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

Изобретение относится к неразруша- ющему контролю образцов материалов и изделий с помощью возбуждения и регистрации ультразвуковых резонансных колебаний и может быть использовано в областях промышленности для массового контроля качества изделий из различных керамических, металлокера- мически : и металлических материалов в форме диск, цилиндра, втулки и т.д.

Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет использования режима самовозбуждения автоколебаний в контролируемом изде

ЛИИ.

На фиг о Т изображена структурная схема предлагаемого устройства; на

фиг. 2 - вариант вьтолнёния блока усилителей.

Устройство содержит электроакустически последовательно соединенные возбудитель (излучатель) 1 колебаний и приемник 2 колебаний, последователи- но соединенные первый датчик 3 перемещений, предназначенный для механической связи с изделием, первый преобразователь 4 перемещение - напряжение, перемножитель 5, делитель 6, генератор 7, управляемый напряжением, и блок 8 индикации, последовательно соединенные второй датчик 9 перемещения, предназначенный-для механической связи с изделием, и второй преобразователь 10 перемещение - напряжение, выход которого соединен с вторым вхоао

О)

со ю ел

20

25

31606925

дом перемножитепя 5, последовательно соединенные упругий элемент 11, предназначенный для механической связи с изделием, датчик 12 упругой деформации и преобразователь 13 деформация - напряжение, выход которого соединен с вторым входом делителя 6, последовательно соединенные блок 14 усилителей и амплитудный детектор 15, (Q выход делителя 6 соединен с первым входом блока 14 усилителей, выход последнего соединен с вторым входом блока 8 индикации, последовательно соединенные компаратор 16, аналоговый 15 ключ 17 и компрессор 18, фазовращатель 19, включенный между выходом блока 14 усилителей и возбудителем 1 колебаний, выход амплитудного детектора 15 соединен с входом компаратора 16 и вторым входом аналогового ключа 17, второй вход компрессора 18 соединен с приемником 2 колебаний, выход - с вторым входом блока 14 усилителей, а выход блока 8 индикац1яи соединен с третьим входом блЬка 14 усилителей, блок 14 усилителей выполнен из масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров 20, регистра 21 сдвига, аналогового коммутатора 22 и усилителя 23 мощности, выходы регистра 21 сдвига соединены с входами управления аналогового коммутатора 22, а его вход является третьим входом блока 14 усилителей, выходы масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров 20 соединены с входами аналогового коммутатора 22, выходы которого объединены и соединены с входом уси,га-1те- ля 23 мощности, выход которого является выходом блока усилителей, входы управления масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров 20 объединены и являются первым входом блока 14 усилителей, а информационные входы масштабно-перестраиваемых фильтров 20 объединены и служат вторым входом бло- ка 14 усилителей.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие устанавливают на первую измерительную позицию, на которой осуществляется измерение как геометрических размеров и массы, так и параметров резонансных механических колебаний в режиме самовозбуждения контролируемого изделия, которое устанавливают на блок преобразо30

35

40

45

50

55

. м ч

ник 2 и возбудитель 1. Решгм самовозбуждения реализуется с использованием блоков 14 и 19. Настройку блока 14 усилителей на требуемый частотный диапазон, отвечающий значению резонансной частоты изделия, осуществляют аналоговым- напряжением, поступающим с выхода делителя 6 на управляемый элемент перестройки по частоте полосового фильтра блока 14 усилителей. При этом частотное окно Д f полосового фильтра устанавливают на значение частоты пропускания в сТбласти

f К- -AJE/n, где К - коэффициент формы и размеров; п - плотность материала изделия; Е - модуль упругости.. Настройку фазовращателя 19 (для компенсации сдвигов фаз, возникающих в приемно-излучающей системе) осущест вляют при акустическом замыкании излучателя (возбудителя) 1 и приемника 2 и последующем подборе сдвига фаз фазовращателя 19 для устойчивого самовозбуждения. |Г1пя исключения нелинейных искажений выходного напряжения с блока 14 в петле положительной обратной связи введена задержанная автоматическая регулировка усиления (АРУ) реализованная на блоках 18, 15, 16 и 17, которая работает следуюшим образом. В ыходное напряжение с блока 14 усилителей детектируется амплитудным детектором 15. и подается на вход аналогового ключа 17 и вход компаратора 16 напряжений. При достижении уровня напряжения значения опорного напряжения компаратор 16 вырабатывает разрешающий импульс, переключающий аналоговый ключ 17 в режим линейного пропускания. При этом напряжение с детектора 15 подается на амплитудный компрессор 18, который уменьшает до определенного уровня значение амплитуды напряжения на входе блока 14 усилителей.

Резонансная частота изделия фиксируется в блоке 8 индикации и сравнивается с эталонной частотой f, которая подается иа второй вход блока 8 и .ндикации с генератора 7, управляемого напряжением. Генератор 7 перестраивается по частоте в заданном интервале аналоговым напряжением делителя 6, которое пропорционально размерам и массе контролируемого изделия. Поэтому на его выходе устанавливается значение частоты, соотв етствующей разме-

Изобретение относится к неразрушающему контролю образцов материалов и изделий с помощью возбуждения и регистрации ультразвуковых резонансных колебаний и может быть использовано в промышленности для массового контроля качества изделий из различных керамических, металлокерамических и металлических материалов в форме диска, цилиндра, втулки и т.д. Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет использования режима самовозбуждения автоколебаний в контролируемом изделии. На измерительной позиции осуществляется измерение массогабаритных характеристик изделия, а также частоты автоколебаний акустоэлектронной системы, определяемой степенью дефектности изделия. Частота сравнивается с эталонной, зависящей от массогабаритных характеристик, а результат сравнения позволяет судить о степени дефектности изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

вателей, акустически соединяя приемрам и массе контролируемого изделия с

физико-механическими характеристиками эталонного изделия.

Поскольку зарегистрированная частота резонансных колебаний контролируемого объекта зависит с одной стороны от геометрических размеров и массы, а с другой стороны о.т наличия в нем трещин, пор, раковин, сколов и т.д., то положение этой частоты относительно эталонной используется в качестве критерия дефектности контролируемого изделия, т.е. Д fp- f а измеренные размеры, масса и fp служат для определения плотности (пористости) материала контролируемого изделия.

Использование режима самовозбуждения на частоте автоколебаний выгодно отличает предлагаемое устройство от известных и позволяет сократить время измерения резонансной частоты. В результате повышается производительность контроля, что расишряет сферу применения устройства. Фор м у ла изобретения

10

15

20

ции и преобразователь деформация - напряжение, выход которого соединен с вторым входом делителя, последователь- но соединенные блок усилителей и ам- плиту ньй детектор, выход делителя соединен с первым входом блока усилителей, выход которого соединен с вторым входом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности троля, оно снабжено последовательно соединенными компара-гором, аналоговым ключом и компрессором, фазовращателем, включенным между выходом блока усилителей и возбудителем колебаний, выход амплитудного детектора соединен с входом компаратора и вторым входом аналс ового ключа, второй вход компаратора соединен с приемником колебаний, выход - с вторым входом блока усилителей, а выход блока индикащ и соединен с третьим входом блока усилителей.

5

0