форме резонансного пика. Дале€ с вы-хода амплитудного детектора 5 скл кал подается на фop Яlpoвaтeль 6

3

строб-импульса, который выраба1Ъ1вае порожний.импульс в момент времени, соответствующий переходу частотно- изменяющегося напряжения генератора 1 качающейся частоты через максимум резонансного пика контролируемого изделия 23. В момент прихода строб- импульса формирователь 7 временного интервала формирует импульс, длителность которого пропорциональна периоду генератора 1 качающейся частоты Этот импульс Открывает электронный ключ 8, и на счетчик 9 импульсов поступают импульсы с генератора 16 эталонной частоты. Затем информации содержащаяся в счетчике 9 импульсов поступает в блок 10 индукции, в котором осуществляется индикация эталонной и резонансной частот.

Для формирования эталонной частоты к подвижному концу одного из зву- копроводов кинематически присоединен подвижный элемент датчика 14 перемещений, выход которого соединен с преобразователем 15 перемещение-напряжение. С выхода преобразователя 15 перемещение - напряжение аналоговое напряжение , пропорциональное (относительно выбранной размерной базы) величине перемещения конца подвижного звукопровода при закреплении контролируемого изделия 23, подается на второй вход аналогового сумматора 22, и далее сумма напряжений ( ) подается через анало- говьй коммутатор 12 на параметрически изменяемьй элемент в частотно-задающей цепи генератора 1 качающейся частоты. При этом на выходе генератора 1 качающейся частоты устанавливается значение скорректированной эталонной частоты, соответствующей размерам контролируемого изделия 23 с учетом сколов кромок, если таковые имеются с физико-механическими характеристиками эталонного изделия.

После индикации RS-триггер 11 подает команду, переключающую аналоговый коммутатор 12 в положение, при котором на параметрический изменяе- мьш элемент генератора 1 подается пилообразное напряжение с генератора 13 модулирующего напряжения,. За330424

тем происходит поиск резонансной частоты контролируемого изделия 23 в выбранном интервале частот.

Поскольку обнаруженные частоты ре- 5 зонансных колебаний контролируемого изделия 23 зависят с одной стороны от геометрических размеров и наличия сколов кромок контролируемого изделия 23, ас другой от наличия тращин в 10 последнем, то положение этих частот на частотной оси относительно скорректированной по сколам кромок эталонной частоты используется в качестве критерия деффектности контролиру- (5 емого изделия 23.

Формула изобретения

Устройство для контроля качества

20 изделий, содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, акустически связанные передающий и приемный преобразователи, блок усилителей, амплитудный детек5 тор, формирователь строб-импульса, формирователь временного интервала, электронный ключ, счетчик импульсов, блок индикации, RS-триггер и аналого- вьй коммутатор, выход которого под0 ключен к входу генератора качающейся частоты, генератор модулирующего напряжения, выходы которого подключены к вторым входам RS-триггера и аналогового кoм ryтaтopa, последовательно соединенные датчик перемещений и преобразователь перемещение - напряжение, генератор эталонной частоты, выходом подключенный к второму входу электронного ключа, о т л и -

чающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными вторым приемным преобразователем, усилителем, формиро- вателем импульсов, вторым счетчиком импульсов, цифроаналоговым преобразователем и аналоговым сумматором, второй вход которого подключен к выходу преобразователя перемещение - напряжение, а выход - к третьему входу аналогового коммутатора, второй вход блока индикации подключен к выходу генератора качакщейся частоты.

5

1 12 :f:f

11

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для контроля качества изделий в форме цилиндра, втулки с осевым отверстием и прямой многогранной призмы из керамических и металлических материалов. Целью изобретения является по- вьппение достоверности контроля за счет введения коррекции эталонной частоты, учитывающей, кроме .геометрических размеров, наличие сколов кромок контролируемого изделия. Для проверки наличия сколов на боковой поверхности изделия для получения сигнала коррекции эталонной частоты скатывают контролируемое изделие по наклонному желобу. Возникающий в этот момент акустический шум преобразуется в электрический сигнал преобразователем, затем усиливается до необходимого уровня усилителем, формируется по амплитуде и длительности формирователем импульсов и поступает в счетчик импульсов, где фиксируется. Далее импульсы преобразуются в аналоговое напряжение , пропорциональное размеру и количеству сколов, цифроаналоговым преобразователем. Корректирующий сигнал подается на первый вход аналогового сумматора, выход которого подключен к третьему входу аналогового коммутатора с выхода преобразователя перемепдение - напряжение. Аналоговое напряжение , пропорциональное (относительно выбранной базы) величине конца подвижного звукопровода при закреплении контролируемого изделия, подается на второй вход аналогового сумматора и далее сумма напряжений () подается через аналоговый коммутатор на параметрически изменяемый элемент в частотно задающей цепи генератора качакщейся частоты. При этом на выходе генератора качающейся частоты устанавливается значение скорректированной эталонной частоты, соответствующей размерам контролируемого изделия с учетом сколов кромок и с физико-механическими характеристиками эталонного изделия. 1 ил. ю сл ГчЭ 00 со О 4 to

i

ft L...

1 П

tF 1-..-.™4

Ills L

1

22

2

2/

3 I..... il

L...,

Ред.актор P,, Цицика

Составитель К„Леонов Техред О Гортвай

Заказ 2762/45Т краж 778Подгшсное

ВНШПИ, Государственного ко штета СССР

по делам изобретеню н откт)ьтш 113035s Москва,, Ж-ЗЗ, Раушская нае,„, д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г,Решетник