Устройство для контроля качества изделий Советский патент 1992 года по МПК G01N29/12 

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям изделий акустическим методом и может быть использовано для контроля материалов и изделий в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности.Известно устройство для контроля качества изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, пьезоизлучатель и пьезоприемник, перестраиваемый по частоте узкополосный усилитель и блок обработки и регистрации параметров ультразву- ковйх резонансных колебаний (УРК).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля качестаа изделий, содержащее генератор качающейся частоты, возбудитель механических колебаний, последовательно соединенные приемник механических колебаний и усилитель, интегратор и блок индикации.

Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие, вызванное за- висимостью времени контроля от выбираемого диапазона изменения частоты сигнала возбуждения, и невозможность идентификации дефектов по регистрируемым сигналам акустической эмиссии (A3).

Цель изобретения - повышение точности и производительности контроля за счет возбуждения в контролируемом изделии только тех механических колебаний качающейся частоты, среднее значение которых близко к частотам, по которым производится идентификация дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля качества изделий, содержащее генератор качающейся частоVI

сл

00

сл

4

ты, возбудитель механических колебаний, последовательно соединенные приемник меуанических колебаний и усилитель, интегратор и блок индикации, снабжено последовательно соединенными п-канальным генератором дополнительных частот, первым n-канальным электронным коммутатором, интегральным перемножителем и фильтром, последовательно соединенными вторым n-канальным Электронным коммутатором и n-канальным компаратором, генератором управляющих импульсов и выпрямителем, вход которого подключен к выходу усилителя, выход - к входу интегратора, выход генератора качающейся частоты подключен ко второму входу интегрального перемножителя, выход интегратора подключен к первому входу второго n-канзльного электронного коммутатора, выход генератора управляющих импульсов подключен ко вторым входам первого и второго п-канэльных электронных коммутаторов, а выход п-ка- нального компаратора подключен ко зходу блока индикации.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройстве.

Устройство для контроля качества изделий содержит генератор 1 качающейся частоты, возбудитель 2 механических колебаний, последовательно соединенные приемник 3 механических колебаний и усилитель 4, интегратор 5, блок 5 индикации, последовательно соединенные п-каналь- ный генератор 7 дополнительных частот, первый n-канальный электронный коммутатор 8, интегральный перемножитель 9 и фильтр 10, последовательно соединенные второй n-канальный электронный коммутатор 11 и n-качальный компаратор 12, генератор 13 управляющих импульсов и выпрямитель 14, вход которого подключен к выходу усилителя 4, выход - к входу интегратора 5, выход генератора 1 качающейся частоты подключен ко второму входу интегрального перемножителя 9. выход интегратора 5 подключен к первому входу второго n-канэльного электронного коммутатора 11, выход генератора 13 управляющих импульсов подключен ко вторым входам первого и второго n-канальных электронных коммутаторов 8 и 10, а выход n-канального компаратора 12 подключен ко входу блока 6 индикации.

Позицией 15 обозначено контролируемое изделие, а позициями 16-21 выходы сигналов с блоков устройства.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Перед началом контроля

производится настройка прибора на один из возможных режимов работы. Первый режим - по принципу годен-негоден, второй режим - идентификация дефектов по заданным признакам.

В первом режиме по данным испытаний бракованных изделий в качестве эталонных выбираются частоты, близкие к ультразвуковому резонансу (УЭРК) fpi. Во втором

режиме поданным испытаний годны изделий в качестве эталонных выбираются частоты, близкие к частотам АЭ TAI.

В случае, если Чотготы fpi и TAI близки по значению для одной из информационных

частоты, то эта частота исключается из исследования.

Возбудитель 2 и приемник 3 механических колебаний, расположенные соосно, жестко соединяют с контролируемым изделием 15.

Генератор 7 дополнительных частот поочередно настраивается по каждому из п каналов на частоту fgi (фиг.2, поз. 17), разность которой с опорной частотой f0 (фиг.2,

поз. 13) генератора 1 качающейся частоты равна одной из п частот fpi УЗРК (первый режим) или TAI АЭ (второй режим) (фиг.2, поз. 18). Напряжение Ur; U0 sin ад t, 2л tgK t - время каждого из п канзпов

генератора 7 дополнительных частот последовательно подается на первый вход интегрального перемножителя 9 через первый электронный ключ 7. Переключение каналов первого и второго электронных ключей 8 и

11 производится синхронно по командам, поступающим с генератора 13 управляющих импульсов. На второй вход интегрального перемножителя 9 поступает сигнал 16

40

11кач(2) UoSin ( Шо+ ОЛсап) t

качающейся частоты с генератора 1 качающейся частоты. Качание частоты происходит в диапазоне ± Дгкач относительно опорной частоты f0.

