Устройство для измерения модуля нормальной упругости Советский патент 1993 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ферроиндук- ционным датчикам и предназначено для из- мерения времени распространения ультразвуковых колебаний в неметаллических подшипниках скольжения. . .

Известны пьезоэлектрические вибропреобразователи для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний в материале исследуемой детали.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для определения упругих характеристик детали, содержащее генератор, пьезокристалл кварца, связанный через усилитель с электронным осциллографом.

Недостатком этого устройства является недостаточная точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений,

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения модуля нормальной упругости, содержащее генератор импульсов, излучатель, усилитель и блок регистрации, снабжено последовательно соединенными формирователем импульсов, счетчик и сумматором, выход которого подключен к блоку регистрации, связанному выходом окончания регистрации с пусковым входом формирователя импульсов, индуктивным датчиком, выход которого подключен ко входу усилителя, соединенному выходом со вторым входом счетчика, а управляющим входом - со вторым выходом формирователя импульсов, и счетчиком циклов, включенным между третьим выходом формирователя импульсов и блоком регистрации, четвертый выход формирователя импульсов связан со входом излучателя, пятый выход формирователя импульсов соединен со входом сигнала суммирования суммато- ра, а выход генератора импульсов подключен к счетному входу .счетчика.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для измерения модуля нормальной упругости; на фиг.2 - диаграмма работы ус- тройства.

Предлагаемое устройство для измерения модуля нормальной упругости состоит из генератора 1 импульсов, счетчика 2, сумматора 3, счетчика 4 циклов, формирователя 5 импульсов, излучателя 6, индуктивного датчика 7, усилителя 8, блока 9 регистрации, при этом выход генератора 1 подключен к счетному входу счетчика 2, стартовый вход которого подключен к выходу формировате-

ля 5 импульса, столовый вход которого подключен к выходу усилителя 8, вход которого подключен к выходу индуктивного датчика 7, конструктивно совмещенного с излучателем 6, вход которого подключен к выходу формирователя 5 импульса, вход которого подключен к выходу блока 9 регистрации. При этом информационные выходы счетчика 2 подключены к входам сумматора 3, выходы которого подключены к входам блока регистрации, вход сигнала суммирования формируется формирователем 5 (по заднему фронту), а сигнал запуска блока 9 регистрации формируется управляемым счетчиком 4 циклов, вход которого подключен к выходу формирователя 5 импульсов. Разрешение работы на вход усилителя 8 поступает от выхода формирователя 5 импульса с задержкой большей длительности импульса.

Пример. Возбуждение ультразвуковых колебаний в неметаллическом подшипнике производится от формирователя 5 импульсов к излучателю 6 (фиг.2). Регистрация представлена на диаграмме работы выходом индуктивного датчика 7, усилением сигнала от формирователя 5 импульсов к усилителю 8, выходом усилителя 8 и входом счетчика 2 и производится от индуктивного датчика 7, усилителя 8, счетчика 2, сумматора 3, счетчика 4 циклов, блоком 9 регистрации. Блок 9 регистрации представляет собой стандартный интерфейс. Излучатель 6 представляет собой пьезоэлемент кварца..

Модуль нормальной упругости определяется по формуле

-S--p(1 +v)(1 -2v) .t2(1-r) .

где t - время распространения ультразвуковых колебаний в неметаллическом подшипнике;.

S-толщина подшипника; р- плотность материала;

v- коэффициент Пуассона.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения состоит в том, что в результате нового принципа действия устройства и воплощения его в конструкцию появляется возможность определять модуль нормальной упругости материала неметаллического вкладыша при различных температурах его эксплуатации,

Формула изобретения

Устройство для измерения модуля нормальной упругости, содержащее генератор импульсов, излучатель, усилитель и блок регистрации, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными формирователем импульсов, счетчиком и сумматором, выход которого подключен к блоку регистрации, связанному выходом окончания регистрации с пусковым входом формирова0

теля импульсов, индуктивным датчиком, выход которого подключен к входу усилителя, соединенному выходом с вторым входом счетчика.а управляющим входом - с вторым выходом формирователя импульсов и блоком регистрации,четвертый выход формирователя импульсов связан с входом излучателя, пятый выход формирователя импульсов соединен с входом сигнала суммирования сумматора, а выход генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика.

Изобретение предназначено для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний в неметаллических подшипниках скольжения. Целью изобретения является повышение точности измерений, Возбуждение ультразвуковых колебаний производится по сигналу с формирователя 5 импульсов, который запускает счетчик 2. Пришедший импульс с датчика 7 останавливает счетчик 2, показания которого в каждом цикле поступают в сумматор 3 и за несколько циклов суммируются. Количество циклов измерений также регистрируется и рассчитывается в блоке 9 регистрация модуль упругости. 2 ил,

.

от5к6 ик%

вь/х.7

Я

от 5 к 8

от 8 к I

071 к 2

навх.сч.

п

п

и