Устройство для контроля механических напряжений Советский патент 1986 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к методам еразрушающего контроля и может быть спользовано для определения напряенно-деформированного состояния элеентов металлических конструкций. 5

Целью изобретения является повыение достоверности контроля за счет проведения измерений на различной глубине от поверхности контролируемого материала,10

На чертеже приведены структурная схема устройства для контроля механических напряжений

Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1 тактовых is импульсов, делитель 2, полосовой фильтр 3, аттенюатор 4, фазорасш,епитель 5, усилители 6 и 7 горизонтального и вер-тикального отклонения и электронно-лучевой индикатор З Уст- 20 ройство содержит также соединенные последовательно блок 9 управления частотой генератора, генератор 10 импульсов заполнения, делитель 11, генератор 12 импульсов, К-тактовьй 25 регистр 13, К усилителей 14.1-14,К мощности. К-обмоток 15,1-15,К возбуждения преобразователя, измерительную обмотку 16 преобразователя, усилитель 17, детектор 18, фильтр 19, аналого- 30 цифровой преобразователь 20, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 12 импульсов К-статическими регистрами 21.1-21,К, управляющие вховходы которых подключены к соответст- 35 вующим выходам К-тактового регистра, коммутатор 22, вход управления которого подключен к генератору 1 тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь 23, выход которого под- 40 ключен к аттенюатору 4, .

Устройство также содержит соединенные последовательно арифметический блок 24, информационные входы которого соединены с К-статическими 45 регистрами, а тактовый вход подключен к выходу переполнения К-тактовго регистра, и индикатор 25.

Устройство работает следующим образом 50

Блок 9 управления частотой генератора вырабатьшает напряжение, в зависимости от которого изменяется час- тота следования импульсов генератора 10 импульсов заполнения. Импульсы, 55 вырабатьшаемые генератором 10 импульсов заполнения, делятся вторым делителем 11 в N раз. Где И - произвольное число. Импульсы с выхода делител 11 поступают на вход генератора 12 импульсов и запускают его, С выхода генератора 12 импульсы поступают на вход К-тактового регистра 13, С выходов регистра 13 импульсы поступают на входы усилителей 14 мощности, на другие входы усилителей 14 мощности непрерывно поступают импульсы, вырабатываемые генератором 10 импульсов заполнения, при их совпадении на входе усилителей 14 мощности импульсы с выхода генератора 10 заполнения усиливаются и поступают на соответствующую обмотку 15 возбуждения преобразователя, установленного на поверхности изделия (не показан). Магнитный поток, созданнью каждой из К-обмоток 15 возбуждения, замыкается участком изделия, расположенным межд соответствующим полюсом возбуждения и центральным полюсом магнитоцрово- да преобразователя, вследствие чего в измеритехсьной обмотке 16 возникает ЭДС, усиливаемая с помощью усилителя 17, Поскольку величина ЭДС, наведенной в измерительной обмотке 16, пропорциональна действующем механически напряжениям, выходное напряжение на выходе усилителя 17 оказьгоается про- порциональньм искомому механическому напряжению на участке изделия по линии, соединяющей работающую обмотку 15 возбуждения и измерительную обмотку 16. Так как устройство обеспечивает автоматическое последовательное переключение обмоток 15 возбуждения, то выходной сигнал усилителя 17 повторяет форму диаграммы поля напряжений, действующих в зоне контроля изделия.

