УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРУКТУРНОГО КОНТРОЛЯ и РАССОРТИРОВКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1973 года по МПК G01N27/72 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества ферромагнитных изделий.

Известен прибор для неразрушающего контроля марки материала ферромагнитных изделий.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля.

Это достигается тем, что оно снабжено не менее чем тремя каналами обработки сигналов, усилители в которых выполнены избирательными, к выходу усилителей подключены дискриминаторы амплитуд с регулируемыми уровнями срабатывания, число которых равно числу групп сортировки, выходы дискриминаторов канала основной частоты подключены к входу схемы совпадения, а дискриминаторы других каналов соединены со схемами совпадения через корректоры временного положения импульсов, причем выходы схем совпадения подключены к накопителям импульсов, к цепям управления которых подключены реле времени, а выходы накопителей импульсов соединены с входами ячеек оперативной памяти, к цепям считывания которых через схему задержки нодключено реле времени, выходы ячеек оперативной памяти подключены параллельно к входам блока антисовпадений и блока формирования сигнапа «запрет, управляющая цепь блока антисовпадений соединена параллельно -с цепями считывания ячеек оперативной памяти, выход блока антисовпадений соединен с управляющей цепью механизма отбраковки, а -выход

блока формирования сигнала «запрет с управляющими цепями механизмов сортировки, к которым подключены выходы ячеек оперативной памяти. При этом усилитель одного из каналов настроен, например, на основную частоту, а усилители других каналов - на более высокие гармоники, причем к выходам усилителей подключены измеритель уровня гармоник и блок феррографа, а к входам усилителей подключен калибратор

сигналов, выполненный в виде двустороннего ограничителя с регулируемым уровнем срабатывания. Выходы схем совпадения соединены с индикаторами. На чертеже представлена блок-схема устро-йства.

Устройство содержит генератор 1, электромагнитный датчик 2, намагничивающая обмотка которого подключена к выходу генератора, а измерительная подключена параллельно к входам всех электронных каналов обработки сигналов. Каждый канал содержит избирательный усилитель 5, 4 или 5, к выходу которого подключены измеритель 6 уровня гармоник, дискриминаторы 7, 8, 9; 10,

