Акустическое устройство для измерения напряжений в металлоконструкциях Советский патент 1989 года по МПК G01B17/04 G01L1/00 

(Л

4

СО

со

31499

что в КО Г1)ОЛИру1 -МЫП МЯ ТГ-1)11ПЛ , МРТПЛ. юкорд, г г а тор а 6 вотбуждаю1цих имг1у,тп, излучают акустический импульс, принимают акустические сигналы, П)(М 1ед чие через контролируемнй оПт.с-кт, и с помо(г,к ичмерителя 8 интервалов времени И шряют фазу одного из прр1;од(}в приняч ото сигнала, .ruiHeii- но связатгнук с измеряемым парамет- ром. Heiiocpp;ii Ti-;eirHcT измеряемая величина измг -иенич ф,-;зм представляет гобоГт (|1,1ктим1ч и ih;i 1оиые искажения в принятмм (Ч1гип,г;г . :вп- 11ика1 111 иг в рез лг-гате сложения различных мод колебаний при прикладывании усидия с - контролируемо нити металлокорда. Так как эпа величина используется в качестве иж юрмативного параметра, исключается ои)бка, спязаииая с ука- гЬазовыми искажениями, т.е. IIOBI 1)ается точность измерений. Выбор ин()ормативного периода в принятом сигна. осу иествляется в ходе предва- градуировки с помощью Индикатора 5 с электронно-лучевой труб- . 2 ил .

Изобретение относится к акустическим измерительным приборам и средствам контроля качества изделий и может использоваться при измерении напряжений в металлоконструкциях и усилий в нитях металлокорда. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения ошибок, связанных с фазовыми искажениями в принятых акустических сигналах. Цель достигается тем, что в контролируемый материал, металлокорд, с генератора 6 возбуждающих импульсов излучают акустический импульс, принимают акустические сигналы, прошедшие через контролируемый объект, и с помощью измерителя 8 интервалов времени измеряют фазу одного из периодов принятого сигнала, линейно связанную с измеряемым параметром. Непосредственно измеряемая величина изменения фазы представляет собой фактически фазовые искажения в принятом сигнале, возникающие в результате сложения различных мод колебаний при прикладывании усилия с контролируемой нити металлокорда. Так как эта величина используется в качестве информативного параметра, исключается ошибка, связанная с указанными фазовыми искажениями, т.е. повышается точность измерений. Выбор информативного периода в принятом сигнале осуществляется в ходе предварительной градуировки с помощью индикатора 5 с электронно-лучевой трубкой. 2 ил.

Изобрете ; е о юсится к акустичес- измерительным приборам и средст- Т чштрол - lчoc вa изделий и мо- - :ет игт С :м5 1 Ь ат1.. ч )i змере}{ И ряжени; 13 мет члиоконс-грукп,ях и ycviли ч нитях металлокорда.

Цель 1311бретепия - повьппение точ- юс ги измерг1( ряжеиит н конструкциях с мета;тло сор,Г1ом за счет cклK -ie П я , с 5яза1 ных с фазо- вь искажениями р рииятых акусти- ческих ,-.х ,

lia . : 51 ;1старлена блок-схема акустическо Т1 yf тройства для 1- змере- ни; (-Та Л локо рда ; на

фиг . 2 - Т Г -1- 41 I ,. И.И.ЧЮС ) фуЮ

у - - I рп1Ч ч,,| .

Л- i/i Tii4ri-iv :i - i roik TBo содержит С П хро 1И (j 1 |)з, 1уча1п|гий э.аектро- aKyrT i ecKH г:р - Т 1 oiiai ejib 2 и п(- следователт-,но г ппдинепнью 11рием1гый электрсак ст чест иГ реобразователь 3 усили елг Т ,атор 5 с олектрон но-п.учевой Tp vf Tvo (не показана) , вход запука К ттирого подключен к си1(Х1эоН ча ора 1, генератор

6возГ1л., импульсов, вход кото- рот о п( к выходу синхронизатора , а выход - F входу из.уча 1П1его электроакустич1:-ског о преобразователя 2. последовательно соединенные линию

7заде1гн;ки, которой подключен

к второму ХОДУ 1пдикатора 5, и измеритель 8 1И горпалпр времени, второй .зход ()р(то (,1дключен к выходу усилите 1я Л, вход .линии 7 задержки

подк11ючеп к синхронизатора 1 , излvnr, UHr и ,п 3 электроакус- Tiriei r le гр:- .:1бра 1п - атели снабжены звук.. 1а 1 1 ) и 0 соответствен

5

0

д

0

5

но, выполненными гибкими и предназ- )1аченными для акустической связи с контро.лируемой нитью металлокорда.