После детектирования сигналов с выхода усилителя 17 детектором 18 и фильтрации фильтром 19 сигнал поступает .на вход аналого-цифрового преобразователя 20, на управляющий вход которого приходит сигнал запуска с выхода генератора 12 импульсов. Аналого-цифровой преобразователь 20 выдает код, соответствующий величине сигнала на входе Этот код поступает на информативные входы статических регистров 21, на входы Запись с которых поступают периодически сигналы с выходов К-тактового регистра 13 При их совпадении происходит запись кода в соответствующий статический регистр 21, Код с вькода статических регистров 21 поступает одновременно на информативные входы блока 24 ариф метики и на входы коммутатора 22. На управляющий вход блока 24 поступают импульсы с выхода Переполнени К-тактового регистра 13, которые его периодически запускают. Блок 24 выполняет необходимые операции с кодами, поступающими на его вход, и вьща ет информацию на цифровой индикатор 25. Одновременно с этим на управляющий вход коммутатора 22 поступают им пульсы с постоянной частотой f с генератора 21 тактовых импульсов. В соответствии с тактовыми импульсами коммутатор пропускает коды, хранящие ся в статических регистрах на вход цифроаналогового преобразователя 23, который преобразует код, имеющийся на его входе, в пропорциональное ему напряжение, которое в свою очередь поступает на вход управления аттенюа тора 4. Импульсы с генератора 21 так товых импульсов также поступают на вход второго делителя 2, где делятся в К/2 число раз и далее поступают на вход полосового фильтра 3. Благодаря полосовому фильтру 3 на вход аттенюатора 4 поступает сигнусо- идальное колебание с частотой 2f где К/2 - коэффициент деления второго делителя 2. Коэффициент ослабления сигнала атг тенюатором 4 регулируется по управляющему входу выходным напряжением цифроаналогового преобразователя 23. Поэтому на вход фазорасщепителя 5 поступает синусоидальное напряжение, модулированное по амплитуде с глубиной, пропорциональной механическим напряжениям, действующим в зоне контроля, намагничиваемой в соответствугющие моменты времени С помощью фа- зорасщепителя 5 входной сигнал разделяется на два канала, причем разность фаз выходных сигналов данного блока составляет ТГ/2. После усиления в усилителях 6 и 7 горизонтального и вертикального отклонения эти сигналы отображаются на экране электронно-лучевого индикатора 8. Так как частота генератора 11 импульсов заполнения может изменяться в зависимости от управляющего напря- 5 жения блока 9 управления частотой генератора, появляется возможность измерения механических напряжений на различной глубине, что позволяет отстроиться от механических напряжений, действующих в поверхностном слое вследствие наклепа, и тем самым повысить точность и достоверность измерений. Частоту генератора 21 тактовых импульсов выбирают из условия обеспечения отсутствия мерцания экрана электронно-лучевого индикатора 8, что снижает утомляемость операторов и вероятность ОЩИбкИо Формула изобретения Устройство для контроля механических напряжений, содержащее генератор импульсов, последовательно соединенные первьй делитель, полосовой фильтр, аттенюатор и фазорасщепитель, усилители вертикального и горизонтального отклонений, подключенные к фазорасщепителю, и электронно-лучевой индикатор, подключенньш к усилителям горизонтального и вертикального отклонений, и соединенные последовательно К-тактовый регистр, К усилителей мощности, V.+ 1 -и полюсный преобразователь, на К периферийных полюсах которого находятся обмотки возбуждения, а на центральном -. измерительная обмотка, и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенным детектором, вход которого подключен к усилителю, фильтром, аналого-цифровым преобразователем, вход управления которого объединен с входом К-тактового регистра и подключен к генератору импульсов, К статическими регистрами, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам К-тактового регистра, коммутатором и цифроаналоговым преобразоателем, выход которого подключен к ттенюатору, генетатором тактовых имульсов, выход которого подключен к оммутатору и входу первого делителя, оследовательно соединенными блоком правления частотой генератора, генеатором импульсов заполнения, второй ыход которого подключен к тактовым ходам К усилителей мощности, и втоым делителем, выход которого подклюен к управляющему входу генератора 1мпульсов, и последовательно соеди$126358/14

ненными арифметическим блоком, ин- рои, а упряпляюшия нход соединен с формащюнные входы которого подклнг- выходом пере.полиения К--тактового речены к выходам К-статических регист- гистра и индикатора.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения напряженно-деформированного состояния элементов металлических конструкций. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет проведения измерений на различной глубине от поверхности контролируемого материала При работе устройства сигнал с измерительной обмотки 16 преобразуется в цифровой код, обрабатывается и изменяет коэффициент передачи аттенюатора 4, что позволяет производить контроль на различной глубине изделия. Одновременно сигнал фильтруется и отображается на экране индикатора 8. Так как частота генератора 11 импульсов заполнения может меняться в зависимости от управляюще- с ,, - sg го напряжения блока 9 управления ча- (Л стотой генератора, то появляется возможность измерения механических напряжений на различной глубине, 1 ил. ND О5 сл ел 00