11, 12 или 13, 14, 15 амплитуд. Количество 3 дискриминаторов в каждом канале равно числу групн сортировки, а каждый дискриминатор выполнен с регулируемым уровнем срабатывания. Устройство содержит также схемы 16, 17, 18 совпадения, число которых равно числу групп сортировки; к входам каждой из схем подключены дискриминаторы всех каналов, настроенные на определенную группу сортировки, причем дискриминаторы всех каналов, настроенных на более высокие гармоники, по сравнению с дискриминатором канала, настроенного на низшую (или основную) гармонику, подключены к схемам совпадения через корректоры 19, 20, 21, 22, 23 и 24 временного положения импульсов. В выходу каждой схемы совпадения подключены индикаторы 25, а также накопители 26, 27 и 28 импульсов к цепям управления которыми подключено реле времени 29. Выходы накопителей импульсов соединены с входами ячеек 30, 31 и 32 оперативной памяти, к цепям считывания которых через схему задержки 33 также подключено реле времени 29. Выходы всех ячеек оперативной памяти подключены па-2 раллельно к входам блока 34 антисовпадений и блока 35 формирования сигнала «запрет ; управляющая цепь блока антисовпадений соединена параллельно с цепями считывания всех ячеек оперативной памяти. Выход блока3 антисовпадений соединен с управляющей цепью механизма 36 отбраковки, а выход блока формирования сигнала «запрет, кроме того, - с управляющими цепями всех механизмов 37, 38, 39 сортировки. К последним3 подключены также выходы ячеек 30, 31 и 32 оперативпой памяти. Устройство содержит также калибратор 40 сигналов, выполненный в виде двусторон-него ограничителя с регулируемыми уровнями ера-4 батывания, подключенным к входам усилителей 3, 4 и 5, а также блоком феррографа 41, подключенным к выходам усилителей. Принцип работы предлагаемого устройства4 заключается в следующем. Контролируемое изделие помещают в пенал электромагнитного датчика (намагничивающего соленоида) 2. На пенале размещена измерительная обмотка, предназначенная для5 абсолютных измерений. Намагничивающий соленоид питается от генератора / или сети переменного тока. Режим намагничивания выбирают так, чтобы уровень высших гармоник в сигнале, снимаемом с измерительной5 обмотки, был достаточен для надежной регистрации. С измерительной обмотки сигнал подается на входы избирательных усилителей 3, 4, 5, настроенных на соответствующие гармоники (на блок-схеме условно показаны6 три канала усиления). Уровень гармоник измеряется одним или несколькими вольтметрами 6. Необходимое минимальное число каналов усиления и частоту их настройки определяют экспериментально, исходя из6 4 свойств объектов контроля и количества групп соргировки. Объекты контроля опознаются по уровням гармоник, снимаемым с выходов избирательных усилителей 3, 4, 5. С целью автоматизации процесса опознания и управления системой рассортировки сигналы гармоник с выходов усилителей подаются на дискриминаторы 7-/5 полос амплитуды с регулируемыми границами полосы срабатывания. Количество дискриминаторов выбирают из условия . где т - общее количество дискриминаторов; п - количество дискриминаторов в группе, равное числу избирательных усилителей;k - количество запланированных групп сортировки, К каждому избирательному усилителю подключают по одному дискриминатору от каждой группы (условно показано три избирательных усилителя и девять дискриминаторов), на первую группу сортировки настраиваются дискриминаторы 7, 10, 13, на вторую - 8, 11, 14, на третью - 9, 12, 15. Выходы дискриминаторов одной группы подключают к одной схеме совпадения. Количество схем совпадения равно количеству запланированных групп сортировки, Нижний и верхний уровни полосы амплитуд срабатывания дискриминаторов устанавливают исходя из разброса амплитуд каждой гармоники для конкретного объекта контроля, Если на входах группы дискриминаторов, настроенных на определенную группу сортировки, уровни гармоник находятся в пределах полос разброса, то на выходах каждого из них формируются импульсы, которые подаются на входы корректоров временного положения импульсов, а с их выходов - на входы одной из схем совпадения. Временная коррекция необходима для обеспечения временного совпадения импульсов на входах схем совпадения. Несовпадение импульсов может иметь место при наличии фазовых сдвигов между отдельными гармониками. Временная коррекция не осуществляется для импульсов, снимаемых с дискриминаторов, подключенных к избирательному усилителю, настроенному на низшую гармонику. Контроль совпадения импульсов производится визуально с помощью световых индикаторов 25, расположенных на специальном табло. При вре.менном совпадении импульсов схема совпадения, подключенная к группе дискриминаторов, пропускает импульсы «опознания с частотой повторения, равной частоте высшей гармоники. Выходы каждой схемы совпадения подключены к входам накопителей 26-28 импульсов. С пакопителей импульсов сигналы подаются на входы ячеек

30-32 оперативной памяти, а с их выходов- иа входы цепей управления механизмами 37- 39 рассортировки.

Накопители импульсов предназначены для предотвращения ложных срабатываний механизмов рассортировки при кратковременных пропаданиях сигналов, несущих информацию. Потеря информации может происходить при контроле длинномерных изделий, по длине которых техническими условиями допускаются участки с аномальными изменениями физико-химических свойств, приводящих к кратковременным уходам уровня гармоник из допустимой полосы разброса. Срабатывание накопителей импульсов и выдача сигналов (команд) в ячейки оперативной памяти происходит после прихода со схем совпадения наперед заданного количества импульсов за определенный интервал времени. Временной интервал задается реле времени 29, которое управляется от концевых датчиков. Время накопления импульсов выбирают так, чтобы устранить ложные срабатывания механизмов рассортировки при наличии допустимых локальных неоднородностей. В тех случаях, когда контролируют короткие детали, с помощью реле времени устанавливают такт контроля. Сброс накопленных импульсов, количество которых недостаточно для запуска накопителей, производится после окончания времени накопления.

Поступление команд с накопителей импульсов может происходить в разные моменты времени в пределах заданного времени интервала. Для оценки достоверности команд и принятия решения об адресации объекта контроля к соответствующему сборнику контролируемой продукции необходимо совпадение временного положения командных импульсов. Временное согласование производится с помощью ячеек 30-32 оперативной памяти, которые запоминают команды с каждого накопителя импульсов. Считывание команд производится одновременно со всех ячеек через некоторое время, достаточное для завершения цикла накопления импульсов «опознания. Для задержки момента считывания команд служит ячейка 33 временной задержки, которая подключена к реле времени 29 и запускается от заднего фронта импульса «цикла накопления. С ячеек оперативной памяти команды подаются на ячейки схемы «принятия решений (34, 35) и далее на цепи управления механизмами 36-39 рассортировки.

