Устройство для регистрации роста трещин в образце Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 G01N3/32 

Фь 4

Изобретение относится к области исследований сопротивления материалов развитию усталостных трещин при циклическом нагружении.

Целью изобретения является повышение точности измерений, надежности устройства и расширение его технологических возможностей за счет ограничения зоны чувствительности устройства и осуществления покадрового измерения координат вершины трещины,

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит телевизионный датчик 1, дискриминатор 2, входом соединенный с выходом телевизионного датчика 1, ведеоконтрольный блок 3 (ВКБ), входом соединенный с первым выходом дискриминатора 2, блок 4 синхронизации, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом телевизионного датчика 1, первый элемент И 5, первый вход которого соединен с вторым выходом дискриминатора 2, второй элемент И 6, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 5, а второй - с вторым выходом блока 4 синхронизации, третий элемент И 7, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 5, генератор 8 импульсов, выходом соединеиньш с вторым входом третьего элемента И 7, первый, второй и третий блоки 9-11 элементов И, элемент 12 задержки, вход которого соединен с кадровым выходом блока 4 синхронизации, а выход - с первыми входами первого и второго блоков

9и 10 элементов И, первый и второй реверсивные счетчики 13 и 14, счетные входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов И 6 и 7, информационные входы соединены соответственно с выходами первого и второго блоков 9 и

10элементов И, а входы сброса соединены соответственно с кадровым выходом блока 4 синхронизации и выходом второго элемента И 6, сумматор 15, выходом соединенный с вторым входом первого блока 9 элементов И и с вторым входом третьего блока 11 элементов И, первый, второй и третий задат- чики 16-18 кода, при этом первый и второй задатчики 16 и 18 кода соединены выходами соответственно с вторым входом второго блока 10 элементов И,

с первым информационным входом сумма0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тора 15, второй информационный выход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика 13, первый, второй и третий компараторы 19 и 21,при этом первый вход первого компаратора 19 соединен с выходом второго реверсивного счетчика 14, первые входы второго и третьего компараторов 20 и 21 соединены, соответственно, с прямым и инверсным выходами второго за- датчика 17 кода, а вторые входы соединены с выходом первого реверсивного счетчика 13, первый и второй триггеры 22 и 23, при этом вход первого триггера 22 соединен с выходом третьего элемента И 7, а выход - с третьим входом третьего элемента И 7, первый и второй входы второго триггера 23 соединены соответственно с выходами второго и третьего компараторов 20 и

21,а выход - с вторым входом первого элемента И 5, регистр 24, информационным входом соединенный с выходом второго реверсивного счетчика 14, формирователь 25 интервала, вход которого соединен с выходом первого триггера

22,а прямой и инверсный выходы соединены соответственно с управляющим входом первого компаратора 19 и с управляющим входом регистра 24, блок 26 вывода данных, первый информационный вход которого объединен с первым входом третьего блока 11 элементов И и управляющим входом сумматора 15 и соединен с выходом первого компаратора 19, а второй информационный вход объединен с вторым входом первого компаратора

19 и соединен с выходом регистра 24, вычислительный блок 27, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходом третьего блока 11 элементов И и с выходом регистра 24, а первый выход соединен с управляющим входом блока 26 вывода данных, и привод 28 телевизионного датчика. Кинематически связанный с телеви- зионньм датчиком 1, а входом соединенный с вторьм выходом вычислительного блока 27.

Устройство работает следующим образом.

Начало развертки начинается с появления кадрового импульса блока 4 синхронизации, который синхронизирует работу телевизионного датчика 1 с соответствующими элементами

3

устройства и предварительно обнуляет первый реверсивный счетчик 13. Затем блок 4 синхронизации вырабатывает строчные синхроимпульсы, ко- торые через второй элемент И 6 поступают на счетный вход первого реверсивного счетчика 13, текущее информационное состояние которого определяет положение развертываю- щего луча по оси ординат. Положение развертывающего луча по оси абсцисс определяется информационным состоянием второго реверсивного счетчика 14 путем подачи на счетный вход этого счетчика импульсов с генератора 8 импульсов через третий элемент И 7, при этом в начале каждой строки происходит обнуление второго реверсивного счетчика 14 строчными импульсами, поступающими с выхода блока 4 синхронизации через второй элемент И 6 на вход сброса второго реверсивного счетчика 14.

Поскольку начало координат раст- ра разверстывающей системы находитс в верхнем левом углу кадра, что является неудобным для измерения координат точек изображения, то начало координат смещается в середи- ну правой части растра в соответствии с соотношением

у - п k(x - m),

где пит- координаты этого центра координат.

Координаты пит задаются цифровым кодом регистра 24 и второго за- датчика 17 кода. Для повьшения помехоустойчивости зону чувствительности устройства ограничивают пространством вокруг абсциссы, вдоль которой распространяется тpёщинaj зона чувствительности задается цифровым кодом второго задатчика 17 кода посредством сравнения этого числа с текущим значением ординат.В результате формируется сигнал, управляющий прохождением видеоимпульсов в устройство.

