Прибор для определения твердости Советский патент 1990 года по МПК G01N3/48 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля твердости.

Цель изобретения - упрощение конструкции за счет консольного соединения якоря индуктивного преобразователя и штока с индентором.

На фиг. 1 изображена схема прибора; на фиг. 2 - осциллограммы напряжений, характеризующих работу прибора.

Прибор содержит узел нагружения со штоком 1, взаимодействующий с ним ин- деытор 2, связанную с ним консоль 3, датчик глубины отпечатка, которым является индуктивный преобразователь, состоящий из якоря, выполненного в виде двух ферритовых колец 4, закрепленных на верхней и нижней плоскостях консоли 3 соосно с имеющимся в ней отверстием, двух катушек 5 и 6 индуктивности и корпуса, выполненного в виде двух неметаллических пластин 7 и 8, скрепленных винтом 9, соосно которому на пластинах закреплены катущки 5 и 6 индуктивности, опорную коническую втулку 10, закрепленную на нижней неметаллической

пластине 7 корпуса индуктивного преобразователя и опирающуюся на поверхность испытуемого объекта 11, возвратно- поджимную пружину 12, взаимодействующую с консолью 3 и корпусом индуктивного преобразователя, и блок 13 регистрации, выполненный в виде двух LC-re- нераторов 14 и 15, индуктивностями которых являются катушки 5 и 6 индуктивности индуктивного преобразователя, и соединенных последовательно балансного модулятора 16, входы которого соединены с выходами LC-генераторов 14 и 15, усилителя 17, компаратора 18, цифрового частотного детектора 19 и индикатора 20 результатов измерений.

Прибор работает следующим образом.

Механическую часть прибора устанавливают перпендикулярно контролируемой поверхности испытуемого материала. Нажимая на узел нагружения и сжимая при этом возвратно-поджимную пружину 12, производят внедрение индентора 2 в поверхность материала и перемещение штока 1 на величину деформации. При этом опорная коническая втулка 10 и корпус с

S

(Л

О5

сд сд

оо

укрепленными на нем катушками 5 и 6, симметрично расположенными относительно ферритовых колец 4 на консоли 3, остаются строго фиксированными относительно поверхности испытуемого материала, торцовая плоскость нижнего ферритового кольца, обращенная в сторону индентора 2, приближается к соответствующей обмотке катущки 6 и увеличивает ее индуктивность, а индуктивность катущки 5 при удалении от нее противоположной торцовой плоскости верхнего ферритового кольца уменьщается.

В исходном состоянии катущки 5 и 6 имеют одинаковую индуктивность, а LC-re- нераторы дают переменные напряжения одинаковой частоты, например ,5 МГц. При максимальной величине контактной деформации металла под нагрузкой на выходе первого LC-генератора за счет увеличения индуктивности катущки 6 формируется сигнал минимальной частоты например 6 МГц (фиг. 2а), а на выходе второго LC-генератора - сигнал максимальной частоты U.f.ot например 7,0 МГц (фиг. 26). Оба сигнала подаются на входы балансного модулятора 16, на выходе которого формируется сигнал разностной частоты Ufif Ufoir-Uj o (фиг. 2в), который пропорционален величине невосстановленной деформации металла. Далее разностный сигнал усиливается линейным усилителем 17, преобразуется компаратором 18 в последовательность импульсов определенной амплитуды, длительность которых пропорциональна разности частот генераторов в каждый момент времени при осуществлении деформации материала индентором

5

(фиг. 2г), и подается на вход цифрового частотного детектора 19, на выходе которого получают сигнал, пропорциональный глубине внедрения (фиг. 2д).

При максимальной глубине внедрения в момент времени {щ сягкал им1цс(фиг. 2д) с детектора 19 поступает и запоминается индикатором 20 результатов измерений. После окончания внедрения индентора с помощью возвратно-поджимной пружины 12

0 происходит возврат узла .нагружения в исходное положение.

Определение твердости по глубине внедрения с помощью предлагаемого прибора осуществляется следующим образом. Сначала на месте испытания объекта производят контактное деформирование и измерение глубины внедрения в поверхность эталонного бруска h:, с известными- механическими свойствами, а затем производят такое же действие на поверхности

0 испытуемого материала (объекта) и фиксируют величину Ь„. Величину искомой твердости металла (или уровня прочностных свойств) определяют по отнощению зависимости от известных свойств

(например, твердости) эталонного бруска. 5

Формула изобретения

Прибор для определения твердости, содержащий узел нагружения, взаимодействующий с ним индентор, связанную 0 с ним консоль, датчик глубины отпечатка в виде индуктивного преобразователя, соединенного с консолью, и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, с консолью жестко связан якорь индуктивного преобразователя.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля твердости. Цель изобретения - упрощение конструкции за счет консольного соединения якоря индуктивного преобразователя и штока с индентором. Узел нагружения прибора производит внедрение индентора в испытуемый объект. Перемещение индентора посредством консоли передается якорю индуктивного преобразователя, вырабатывающему сигнал, пропорциональный глубине внедрения. 2 ил.

ФиЗ.7

а

Я2

v

Wb