Устройство для регистрации процесса развития трещин Советский патент 1977 года по МПК G01B7/16 

1

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению процессов разрушения материалов с образованием трещин.

Известно устройство для регистрации процесса развития трещин, содержащее несколько датчиков трещин, выполненных в виде токопроводящих полосок, разрываемых трещиной при ее развитии. Контроль целости этих полосок осуществляется с помощью переносного омметра, соединенного с выводами датчика посредством гибких механически подсоединенных проводников 1.

Недостаток известного устройства в том, что оно не позволяет регистрировать быстропеременные нроцессы.

Известно также устройство для регистрации процесса развития трещин и управления процессом нагрулсения, содержащее несколько датчиков трещин, расположенных один за другим по направлению развития трещин, проводные линии связи, соединенные с датчиками, и измерительный прибор, регистрирующий момент срабатывания датчика на электромеханическом реле 2.

Известное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостаток известного устройства в том, что число проводников в линии связи равно

числу датчиков и точность измерения быстропеременных процессов невысокая.

Цель изобретения - сокращение числа проводников в линии связи и повышение точности измерения быстропеременных процессов.

Для достилсения этой цели предлагаемое устройство снабжено резисторами с последоватсльно-возрастающ и1 номиналом сопротивления, каждый из которых последовательно соединен с соответствующим датчиком, нотепциометром балансировки, соединенным через линии связи с концами цепочек, образованных соответствуюп1,ими датчиком и резистором, и образующим вместе с этимп цепочками четырехплечий измерительный мост, аналоговым регистратором с механическим приводом перемещения носителя информации, вход которого соединен с диагональю

моста, шаговым двигателем, связанным с приводом перемещения носителя информации, делителем числа импульсов с цепью регулировки коэффициента деления, выход которого соединен с обмоткой шагового двигателя, амплитудным дискриминатором величины единичного импульса, вход которого соединен с диагональю моста, а выход-с цепью регулировки коэффициента деления делителя, и генератором опорных импульсов, выход

которого соединен со входом делителя, а число импульсов проНорцийнально Числу Циклов нагружения или времени нагружения. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит несколько датчиков .. 5 1 трещин, представляющих собой электропроводные полоски, располол енные один за другим по направлению предполагаемого развития трещины. К одному концу каждого датчика трещин подсоединен один из резисторов ю 2, отличающихся один от другого номиналом сопротивления. Номиналы сопротивления выбирают последовательно возрастающими по мере удаления соответствующего датчика от предполагаемой точки зарождения трещины. 15 С помощью проводных линий 3 связи концы цепочек, образованных резисторами 2 и датчиками 1 трещин, соединены с крайними выводами потенциометра 4 балансировки. К этим же выводам подводится постоянное на- 20 пряжение питания от источника (на чертеже не показан). Цепочки из резисторов 2 и датчиков 1 трещин вместе с участками резистора потенциометра, заключенными между его средним выводом и каждым из крайних вы- 25 водов, образуют четырехплечий мост 5. Измерительная диагональ этого моста образуется между средним выводом потенциометра и линией 3 связи, идущей к общей точке всех датчиков трещин. Напряжение в этой зо диагонали регистрируется в качестве сигнала, однозначно связанного с длиной трещины. Мост 5 своей измерительной диагоиалью соединен с аналоговым регистратором 6, имеющим механический привод 7 перемещения 35 носителя информации. С приводом 7 связан шаговый двпгатель 8. Параллельпо регистратору 6 к измерительной диагонали моста подключей амплитудный дискриминатор 9 величины единичного импульса, срабатывающий 40 при превышении выходным сигналом заранее установленного уровня напряжения. Выход дискриминатора 9 соединен с цепью регулировки коэфициента деления делителя 10 числа импульсов. Вход делителя 10 соединен с 45 генератором 11 опорных импульсов, а выход - через усилитель с обмоткой шагового двигателя 8. Частота следования импульсов от генератора 11 устанавливается либо кратной частоте следования циклов нагружения, 50 либо постоянной. При этом число импульсов на входе делителя будет пропорционально числу циклов нагружения или времени нагружения. Предлагаемое устройство работает следую- 55 щим образом. В начальный момент напрял ение разбаланса мостовой схемы минимально, а скорость перемещения носителя информации, определяемая частотой следования импульсов QQ на обмотке шагового двигателя 8, также минимальна. По мере роста длины трещины и разрыва датчиков 1 на носителе информации записываются последовательно-возрастающие по уровню ступеньки. При достилсении напря- 65 жёнйя на выходе моста 5, {зйвйбго ypoSMld Срабатывания дискриминатора 9, последний переключает делитель 10 на меньший коэффициент деления, и скорость перемещения носителя информации возрастает. Момент перехода на носителе от одной скорости протяжки к другой определяется по моменту появления ступеньки, соответствующей уровню срабатывания дискриминатора 9. Использование амнлитудно-модулированного сигнала от датчиков трещины дает возможность сократить число проводников в линии 3 связи до трех. Это существенно упрощает установку устройства на., объекте измерений и дает ощутимый экономический эффект вследствие удешевления кабельной сети, Использование шагового двигателя и переключаемой скорости перемещения носителя информации дает возможность экономить но.ситель информации, при этом запись участка быстропеременного процесса разрушепия трещины, превысившей критическую длину, более наглядна. Таким образом, повышается точность измерений. Формула изобретения Устройство для регистрации процесса развития трещин, содержащее несколько датчиков трещин, расположенных один за другим по направлению преднолагаемого развития трещины, проводные линии связи, соединенные с датчиками, и регистратор, вход которого соединен с линиями связи, отличающееся тем, что, с целью сокращения числа проводников в линии связи и повышения точности измерения быстропеременных процессов, оно снабжено резисторами с последовательно-возрастающим номиналом сопротивления, каждый из которых последовательно соедипен с соответствующим датчиком, потенциометром балансировки, соединенным через линии связи с концами цепочек, образованных соответствующими датчиком и резистором, и образующим вместе с этими цепочками четырехплечий измерительный мост, аналоговым регистратором с механическим приводом перемещения носителя информации, вход которого соединен с диагональю моста, шаговым двигателем, связанным с приводом перемещения носителя информации, делителем числа импульсов с целью регулировки коэф фициента деления, выход которого соединен с обмоткой шагового двигателя, амплитудным дискриминатором величины единичного импульса, вход которого соединен с диагональю моста, а выход-с цепью регулировки коэффициента деления делителя, и генератором опорных импульсов, выход которого соединеп со входом делителя, а число импульсов пропорционально числу циклов нагружения или времени нагружения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 181361, кл. G 01N 3/32, 1964. 2. АвторбкОе свидетельство СССР №364868, кл. G 01N 3/32, 1966.