Устройство для контроля степени уплотнения композиционных смесей Советский патент 1992 года по МПК G01N9/36 G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к устройствам для измерения физико-механических, свойств композиционных материалов, и может быть использовано в химической, электротехнической и в других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения степени уплотнения, содержащее измерительный датчик, усилитель, фильтр, частотный преобразователь, таймер, память, компаратор и дисплей.

Недостатком данного устройства является малая его точность, так как в нем не

предусмотрена возможность оптимальной настройки параметров устройства в зависимости от случайного изменения параметров технологического процесса.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователь, регулируемый усилитель, модулятор, аналого-цифровой преобразователь, блок деления, задатчик амплитуды, блок сравнения, блок умножения, регистр текущего коэффициента усиления и индикатор.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений.

00

о

со

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля уплотнения сыпучего материала, содержащее вибрационный рабочий орган с установленным на нем акселерометром, который через усилитель подключен к полосовому фильтру,и индикатор.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений, обусловленная отсутствием возможности оптимальной настройки параметров устройства в условиях воздействия помех.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет автоматической подстройки параметров устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее установленный на вибрационном рабочем органе акселерометр,-первый усилитель, полосовой фильтр и индикатор, введены регулируемый усилитель, фильтр первой гармоники, преобразователь частоты в аналоговый сигнал, два детектора, блок сравнения, задатчик, второй усилитель, регулируемый фильтр второй гармоники и преобразователь аналогового сигнала в код.

На чертеже представлена схема устройства контроля степени уплотнения композиционных смесей, которое состоит из вибрационного рабочего органа 1, акселерометра 2, первого усилителя 3,полосового фильтра 4, индикатора 5, регулируемого усилитеяя 6, фильтра 7 первой гармоники, преобразователя 8 частоты в аналоговый сигнал, первого 9 и второго 10 детекторов, блока 11 сравнения, задатчика 12, преобразователя 13 аналогового сигнала в код, регулируемого фильтра 14 второй гармоники, второго усилителя 15.

Вибрационный рабочий орган 1, предназначенный для уплотнения композиционной смеси 16, оснащен установленным на нем акселерометром 2. Выход акселеромет- р а 2 подключен через последовательно соединенные первый усилитель 3 и полосовой фильтр 4 к информационному входу регулируемого усилителя б, подключенного управляющим входом к выходу преобразователя 13 аналогового сигнала в код и выходом - к информационному входу регулируемого фильтра 14 второй гармоники и к входу фильтра 7 первой гармоники, выход которого подсоединен к входу первого детектора 9 и через преобразователь 8 частоты в аналоговый сигнал к управляющему входу регулируемого фильтра 14 второй гармоники, подключенного выходом через последовательно соединенные второй усилитель 15 и второй детектор 10 к входу индикатора 5. Выход первого детектора 9 соединен с первым входом блока 11 сравнения, подключенного вторым входом к выходу задатчика 12 и выходом - к входу преобразователя 13 аналогового сигнала в код.

Устройство для контроля степени уплотнения композиционных смесей работает следующим образом.

При уплотнении композиционной смеси 1.6 с помощью вибрационного рабочего органа 1 на выходе акселерометра 2 возникает сигнал гармонического вида, близкий к синусоидальному. Этот сигнал после усиления первым усилителем 3 подается на вход полосового фильтра 4, который настроен на

заданную полосу частот, содержащую информацию о процессе уплотнения композиционной смеси. При этом происходит отстройка этого сигнала как от высокочастотных, так и низкочастотных помех.

С выхода полосового фильтра 4 полезный сигнал через регулируемый усилитель б подается на вход фильтра 7 первой гармоники, где происходит выделение первой гармоники сигнала, содержащей информацию о частоте и амплитуде виброуплотняю- щего органа. На выходе первого детектора 9 формируется сигнал, который подается на первый вход блока 11 сравнения, на второй вход которого подается сигнал с выхода задатчика 12. Разность сигнала с выхода задатчика 12 и сигнала, пропорционального первой гармонике, поступает с выхода блока 11 сравнения на вход преобразователя 13 аналогового сигнала в код, который на своем выходе формирует сигнал, поступающий на управляющий вход регулируемого усилителя 6.

Таким образом, на выходе регулируемо.- го усилителя 6 поддерживается такой уровень сигнала, который обеспечивает постоянство уровня сигнала первой его гармоники, характеризующей энергетические параметры процесса уплотнения. При этом выделяя из этого сигнала с помощью

регулируемого фильтра 14 вторую гармонику, характеризующую ускорение отскока вибрационного рабочего органа от композиционной смеси 16 и определяемую степенью уплотнения этой смеси, возможно по

усредненному значению второй гармоники судить о степени уплотнения смеси по показателям индикатора 5. При этом необходимо учесть возможные колебания частоты процесса уплотнения. Для этого частота составляющей первой гармоники преобразовывается с помощью преобразователя -8 в аналоговый сигнал, который, поступая на управляющий вход регулируемого фильтра 14 второй гармоники, перестраивает его таким образом, чтобы оптимизировать процесс выделения второй гармоники, что позволяет увеличить точность измерения степени уплотнения.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерений за счет автоматической подстройки параметров устройства и отстройки от случайных помех.

Формул а изобретения Устройство для контроля степени уплотнения композиционных смесей, содержащее установленный на вибрационном рабочем органе акселерометр, выход которого соединен с входом первого усилителя, подключенного выходом к входу полосового фильтра, и индикатор, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет автоматической подстройки параметров устройства, оно снабжено регулируемым усилителем, фильтром первой гармоники, преобразователем частоты в аналоговый сигнал, двумя детекторами, блоком сравнения, задатчиком, вторым усилителем, регулируемым фильтром второй гармоники и преобразователем аналогового сигнала в код, подключенным входом

к выходу блока сравнения и выходом - к управляющему входу регулируемого усилителя, подсоединенного информационным входом к выходу полосового фильтра и выходом - к информационному входу регулируемого фильтра второй гармоники и к входу фильтра первой гармоники, выход которого соединен с входами первого детектора и преобразователя частоты в аналоговый сигнал, подключенного выходом к управляющему входу регулируемого фильтра второй гармоники, выход которого соединен с входом второго усилителя, подключенного выходом к входу второго детектора, выход которого соединен с входом индикатора,

выход первого детектора подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика.

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к устройствам для измерения физико-механических свойств композиционных материалов, и может быть использовано в химической, электрохимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерений. На выходе регулируемого усилителя поддерживают такой уровень сигнала, который обеспечивает постоянство уровня сигнала первой его гармоники, характеризующей энергетические параметры процесса уплотнения. Выделяя из этого сигнала с помощью регулируемого фильтра вторую гармонику, характеризующую ускорение отскока вибрационного рабочего органа от исследуемой композиционной смеси и определяемую степенью ее уплотнения, определяют по усредненному значению второй гармоники с более высокой точностью степечь уплотнения смеси. Для учета возможных колебаний частоты первой гармоники эта частота,с помощью преобразователя частоты в аналоговый сигнал преобразуется в сигнал, с помощью которого осуществляется регулировка фильтра второй гармоники. 1 ил.