Фотоэлектрическое устройство бесконтактного контроля изделий из ферромагнитных материалов Советский патент 1992 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного (осуществляемого в ручном или автоматическом режиме) контроля геометрических параметров и внутренних дефектов типа несплошность (трещины, раковины, поры, непровары и т.п.) изделий из ферромагнитных материалов.

Известны фотоэлектрические устройства контроля геометрических параметров изделий основным недостатком которых является невозможность обеспечить контроль изделий протяженной формы.

Известны также устройства для контроля внутренних дефектов изделий

Основным недостатком таких устройств следует считать отсутствие средств, позволяющих осуществлять также и контроль геометрических параметров изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и Достигаемому эффекту является фотоэлектрическое измери- тельное устройство, содержащее осветительную систему, установленную с возможностью перемещения и состоящую из источника света, первой диафрагмы и объектива, в фокусе которого установлена первая диафрагма, фотоприемник, усилитель, соединенный с ним индикато р тока, механизм перемещения осветительной системы и фотоприемника, индикатор перемещения, вторую диафрагму, выполненную в виде прямоугольной щели и установленную на выходе осветительной системй, Vf вал, установленный с возможнбстью поворота вокруг своей оси. Один конец вала соединен с индикатором перемещения, а другой - с осветительной системой через механизм ее перемещения вокруг оси вала Осветительная система и фотоприемник установлены коаксиально между собой и механически со- eflnHerfbi с , ось вала параллельна оптической оси устройства, а вторая диафрагма ориентирована так, что1 середина высоты ее щели находится в плоскости, проходящей через оптическую ось устройства и ось вала

Это фотоэлектрическое измерительное устройство выгодно отличается ot Mltefehe- речисленных возможностью осуществлять без значительного усложнения конструкции и контроль изделий протяженной формы. Основным же его недостатком является отсутствие средств, позволяющих Осуществлять наряду с контролем геометрических параметров обнаружение внутренних дефектов типа несплошность.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение производительности контроля изделий из ферромагнитных материалов

Эта цель достигается тем, что фотоэлектрическое устройство бесконтактного контроля изделий из ферромагнитных материалов, содержащее осветительную систему и жестко связанный с ней фотоприемник, механизм перемещения, усилитель сигналов фотоприемника и индикатор, снабжено фильтром низких частот, включенным между усилителем и индикатором.

и системой возбуждения, поддержания и регистрации незатухающих собственных колебаний объекта, выполненной в виде последовательно включенных фильтра высоких частот, автоматического регулятора усиления, фазового корректора, усилителя мощности, выключателя, электромагнитного возбудителя колебаний объекта и частотомера, соединенного с выходом

0 автоматического регулятора усиления.

Таким образом, совокупность и взаимосвязь фотоэлектрических элементов устройства позволяют производить как контроль геометрических параметров, так и с их по5 мощью осуществлять возбуждение незатухающих собственных колебаний контролируемых изделий, по значению частот которых, отображаемых частотомером, можно судить о степени поражения изделий

0 внутренними дефектами.

Предлагаемое техническое решение обладает преимуществом перед прототипом, т.к. Совмещает в себе возможность контроля в рамках единой фотоэлектрической сис5 темы как геометрических параметров изделий, так и наличия в них внутренних дефектов типа несплошность. Поскольку такое совмещение контрольных операций производится за одну установку изделия в

0 предлагаемом устройстве, то происходит сокращение вспомогательного времени, что повышает производительность контроля.

На чертеже представлен вариант предлагаемого устройства.

5 Устройство включает в себя: источник

( AS-At..

гелий-неоновый лазер) 1, установленный таким образом, что направление оси светового луча его совпадает с осью вращения зеркала 2, при этом отражающая повер0 хность этого зеркала находится под углом 45° к оси светового луча, а само зеркало установлено внутри по отношению к симметричным элементам контролируемой детали 3; фотоприемник 4, установленный по

5 ходу Отраженного от зеркала светового луча и жестко связанный с зер калом штангой 5; механизм вращения (перемещения) 6 зеркала и связанного с ним фотоприемника; фильтр низкой частоты (ФНЧ) 8 и фильтр

0 высокой частоты (ФНЧ) 9, служащие для разделения по частоте усиленных сигналов фотоприемника; индикатор 10, отображающий отклонения геометрических параметровконтролируемойдетали;

5 последовательно установленные в цепи питания электромагнитного возбудителя 11: автоматический регулятор усиления (АРУ) 12, фазовый корректор 13. усилитель мощности 14 высокочастотных электрических сигналов и выключатель 15: частотомер 16,

измеряющий собственную частоту колебаний контролируемой детали; базовый упор 17, служащий для фиксации контролируемых деталей.

