Устройство для неразрушающего контроля изделий Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля изделий сложной геометрической формы, и абразивного инструмента методом свободных колебаний с возбуждением колебаний при помощи удара.

Цель изобретения - повьш1ение надежности и достоверности результатов контроля изделий з.а счет исключения колебаний, связанных с переходными процессами при ударе, и всех водов собственных колебаний изделия, кроме колебаний рабочей моды.

На фиг. 1 представлена .структурная схема устройства для неразруша- ющего контроля изделий; на фиг. 2 - временные диаграмкв 1, поясняющие работу устройства. .

Устройство для неразрушающего контроля изделий содержит последова- тельно соединенные приемно-усилитель- ный блок 1 и формирователь 2 импульсов, последовательно соединенные первый селектор 3, счетчик 4 N периодов, второй селектор 5, цервый счетчик 6 и цифровой индикатор 7, подключенный к второму входу второго селектора 5, кварцевый генератор 8 и блок 9 запуска, соединенный с выходом приемно-усилительного блока I, третий 10, четвертый 11, пятый 12, шестой 13, седьмой 14, восьмой 15, девятый 16, десятый 17 и одиннадцатый 18 селекторы, счетный триггер 19, хронизатор 20, первый 21 и второй 22 триггеры, второй 23, третий 24 и Четвертый 25 счетчики, блок 26 сравнения

пв

1А

кодов и схему 27 ИЛ1, информационный вход третьего селектора 10 подклточен

,к выходу формирователя 2 импульсов, выкод его соедашен с ж}формационнь - ми входами первого 3, четвертого 1 и пятого I2 селекторов, счетного триггера 9 и хронизатора 20, выход четвертого селектора 5 подключен к управляющему входу шестого селекто- ра 13э выход пятого селектора 12 подключен к управляющему входу седьмого селектора 14, выход шестого селектора 13 подключен к счетному -входу -второго счетчика 235 выход седьмого се- лектора 4 подключен к счетному вхо ду третьего счетчика 24, выходы вто- |юго 23 и третьего 24 счетчиков подключены к соответствующим входам блока 26 сравнения кодов, выход равенст- ва кодов которого подключен к управляющему входу восьмого селектора 5j а выход неравенства кодов подключен к управляющему входу девятого селектора 165 выход восьмого селектора 15 подключен к счет-ному входу-четвер- того счетчика 25 выход девятого селектора 16 подключен к первому входу схемы. 27 HJMs выход схемы ИЛИ подключен к входу установки нуля чет- вертого -счетчика 25, выход последнего подключен к входу второго тригге.- .ра 22, выходом подключенного к управляющему входу первого, селектора 3,- прямой выход счетного триггера 19 подключен к управляющие входам чет вертого II и десятого 17 селекторов, инверсный выход счетного триггера 19

подключен к управляющим входам пятого 12 и одиннадцатого 18 селекторов, первьй выход хронизатора 20 подключен к информационным входам восьмого 15 и девятого 16 селекторов S второй вы ход хронизатора 20 подключен к информационным входам десятого 17 и одиннадцатого 18 селекторов, выход десятого селектора Г7. подключен к входу установки в нуль второго счетчика 23, выход одиннадцатого селектора 18 подключен, к входу установ- ки в нуль третьего счетч1геа 24, ход кварцевого генератора 8 йодключен к входам шестого 13 и седьмого 14 селекторов выход счетчика 4 N перно доз подключен к входам установки в нуль первого 21 и второго 22 триг геров, выход блока запуска подключен к входу первого триггера 21, второму входу схемы 27 ИЛИ и входу уста1

новки в нуль первого счетчика 6, а выход первого триггера 2 подкл -- чей к управляющему входу третьего селектора 10,

Устройство работает следующим образом. .

При нанесении удара по поверхности испытуемого изделия в нем возникают механические колебания, которые воспринимаются приемно-усилительным блоком 1. После усиления сигнал подается на формирователь 2 импульсов и на блок 9 запуска. Формирователь 2 импульсов формирует из принятого сигнала прямоугольные импульсы, удобные для дальнейшей обработки, которые подаются на третий селектор 10. Если входной сигнал превьщ1ает пороговьй уровень Uj,, то блок 9 запуска выра- батьшает прямоугольный импульс, который -устанавливает в положение О первый счетчик 6 и через схему 27 ИЛИ, четвер:ть й счетчик 25 импульсов, а также устанавливает в положение II первый триггер 21, который, в свою очередь, открьшает третий се- лектор 10.. Счетный триггер 19-делит входную частоту на два и своими -выходами поочередно открьтает селекторы П, 17 и 12, 18„ Хронизатор 20 с окончанием каяодого полупериода формирует два коротких импульса, первый . из которых поступает на селекторы 15 и J6 и служит для анализа сигналов блока 26 сравнения кодов, второй - на Селекторы 17 и 18 для поочередного сброса счетчиков 23 и 24 в нуль. Злок 26 сравнениякодов сравнивает цифровые значения со счетчиков 23 и