Напряжение на выходе интегрального перемножителя 9 равно

ивых4 2kU/1) -икач(2)

2kU0{ .fgi (fo ± эч), а частота выходного сигнала определится из выражения

sin2 лт fgi -sin 2л t (f0 ± Ь.ая)

{(COS 2tft(fe, - f0 ±Af кач) - - COS 2 Я t(fgi + f0 + кач) 1

где k - коэффициент, зависящий от параметров схемы включения перемножителя.

Сигнал 18 с выхода перемножителя 9. частота которого равна сумме частот f0 ± ДТкач генератора 1 качающемся частоты и одной из п частот fgi генератора 7 дополнительных частот, промодулированный разностью этих частот fgi f0 ± А , поступает на фипьтр 10, где высокочастотная составляющая колебаний ф льтоуется и сигнал 19 на его выходе имеет частоту, близкую к одной из п частоту УЗРК fpi ± Д ткач или АЭ ТА| ± Дткач.

Сигнал 19с выхода фильтра 10 поступает на вход возбудителя 2 механических ко- лебаний и через контролируемое изделие 15 передается на приемник 3. Из последнего сигналы поступают в усилитель 4, после чего последовательно проходят через блок 14 выпрямителя, интегратор 5. второй п-ка- чальный электронный коммутатор 11, п-ка- нальный компаратор 12 в блок 6 индикации. В этих блоках сигналы соответственно выпрямляются (фиг 2, поз.20) сглаживаются (фиг.2, поз 21), сравниваются с контрольными значениями и пооходят или } проходят нз световое блока б индикации Сравнение уровней сигналов 21, поступающих из ичтеграттоа 5, производится в п-канальном компараторо 12 для каждого из г ;-чналов в отдельности за счет их послеаова.ольчогс подключения г выходу интегратора 5 вторым n-канальным электронным коммутатором 11.

В первом режиме регистрация частот fpi для каждого из п каналов производится по контрольному уоозню порога чувствительности компаратора 2 В случае, если сигналы с интегратора 5 равны или превышают контрольные значения, то с компаратора 12 по каждому из п каналов поступает сигнал на соответствующий светодиод блока 6 индикации. Загорание светодиодов по всем п каналам свидетельствует о годном контролируемом изделии 15 Для перестройки на новый эталон необходимо вновь провести

настройку частот fgi в генераторе 7 и уровня пороговой чувствительности в компараторе 12

Во втором режиме настройка устройства осуществляется по частотам акустической эмиссии fAi и соответствующим уровням пороговой чувствительности. Идентификация дефектов производится по эталонной комбинации горящих светодиодов блока б индикации.

Таким образом, проведение контроля только на частотах, близких к среднему значению ультразвуковых резонансных колебаний или акустической эмиссии изделий позволяет повысить производительность контроля изделий и производить идентификацию дефектов.

Формула изобретения Устройство для контроля качества изделий, содержащее генератор качающейся частоты, возбудитель механических колебаний, последовательно соединенные приемник механических колебаний и усилитель, интегратор и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля. оно снабжено последовательно соединенными п-канальным генератором дополнительных «астот, первым п-канальным электронным коммутатором, интегральным перемножителем и фильтром, последовательно соединенными вторым п-канальным электронным коммутатором и п-канальным компаратором, генератором управляющих импульсов и выпрямителем, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входу интегратора, выход генератора качающейся частоты подключен к второму входу интегрального перемножителя, выход интегратора подключен к первому входу второго п-канального электронного коммутатора, выход генератора управляющих импульсов подключен к вторым входам первого и второго n-канальных электронных коммутаторов, а выход n-канального компаратора подключен к входу блока индикации.

Изобретение относится к области неразрушающих испытаний изделий, основанном на регистрации ультразвуковых резонансных колебаний и сигналов акустической эмиссии. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля. Использование дополнительных блоков: n-канзльного генератора дополнительных частот, первого и второго п-каналь- ных электронных коммутаторов, генератора управляющих импульсов, интегрального перемножителя и др.. позволяет сократить время контроля и проводить идентификацию дефектов за счет возбуждения в контролируемом изделии только тех механических колебаний качающейся частоты, среднее значение которых близко к частотам, по которым производится инден- тификация дефектов. 2 ил. СО