Устройство работает следующим: обра- зом.; , -, - - - } ,

Деталь 3 консольнЬ крепится к базовому упору 17 таким образом, что ее контролируемая поверхность И совпадает с плоскостью, образуемой осью отраженного от зеркала к фотоприемнику светового луча при ее вращении, которое обеспечивается механизмом вращения 6.

При вращении световой луч последовательно обегает контролируемую зону (или зоны) в плоскости И. При этом величина светового потока, попадающего в фотоприемник, будетзависеть от положения плоскости И (или ее части) относительно базовой (обеспечиваемой базовым упором 17), а так- же наличия на этой плоскости каких-либо других локальных дефектов (наплывы, тия и т.п.).

То есть, отклонение в контролируемых зонах плоскости И будут обнаруживаться соответствующей модуляцией освещенности фотоприемника 4, сигнал с которого поступает на усилитель 7, затем через ФНЧ 8 - на индикатор 10, по показаниям которого судят о геометрических параметрах детали.

По завершению процессатсонтроля геометрических параметров детали, фотоприемник и зеркало фиксируются в определенном положении при одновременном замыкании выключателем 15 цепи пи- тания электромагнитного возбудителя 11. Такое включение на переходном процессе производят на деталь действие, аналогичное механическому удару по этой детали. При этом в последней возникают механиче- ские колебания, которые модулируют свето- вой .поток на фотоприемнике 4,

электрический сигнал с которого поступает на усилитель 7, затем - на ФВЧ 9, АРУ 12, фазовый корректор 13, усилитель мощности 14 и окончательно - на электромагнитный возбудитель 11. При этом в детали возникают и поддерживаются незатухающие собст- венные колебания определенной амплитуды, частоту которых измеряют частотомером 16. По ее значению судят о степени поражения изделия внутренними Дефектами.

Таким образом, использование предлагаемого устройства контроля изделий, в конечном счете, гарантирует правильность сборки механизмов, имеющих такие детали, и значительно повышает надежность эксплуатации таких механизмов, при этом повышается производительность контроля таких деталей.

Формула изобретения Фотоэлектрическое устройство бесконтактного контроля изделий из ферромагнит- ных материалов, содержащее осветительную систему и жестко связанный с ней фотоприемник, механизм перемещения, усилитель сигналов фотоприемника и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения производительности контроля, оно снабжено фильтром Низких частот, включенным между усилителем и индикатором; и системой возбуждения, поДдержа нй я и регистрации незатухающих собственных колебаний объекта, выполненной в виде последовательно включенных фильтра высоких частот, автоматического регулятора усиления, фазового корректора, усилителя мощности, выключателя, электромагнитного возбудителя колебаний объекта и частотомера, соединенного с вьГходом автоматического регулятора усиления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля геометрических параметров и внутренних дефектов изделий из ферромагнитных материалов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей и повышение производительности контроля. Устройство позволяет в рамках единой фотоэлектрической системы производить как контроль геометрических параметров изделий, так и контроль наличия в них дефектов типа несплошность. Для этого в устройство введена система возбуждения, поддержания и регистрации незатухающих собственных колебаний контролируемого изделия, содержащая электрически связанные фильтр высокой частоты, автоматический регулятор усиления, фазовый коллектор, усилитель мощности, частотомер и электромагнитный возбудитель, взаимодействующий своим электромагнитным полем с изделием. После установки и закрепления изделия производится контроль геометрических параметров его элементов теневым методом с помощью сканирующего лазерного луча и фотоприемника. Затем луч и фотоприемник фиксируются в определенном положении и включением возбудителя в изделии возбуждаются механические колебания, которые модулируют световой поток на фотоприемник, электрический сигнал с которого поступает на усилитель и в схему обработки. При этом в изделии поддерживаются незатухающие собственные колебания, по частоте которых, измеренной частотомером, судят о степени поражения изделия внутренними дефектами. 1 ил. у Ё Nj 00 ю со CJ со