Кроме того, на фиг.1 показаны конт- ро.лируемая нить 1 1 металлокорда ши- нь 12, в которую при сборке завулка- нитированы г 1бкие звукопроводы 9 и 10, акустичес ки связанные (припаянные) с контролируемой нитью, и кор- уса 13 и 14 электроакустических преобразователей 2 и 3, предохраняющие последние от механических преобразователей 2 и 3, предохраняющие послед- от механических повреждений и . электрических наводок, приклеенные к

Лкуст ческое устройство работает г J1 е д у о б р а 3 о м.

Синхронизатор 1 (фиг.1) вырабатывает импульсы синхронизации (фиг.2а), по переднему фронту которых осуществляются запуск развертки электроннолучевой трубки индикатора 5 и запуск генератора 6 возбуждающих импульсов и .линии 7 задержки, которая может быть вь полнена, например, в виде гене- Г/атора задержанных импульсов. Зонди- РУЮ1ЧИЙ имнульс с вых(;да генератора 6 ( фиг.26) поступает на излучающий электроакустический преобразователь 2, который ii3.4v4aeT через звукопровод 9 в контролируемую ни1ь 11 металлокорда акустический импу.пьс. Последний трансформируется в контролируемой нити, образуя совокупность различных мод колебаний (предельную, сдвиговую, поперечную изгибную и т.д.) Суммарный сигнал, полученный после приема последнего приемным элект- poaкycтичecкIfм преобразователем 3 и

51

усиления усилителем 4 (фиг.2в), имеет три основные характерные составляющие, отличающиеся амплитудой и фазой. Опытным путем при проведении градуировочных испытаний выбирается один из периодов п)инятого сиг иала, фаза которого линейно связана с измеряемым параметром. Изменяя величину задержки синхроимпульса с помощью линии 7 задержки, формируют метку (фиг.2г), совггадаю1 (ую по времени с i началом выбранного периода в принятом сигнале.

Совме1чение указанной метки с началом выбранного периода осуществляют г помогаью индикатора 5 с электронно-лучевой трубкой, (например, двух- лучевой . осциллограф ) и по показаниям измерителя 8 интервалов времени, на входы которых поступают принятый сигнал с выхода усилителя 4 и сигнал- метка с выхода пчнии 7 задержки. При настройке устройства добиваются установки нулевого значения в показаниях измерителя 8 интервалов времени, после чего устройство го го}ю к работе в автоматическом режиме,.

При прикладыва1 ии усилия к контролируемой нити 1 изменяется фазовое соотношение между различными модами колебаний, возбужденных в нити, что приводит к смещению начала выбранного периода колебаний относительно метки времени (фиг.2г) на некоторую величину Т, , которая измеряется измерителем 8 интервалов времени. Об усилии в нити судят по измеренной величине с помощью предварительно построенной градуировичной зависимости, кот орая близка к линейной зависимости при использовании элект

IQ

15

n 5

0

д

5

176

роакустических преобразователей с собственной частотой 100 кГц в интервале усилий 0-20 кгс (0-200 Н).

Таким образом, применение гибких ( звукопроводов, измерителя временных интервалов и линии задержки позволяет измерять величину, отражающую фазовые искажения в при)тятом акустическом сигнале при их изменении с ростом усилия в контролируемом объекте.

Формула изобретения

Акустическое устройство для измерения напряжений в металлоконструк- пнях, содержащее синхронизатор, излу- чаюший электроакустический преобразователь и последовательно соединенные приемный акустический преобразователь, усилитель и индикатор с электронно-лучевой трубкой, вход запуска которого подключен к выходу синхронизатора, отл;1чаю1цее- с я тем, что, с целью повьпиения точности измерения напряжений в конструкциях с металлокордом, оно снабжено генератором, возбуждающих импульсов и последовательно соединенными линией задержки, выход которой подключен к второму информационному входу индикатора, и измерителем интервалов времени, второй вход которого подключен к выходу усилителя, выход синхронизатора подключен к входам генератора возбуждающих импульсов и линии задержки, выход генератора возбуждающих импульсов подключен к излyчa Ш e ry электроакустическому преобразователю, а из- лучпю1ций и приемный электроакустические преобразователи содержат звукопроводы, предназначенные для обеспечения акустической связи с контролируемой нитью металлокорда.

Фае. 2