Твердомер Советский патент 1978 года по МПК G01N3/48 

(54) ТВЕРДОМЕР

Изобретение относится к технике испы тания материалов н касается опрецепення твердости. Иавестен твердомер, содержащий корпус размещенные в нем индентор н нагружающий механизм {i.lj. Недостатком иавестного твердомера является низкая производительность и точнос обусловленные необходимостью совершать большое количество операций при его экс-плутации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является твердомер, содержащий нагружающее устройство, шток из магнитострикционного материала, индентор, закрепленный на штоке, измерительное устройство состоящее из катушки возбуждения, пьезодатчика ультразвуковьк колебаний, и предварительного усилителя, на вход которого подключен пьеаодатчик, оконечного усилите ля, к выходу которого подключена катушка возбуждения, измерителя частоты и блока корреляции, соединенного с измерителем частоты и выключателем измервтельаого устройства . Недостатком указанного устройства является низкая точность обусл№ленная нестабильностью прикладываемых к инденто- ру динамических нагрузок. Для повышения точности измерения твердомер снабжен блоком регистраиииг перегрузки при нагружении индентора, состоящим из последоватёлшо соединенных импульсного детектора, подключенного к выхо ду предварительного усилителя, расширителя импульсов перегрузки и индикатора перегрузки, а также двух логических схем запрет, в которых выходы первой и второй схем подключены соответственно к выходу расширителя импульсов перегрузки н выключателю, а входы вьтолнены по инверсной схеме, соединены перекрестной связью с выходами схем запрет, причем выход второй схемы подключен оявовремевно к оконечному усилителю. На чертеже дана схема предлагаемого твердомера. OK содержит корпус 1, шток 2 из магнитбстрикционного материала.с индентором 3, катушку 4 .аоабужаения колебаний в што ке 2 в пьеэодатчик 5, а также установлен Б корпусе 1 выключатель 6 иамери тельной системы, ссютоящей из пьезодатчи ка 5д нрисоеднненного к входу предварател вого усилителя 7, а катушка 4 воэбуждеин подключена к входу оконечного усилителя 8 соединенного входом с предварительным ус п::телем 7, а выходом с измерителем 9 ча Измеритель 9 частоп ы ссютоит из уси-. лителя - нормализатора 1О, выход которо- . го соединек с линейным измерителем 1 i скорости счета и детектором 12, Выходы измерителя 11 скорости счета, выполненяые по схеме шгтегратора с дозирующим конденсатором, и детектора 12 поржлюченык усилителю 13 постоянного тока, на выхоце -которого включен стрелочный индикатор 14. К детектору 12 и yciiitvri-ejiio 13 пошшючены выходы блока 15 корреляции. Вход предварителыюго усилителя 7 соединен с блоком регистрации перегрузки, состоящим из импульсного детектора 16, расширителя 17 импульса перегрузки, индикатора 18 перегрузки и двух логических схем 19 и 20 запрет. Выход cxeivibi 19 запрет подключен к инверсному входу схемы 2О запрет, выход которой соединен с оконечным усилителем 8 и инверсным входом схемы 19 запрет Вход схемы 2О запрет подключен к выключателю б измеритель шго устройства. Твердомер работает следующим образом. При установке твердомера на поверхност контролируемого изделия и внедрении в него йндеитора 3 шток 2 из магн 1тострикцио ного материала возбуждается катушкой 4 возбуждения, частота колебаний которого определяется глубиной внедрения инаентоjia 3, Сигнал с пьезодатчика 5 поступает яа вход предаарителшого усилителя 7 и. затем на усилитель. 8, с которого поступает на катушку 4 ,-возбу {дения. Напряжени с окоиечного усилителя 8 поступает на из- .меритель 9 частспЫ, на входе которого стоит усилитель 10, который формирует им пулЕйы со стандартной амплитудо й и длительностью, определяемой частотой входных сигналов. Импульсы с нормализован- ной амплитудой поступают на детеетор 12 и на линейный измеритель 11 скорости сче та. Напряжение с интегрирующего контура измерителя 11 скорости счета поступает на вход усилителя 13 постоянного тока. На ннвер ируемый вход усилителя 13 напряжение поступает с детектора 12. Ток усилителя 13 регистрируется индикатором 14, Корректировка твердости по упругим характеристикам материалов осуществляется с помощью блока 15 корреляции за счет изменения величины опорного напряжения на детекторе 12 и изменения коэффидневгта усиления усилителя 13. Измерительная система покоединяется вы1 лючателем 6. Если при установке твердомера произошла перегрузка индентора 3 за счет его соударения с контролируемой поверхностью, на пьезодатчике 5 возникает импульс, который усиливается усилителем 7, и на выходе импульсного детектора 16 возникает импульс пеоегрузки. Этот импульс поступает на расщиритель 17 импульса перегрузки, сигнал с которого поступает на индикатор 18 перегрузки и одновременно на вход схемь 19 запрет , С выхода схемы 19 запрет сигнал поступает на инверсный вход схемы 2О запрет, препятствуя тем самым прохождению сигнала. В случае правильной установки твердомера импульс перегрузки не возникает, контакты 6 замыкаются и через схему 2О запрет проходит сигнал, который от1фывает оконечный усилитель 8, Одновременно сигнал с выхода схемь 2О запрет поступает на инверсный вход схемы 19 запрет и преп$ггствует прохож дению через нее импульса в момент подачи напряжения на катушку 4 возбуждения. При перегрузках индентора измерительный тракт закрыт. Формула изобретения Твердомер, содержащий нагружающее усаройство, шток из магнитострикционкого материала, индентор, закрепленный на штоке, измерительное устройство, состоящее из катушки возбуждения, пьезодатчнка улыгразвуковых колебаний и предварительного усилителя, на вход которого подключен пье30датчик, оконечного усилителя, к выходу которого подключена катущка возбуждения, измерителя частоты н блока коррепящии, соединенного с измерителем частоты- и выключателем измерительного устройства, о т IT и чающийся тем, что, с аель повышения точности измерения, он снабжен блоком, регистрации перегрувкв при нагружении индентора, состоящим из последоьа тельно соединенных импульсного детектора, подключенного к выходу препварительноГо

уси иггеля, расшлрителя импульсов перегрузки и индикатора перегрузки, а также двух логичгеских схем запрет, в которых выходы первой и второй схем подключены соответственно к выходу расширителя импульсов перегрузки и выключателю, а входы выполнены по инверсной схеме, соединены перехрестной связью с выходами схем запрет, причем выход второй схемы

ключен одновременно к оконечному усилителю.

Источники информации, принятые во

внимание при экспертизе;

1,Пилипчук Б. Современные методы измерения твердости металлов. М,, Стан- дартгиа, 1960, с. 8,

2,Авторское свидетельство СССР NO 297900, юь Q 01 W 3/48, 1969.