Для этого код числа второго задатчика 17 кода в положительных и отрицательных значениях подается на первые входы соответствующих второго и третьего компараторов 20 и 21, на вторые входы которых подается текущее значение ординат, формируемое числовым кодом первого реверсивного

- 5 0

5 О

5

0

5

0

5

счетчика 13. С выходов второго и третьего компараторов 20 и 21 сигналы сравнения подаются на соответствующие входы второго триггера 23, в результате чего он запускается от компаратора 20, затем сбрасывается от компаратора 21. Таким образом, на входе второго триггера 23 формируется временное окно, т.е. сигнал разрешения, подаваемый на вход первого элемента И 5. Это временное окно определяет время открытого состояния первого элемента И 5, позволяющего пропускать видеосигнал с выхода дискриминатора 2 на один из входов первого элемента И 5, Так как этот сигнал на выходе первого элемента И 5 инвертируется, то в случае появления видеосигнала на выходе дискриминатора 2 в период времени, соответствующий временному окну, он является запрещающим для второго и третьего элементов И 6 и 7 и прерывает режим счета первого и второго реверсивных счетчиков 13 и 14, фиксируя координаты зарегистрированного видеосигнала вер- щины трещины.

В случае отклонения трещины в направлении нижней части экрана возможно фиксирование координат боковой точки трещины, приводящее к ошибочным результатам. Для исключения этого в устройство введен в качестве буферного элемента регистр 24, запоминающий предыдущее значение координаты по оси абсцисс. Это значение сравнивается в первом компараторе 19 с последующим значением координаты.В случае превышения последующего значения над предыдущим с выхода компаратора 19 выдается управляющий сигнал, используемый в блоке 26 вывода данных для регистрации координат, в третьем блоке элемента И 11 ив сумматоре 15. Информация о координатах верщины трещины X и Y с выходов буферного регистра 24 и сумматора 15 подается на информационные входы вычислительного блока 27, где вычисляются длина, скорость и угловые отклонения трещины и вырабатываются управляющие сигналы для привода 28 телевизионного датчика 1, а также для коррекции информации и фиксации данных в блоке 26 вывода данных. Формула изобретения

Устройство для регистрации роста трещин в образце, содержащее тслевизнойный датчик, дискриминатор, вход которого соединен с выходом телевизионного датчика, видеоконтрольный блок, вход которого соединен с пер- вым выходом дискриминатора, блок синхронизации, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом телевизионного датчика, генератор импульсов, первый компаратор, блок вывода данных, первый информационный вход которого соединен с выходом первого компаратора, вычислительный блок первый выход которого соединен с управляющим входом блока вывода данных и привод телевизионного датчика, кинематически связанный с телевизионным датчиком, при этом вход привода телевизионного датчика соединен с вторым выходом вычислительного блока отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, надежности и расширения технологических возможностей, оно снабжено первым элементом И, первый вход которого соединен с вторым выходом дискриминатора, вторым элементом И, первый вход которого сЪединен с выходом первого элемента И, а второй - с вторым выходом блока синхронизации, третьим эле- ментом И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, а второй вход - с выходом генератора импульсов, первым, вторым и третьим блоками элементов И, при этом выход третьего блока элементов И соединен с первым информационным входом вычислительного блока, а первый вход соединен с выходом первого компаратора, элементом задержки, вход которого соединен с кадровым выходом блока синхронизации, а выход - с первыми входами первого и второго блоков элементов И, первым и вторым реверсивными счетчиками, счетные входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов И,информационные входы соединены соответственно с выходами первого

5 О 0

5

и второго блоков элементов И, а выходы сброса соединены соответственно с кадровым выходом блока синхронизации и выходом второго элемента И, сумматором, управляющий вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с вторыми входами первого и третьего бло-. ков элементов И, первым, вторым и третьим задатчиками кода, при этом выходы первого и третьего задатчи- ков кода соединены соответственно с вторым входом второго блока элементов И и с первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, вторым и третьим компараторами, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго задатчика кода, а вторые входы соединены с выходом первого реверсивного счетчика, первый вход первого компаратора соединен с выходом второго реверсивного счетчика, первым и вторым триггерами, при этом вход первого триггера соединен с выходом третьего элемента И, а выход - с третьим входом третьего элемента И, первый и второй входы второго триггера соединены соответственно с выходами второго и третьего компараторов, а выход - с вторым входом первого элемента И, регистром, информационный вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, а выход соединен с вторым входом первого компаратора, вторым информа- ционньм входом блока вывода данных и вторым информационным входом вычислительного блока, и формирователем интервала, вход которого соединен с выходом первого триггера, а прямой и инверсный выходы соединены соответственно с управляющим входом первого компаратора и с управляющим входом регистра.

Изобретение относится к исследованиям сопротивления материалов развитию усталостных трещин при циклическом нагружении. Целью изобретения является повышение точности измерений, надежности устройства и расширение его технологических возможностей за счет ограничения зоны чувствительности устройства и осуществления покадрового измерения координат вершины трещины. С помощью телевизионного датчика 1 осуществляется совмещение начала координат координатной системы с началом надреза, чтобы текущая длина трещины и координата вершины трещины совпадали; начало координат помещается при этом в правую часть растра. Информация о координатах активно образующейся части трещины поступает после обработки в вычислительный блок 27 и используется для вычисления параметров трещины и формирования команд управления приводом 28 телевизионного датчика. В процессе обработки информации осуществляется ограничение зоны чувствительности путем формирования временного окна, что приводит к повышению помехоустойчивости и сокращению необходимого для работы устройства объема памяти и позволяет расширить диапазон измеряемых параметров трещины. 1 ил. с