24и выдает сигнал лог. Г на селектор 15 и сигнал лог. О на селектор 16, если разница этих значений .находится в пределах допуска погрешностей (практически t 2 единицы младшего разряда), и наоборот. Счетчик 25 импульсов подсчитывает,импульсы е селектора 15 и сбрасьшается в О импульсами

с селектора 16 через схему 27 -ИЛИ. С приходом на счетный вход счетчика

25подряд трех (шш более, по выбору импульсов5, на выходе счетчика появляется уровень лог, , который устанавливает триггер 22 в единицу. Триггер 22j в свою очередь, открывает селектор 3, и, тем самым, дает раз- разрешение на измерение длительности

N периодов главным счетчиком 6. По окончании измерения счетчик 4 N пе IA611

рмодов устанавливает триггеры 22 и

21 в исходное состояние.

Предположим, что с приходом второго полупериода с выхода селектора 10 счетньй триггер 19 находится в таком состоянии, при котором селекторы И и 17 закрыты, а 12 и 18 открыты (см. фиг, 2 в, д). В этом слу- ,д чае измеряемый сигнал через селектор 12 открывает селектор 14, и частота кварцевого генератора 8 заполняет счетчик 24 соответственно длительности ,второго полупериода (см, is фиг. 2 а, е, л). По окончании второго полупериода счетный триггер 19 переключается, тем самым открывает селекторы ,а12и18 закрывает (ск. фиг. 2. в, д)ц После этого20 хронизатор 20 вьщает короткий импульс на селекторы 15 и 16 (см. фиг. 2 ж) .- Так как разница цифровых значений на счетчиках 23 и 24 не находится в пределах допуска , то на входе управ- 25 ления електора 15 присутствует лог. О, а на входе селектора 16 лог. 1 и импульс от хронизатора 20 через селектор 16 и схему 27 ИЛИ приходит на вход уст. О счетчика 25 импуль- ЗО сов (см. фиг. 2 н, п). Далее хронизатор 20 через открытый селектор 17 коротким импульсом с второго вьссода устаназливает счетчик 23 в О (см. фиг. 2 3,к). Третий полупериод входного „ сигнала, пройдя через открытый селектор П, открьюает селектор 13, и частота кварцевого генератора 8 заполни- ет счетчик 23 соответственно дли- тельности третьего полупериода (см. 40 фиг. 2 а, г, м). По окончании третьего полупериода счетный триггер 19 переключается, тем самым открьшает селекторы 12, 18, а селекторы П и 17 (см. фиг. 2 в, д). После этого 45 хронизатор 20 вьщает короткий импульс на селекторы 15 и 16 (см. . фиг. 2 ж). Если разница цифровых значений на счетчиках 23 и 24 не находится -в пределах допуска, то на .вхо- gQ де селектора 15 присутствует .О, на входе селектора 16 - лог. 1, и мпульс от хронизатора 20 через сеектор 16 и схему 27 ИЛИ приходит на ход уст. О счетчика 15 (см. 55 иг. 2 н, п). Далее хронизатор 20 ерез открытый селектор 18 коротким отульсом с второго выхода устанавивает счетчик 2А в О (см, фиг. 2 и)..

.

н н н те ту сб

ет но ро те ба го со ко

81

По окончании шестого Нол териода, например, разница цифровых значений на счетчиках 23 и 24 находится в пре пределах допуска и на входе селектора 15 присутствует лог. 1, а на входе селектора 16 - лог. О, н импульс от хронизатора 20 через селектор 15 сдвигает счетчик 25 на единицу (см. фиг. 2 н, о). После анализа .седьмого и восьмого полупериодов счетчик 25 сдвинется еще на две единицы и на его выходе появится лог. 1, установит в I триггер 22, а он, в свою очередь, откроет селектор 3 (см. фиг. 2 н, о, р). Входной сигнал через селектор 3 поступит на счетчик 4 N периодов, которьй после формирования длительности импульса, равного N -периодам вxoднo o сигнала, установит триггеры 22 п 21 в исходное состояние (см, фиг. 2 с, у). Частота кварцевого генератора 8 заполняет через селектор 5 главньпЧ счетчик 6 в течение длительности импульса, равного N периодам входного сигнала и по его окончании результат измерения в цифровом виде высве11ива- ется и сохраняется на индикаторе 7 до следующего измерения.

