Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/48 

Изобретение относится к измерению физико-механических свойств материалов путем вдавливания индентора и может быть использовано для неразрушаю- щего контроля твердости материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью путем введения режима колебаний индентора с

повышенной амплитудой, предшествующе- 10 стрикционного стержня 1, которая опго измерению,

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости материалов содержит магнитострикцион- ный стержень 1 с индентором 2 на конце, жестко соединенный другим концом с инертной массой 3 к через пружину 4

сжатия с корпусом 5, катушку 6 индук- 20 2 и смятие выступов микронеровностей.

тивности., охватывающую стержень 1 и соединенную с выходом усилителя 7 с регулируемым коэффициентом усиления, пьезоэлемент 8, жестко закрепленный на стержне 1, первый формирователь 9 импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя 7, схему И 10, первый вход которой соединен с выходом первого формирователя 9 импульсов, двоичный счетчик 11 на 1К-триггерах, счетный вход которого соединен с первым входом схемы И 10, инверсный выход - с ;;К-входом его первого разряда, а прямой выход - с вторым входом схемы И и с входом управления усилителя 7 с регулируемым . ко- эффициентом усиления, частотомер

12,вход которого соединен с выходом схемы И 10, а выход - с индикатором

13,проградуированном в единицах твердости контролируемого изделия 14,

В корпусе 5 установлен нормально открытый контакт 15, соединенный через формирующую цепь 16, инвертор i 17 и второй формирователь 18 импульсов со входами S сброса сех разрядов счетчика 11,

Устройство работает следующим образом.

При внедрении индентора 2 в контролируемое изделие 14 под действием силы сжатия пружины 4 при установке корпуса , 5 на поверхности изде,пия замыкается контакт 15, и на выходе второго формирователя импульсов появляется короткий отрицательный импулбс сброса, поступаняций на S входы триггеров всех разрядов двоичного счетчи25

что сопровождается изменением частоты колебаний.

После заполнения счетчика 11 на его инверсном выходе появляется напряжение логического нуля, которое, поступая на К-вход первого разряда, прекращает счет, На прямом выходе счетчика 11 при этом появляется на- I пряжение логической единицы, которое

30 переводит усилитель 7 в режим минимального усиления и отпирает схему И 10, Импульсы с первого формирователя 9 импульсов поступают на вход частотомера 12, который измеряет их часто35 соответствующую резонансной частоте магнитострикционного стержня. Эта частота определяется глубиной внедрения индентора 2 на момент окончания действия режима повьш1енной ам40 плитуды колебаний, которая в свою

очередь определяется твердостью материала контролируемого изделия 14, Поскольку теперь резонатор работает в режиме колебаний с минимальной ампли- 45 тудой, пластического течения материала не происходит, резонансная частота не меняется и проведенные измерения оказываются более точными.

50

55

Формула изобретения

Устройство Д31ЛЯ электроакустического импедансного контроля твердости материалов, содержащее корпус, магни- тострикционный стержень с индентором на конце, инертную массу, соединенную жестко с другим концом магнитострикционного стержня, пружину сжатия, взаимодействующую с инертной массой

ка 11, При этом на выходе счетчика появляется напряжение логического нуля, которое переводит усилитель 7 в режим максимального усиления и запирает схему И 10, В автоколебательном Контуре магнитострикционного стержня 1 пьезозлемент 8, усилитель 7 и катушка 6 индуктивности возникают колебания на резонансной частоте магнитоределяется глубиной внедрения индентора 2, Синусоидальное напряжение с выхода усилителя 7 поступает на вход первого формирователя 9 импульсов, с выхода которого прямоугольные импульсы поступают на двоичный счетчик 11, Р этом режиме повьш1енной амплитуды колебаний происходит плавное увеличение глубины внедрения индентора

что сопровождается изменением частоты колебаний.

После заполнения счетчика 11 на его инверсном выходе появляется напряжение логического нуля, которое, поступая на К-вход первого разряда, прекращает счет, На прямом выходе счетчика 11 при этом появляется на- пряжение логической единицы, которое

переводит усилитель 7 в режим минимального усиления и отпирает схему И 10, Импульсы с первого формирователя 9 импульсов поступают на вход частотомера 12, который измеряет их часто соответствующую резонансной частоте магнитострикционного стержня. Эта частота определяется глубиной внедрения индентора 2 на момент окончания действия режима повьш1енной амплитуды колебаний, которая в свою

очередь определяется твердостью материала контролируемого изделия 14, Поскольку теперь резонатор работает в режиме колебаний с минимальной ампли- тудой, пластического течения материала не происходит, резонансная частота не меняется и проведенные измерения оказываются более точными.

Формула изобретения

Устройство Д31ЛЯ электроакустического импедансного контроля твердости материалов, содержащее корпус, магни- тострикционный стержень с индентором на конце, инертную массу, соединенную жестко с другим концом магнитострикционного стержня, пружину сжатия, взаимодействующую с инертной массой

и кг-рпусом,. пьезоэлемент, жестко закрепленный на магнитострикционном стержне, усилитель, вход которого соединен с пьезоэлементом, катушку индуктивности, охватывающую магнито- стрикционный стержень и соединенную с выходом усилителя, частотомер, индикатор, подключенный к выходу частотомера, и контакт, установленный в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью, оно снабжено первым формирователем импульсов, вход которого соединен с выходом усилите- ля, схемой И, первый вход которой соединен с выходом первого формировате

Iff

ля импульсов, а выход - с входом частотомера, двоичным счетчиком на IK- триггёрах, счетный вход которого соединен с первым входом схемы И, а инверсный вькод - с К-входом его первого разряда, инвертором, вход которого соединен с контактом, формирующей цепью, подключенной к входу инвертора, и вторым формирователем импульсов, вход которого соединен с выходо инвертора, а выход - с входами S сброса всех разрядов счетчика, а усилитель вьтолнен с регулируемым коэффициентом усиления и его вход управления соединен с вторым входом схемы Икс прямым выходом двоичного счетчика .

С5рос

Редактор М.Товтин Заказ 5218/39

Составитель А.Паникленко

Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Изобретение относится к области измерения физико-механических свойств материалов путем вдавливания инденто- ра и может быть использовано для неразрушающего контроля твердости материалов. .Целью изобретения является повьш1ение точности измерения твердости изделий с шероховатой поверхностью путем введения режима колебаний индентора с повышенной амплитудой, предшествующего измерению. Устройство для электроакустического импедансного контроля твердости содержит а токоле- бгteльнyю систему, вьтолненную на основе магнитострикционного стержня с индентором на конце, пьезодатчика, усилителя и катушки возбуждения, систему управления, обеспечиванщую режим повьш1енной амплитуды колебаний и режим измерений, и измерительную систе- с му в виде частотомера и индикатора. Колебания индентора с 11овьш1енной амплитудой снижают шероховатость, что уменьшает ее влияние на результаты измерения, 1 ил. О С