Если объект контроля опознан (сработали дискриминаторы, настроенные на данную группу сортировки), то схема совпадения пропускает на накопитель импульсы «опознания. После накопления определенного количества импульсов накопитель вырабатывает импульс (команду), которая запоминается ячейкой оперативной памяти. Затем производится считывание команды, которая подается на цепь управления соответствующего механизма рассортировки. В результате механической транспортировки контролируемый объект попадает в соответствующий ему сборник проконтролированной продукции. При опознании объекта контроля некоторые дискриминаторы, настроенные на другие объекты контроля, могут сработать, так как на нескольких гармониках полосы разбрэса могут совпадать или перекрываться. Однако

ввиду того, что срабатывают не все дискриминаторы, схема совпадения, к которой подключены данные дискриминаторы, не открывается. В том случае, когда объект контроля не

удовлетворяет техническим требованиям или дискриминаторы на него не настроены (случайное попадание незапланированного объекта контроля), на выходах схем совпадения импульсы отсзтствуют, накопления импульсов

не происходит. При считывании команд с ячеек оперативной памяти импульсы не поступают; запускается блок 34 антисовпадений и вырабатывает управляющий сигнал (команду), который подается в цепь управления механизма 36 отбраковки (схема антисовпадений работает в течение времени, отводимого на считывание команд). В результате контролируемый объект попадает в сборник бракованной продукции. Такова реакция устройства, если цикл накопления по какой-либо причине произошло накопление импульсов на одном или нескольких накопителях, но количество которых недостаточно для срабатывания накопителей.

Если сработали две или более схем совпадения (случай маловероятный), произошло накопление импульсов и сработали два или более накопителя, выдано две или более команд, то запускается блок 35 формирования сигнала «запрет, с которого импульсы запрета подаются на цепи управления механизмами 37-39 рассортировки. Параллельно с этим импульсы подаются на цепь управления механизмом 36 отбраковки, и объект контроля попадает в сборник бракованной продукции.

Для периодической проверки работоспособности устройства служит калибратор 40. Калибратор представляет собой двусторонний

ограничитель с регулируемыми уровнями ограничения. С выхода калибратора на выходы усилителей подаются прямоугольные импульсы необходимой амплит)ды. Частота повторения импульсов равна частоте питающего

намагничивающий соленоид тока. Уровень гармоник проградуирован в зависимости от амплитуды импульсов. Кроме калибровки усиления избирательных усилителей калибратор служит для проверки работоспособности элементов всего устройства.

Отдельный блок феррографа 41 предназначен для визуального наблюдения формы динамической петли гистерезиса и отдельных гармоник на экране электроннолучевой трубки во время настройки и калибровки устрпйства. Для наблюдения динамической петли гистерезиса с намагничивающего соленоида 2 снимают напряжения, пропорциональные намагничивающему полю и индукции в образце.

Предмет изобретения

1. Устройство для структурного контроля и рассортировки ферромагнитных изделий, содержащее одночастотный генератор, электромагнитный датчик, -электронные каналы обработки сигналов, каждый из которых снабжен усилителем и индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено не менее чем тремя каналами обработки сигналов, усилители в которых выполнены избирательными, к выходу усилителей подключены дискриминаторы амплитуд с регулируемыми уровнями срабатывания, число которых равно числу групп сортировки, выходы дискриминаторов канала основной частоты подключены к входу схемы совпадения, а дискриминаторы других каналов соединены со схемами совпадения через корректоры временного положения импульсов, причем выходы схем совпадения подключены к накопителям импульсов, к цепям управления которых подключены реле времени, а выходы накопителей импульсов

соединены с входа-ми ячеек оперативной памяти, к цепям считывания которых через схему задержки подключено реле времени, выходы ячеек оперативной памяти подключены 5 параллельно к входам блока антисовпадений и блока формирования .сигнала «запрет, управляющая цепь блока антисовпадений соединена параллельно с цепями считывания ячеек оперативной памяти, выход блока ан0 тисовпадений соединен с управляющей цепью механизма отбраковки, а выход блока формирования сигнала «запрет с управляющими цепями механизмов сортировки, к которым подключены выходы ячеек оперативной па5 мяти.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что усилитель одного из каналов настроен, например, на основную частоту, а усилители других каналов - на более высокие гармо0 НИКИ, причем к выходам усилителей подключены измеритель уровня гармоник и блок феррографа, а к входам усилителей подключен калибратор сигналов, выполненный в виде двустороннего ограничителя с регулируе5 мым уровнем срабатывания.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем. что выходы схем совпадения соединены с индикаторами.