Из сказанного следует, что устройство сравнивает длительности полупериодов принятого сигнала, второго с третьим, третьего с четвертым н т.д. и только при наличии трех (или более, по выбору) подряд одинаковых по времени полупериодов производит измерение.

Примером конкретного использования предложенного устройства может служить измерение собственных колебаний изделий из полимерных материалов сложной геометрической формы. Изменение в широких пределах номенклатуры изделий, состава материала, характеристик ударных устройств, температуры изделий практически не вызывает сбоев при измерении.

Таким образом, устройство позволя- , ет повысить надежность и достоверность результатов измерения при контроле методом свободных колебаний путем автоматического исключения колебаний, вoзниkaющнx за счет переходного процесса при ударе, И всех видов собственных колебаний изделия,кроме колебаний рабочей моды.

о мула изоб

р е т е н и я

Устройство для неразрушающего контроля изделий, содержащее последова- t тельно соединенные пркемно-у силитель- ный блок и формирователь импульсов, последовательно соединенные первый селектор, счетчик N периодов, второй селектор первый счетчик и цифровой jg индикатор,, подклгоченньй к второму входу второго селектора кварцевый генератор и блок запуска, соединенный с выходом приемно-усипительного блока, отличающееся тем, 15 что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено третьим, пятым, шестым, седьмым, восьмью, девятым, десятым, одиннадцатым селёкто ра- ми, счетньмй триггером, хронизатором,20

первым и вторым триггерами, вторым, /третьим и четвертым счетчиками, блоком ср авнения кодов и схемой ИЛИ, информационный вход третьего селектора подключён к выходу формирователя им- 25

пульсов, вызсод его соединен с инфор- мационньми входами первого, четверто- ;ГО и пятого селекторов, счетного триггера и хронизатора, вькод четвертого селектора подключен к управляю- ,„ Ц«ему дходу шестого селектора, выход пятого селектора подключен к управляющему входу седьмого селектора, выход шестого селектора подключен к счетному входу второго счетчика, вы- код седьмого селектора подключен к счетному входу третьего счетчика, выходы второго и третьего счетчиков

подключены к соответствующим входам блока сравнения кодов, выход равенст35

tjg 15 20

25

,„

5

на кодов которого подключен к управляющему входу восьмого селектора, а выход неравенства кодов подключен к yпpaвля 0lne ty входу девятого селекто- ра, вьгход восьмого селектора подклю- чен к счетному входу четвертого счетчика, выход девятого селектора подключен к первому входу схемы ИЛИ, выход схемы ИЛИ подключен к входу установки нуля четвертого счетчика, выход последнего подключен к входу второго триггера5, выходом подключенного к управляющ,ему входу первого селектора, прямой выход счетного триггера подключен к управляющим входам четвертого и десятого селекторов, и {версный выход счетного триггера под- подключен к управляющим входам пятого и одиннадцатого селекторов, первый выход хронизатора подключен к инфор- мацион1а1М входам восьмого и девятого селекторов, второй выход хронизатора подключен к информационньм входам десятого и одиннадцатого селекторов, выход десятого селектора подключен к входу установки в нуль второго счетчика, вьпсод одиннадцатого селектора подключен к входу установки в нуль третьего счетчика, выход кварцевого генератора подключен к входам шестого и седьмого селекторов, выход счетчика N периодов подключён к входам установки в нуль первого и второго триггеров, выход блока запуска подключен к входу первого триггера, второму входу схемы ИЛИ и входу установки в нуль первого счетчика, а вьгход первого триггера подключен к управляющему входу треть его селектора.

Устройство для неразрушающего контроля изделий относится к области шсустического резонансного контроля качества изделий методом свободньк колебаний с возбуждением колебаний при помощи удара. Цель изобретения - повьшение надежности и достоверности результатов контроля -изделий за счет исключения колебаний, связанных с переходными процессами при ударе и всех видов собственных колебаний изделия, кроме колебаний рабочей моды. Для этого после нанесения удара по поверхности испытуемого изделия устройство сравнивает длительности полупериодов принятого сигнала - второго с третьим, третьего с четвертым, и т.д., и только, при на-, личии трех (или более, по выбору) подряд одинаковых по времени полу-- периодов производит измерение. 2 ил.

Фие.2

Составитель Г. Мак-симочкин Редактор 0. Юркова Техред М.Дидык Корректор,Н. Король

Заказ 3327 У

Тираж 504

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное