Устройство для контроля дефектов ленточных объектов

(51) Ф ДвтОРСНОм ДЕТЕЛЬСТ сов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ описдние изоье(56) Романовский И.С., Лобанов А.М. Особенности пробоя тонких полимерных пленок. - Труды Московского института электронного машиностроения.вып. 27. 1972, с. 108-117.Дмитриевский В.С., Румянцев Д.Д. Высоковольтные гибкие кабели. М., "Энергия", 1974, с. 128-144.Авторское свидетельство СССР й 693383, кл, С 06. Р 15/46, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ЛЕНТОЧНЫХ ОБЬЕКТОВ содершащее многоканальный дефектоскоп, первый блок памяти, выходом соединенный с первым информационным входом демультиплексора, выходы которо го соединены с входами многоканального индикатора, и датчик перемещения объекта, первый управлякнций выход, которого соединен с, управляющим вхо дом первого блока памяти, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства в него введены мультиплексор, счетчик каналов, генератор импуль и. ЯО 11689 О второй блок памяти, первые адресныевходы которого соединены с первымиадресными входами первого блока па-.мяти и с адресными выходами датчикаперемещения объекта, вторые адресныевходы соединены с вторыми адресными входами первого блока памяти,адресными входами мультиплексораи демультиплексора и с разряднымивыходами счетчика каналов, информационные входы первого и второгоблоков памяти соединены с выходоммультиплексора, тактовые входы -с тактовым входом датчика перемещения, со счетным входом счетчикаканалов и выходом генератораимпульсов, запускающие входы первоГои второго блоков памяти соединены свторым управляющим выходом датчикаперемещения объекта, третий управляющий выход которого подключен куправляющему входу второго блокапамяти, а стробирующий выход - кзапускающему входу мультиплексора,счетный вход датчика перемещенияобъекта соединЕн с выходом переносасчетчика каналов а вход обнуленияс входом установки в "0" счетчикаканалов и входом обнуления устройства.1168970 78 ФигЯ ставитель Ю, Апаринхред Т.Фанта Корректор О. Тигор Козориз кт Заказ 4616/4 Тираж 710 П И Государственного комитета С делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб писноР 30 д, 4/5 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 4Изобретение относится к областиисследования и анализа физическихсвойств материалов с Помощью электрических средств, а также средстввычислительной техники и автоматики, и может быть использовано, дляобнаружения, оценки и отметки координат локальных дефектов, т.е, сквозныхотверстий, микропор трещин, слабых вотношении электрической прочностимест и т,п. в полимерных лентах, мем.бранах, листах при их производствеили эксплуатации в различных отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение быст-,15родействия устройства.Предлагаемое устройство позволяет,ускорить процесс определения и,регистрации дефектов, в том числе и отметки их на испытуемой ленте, в крупногабаритных объектах планарноготипа, например лентах, дистах и т.п.,при производстве их на потоке и темсамым обеспечить необходимые и доста.точные условия для полной автоматизации процесса 1007-ного контролякачества изделий.На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - конструкция многоканаль.ного дефектоскопа для контроля сквоз.ных отверстий методом измеренияэлектрической проводимости, а такжефункциональная схема датчика перемещения; на фиг, 3 - схема порогового элемента, применяемого в.датчикеперемещения; на фиг.- схема распределения на ленточном объекте полейрегистрации координат дефектов.Устройство содержит многоканальный дефектоскоп 1, имеющий каналы1 о - 1, Регистрации дефектов, первый2 и второй 3 блоки памяти, датчик 4перемещения объекта, демультинлексор5, многоканальный индикатор 6 с канальными индикаторами - отметчикамибо, Устройство содержит такжемультиплексор 7, счетчики 8 номераканала, генератор 9 тактовых импульсов и ленточный объект 10. 50.Датчик 4 перемещения объектаимеет вход 11 обнуления, счетный12 и тактовый 13 входы, первый 14,третий 15 и второй 16 управляющиевыходы, адресные выходы 17 и стробиРующий выход 18,В качестве индикаторов-отметчиков 6 - 6 могут быть испольэованы, например, светодиоды или специальные электромеханические отметчики, например, печатающего краскойтипа,Дефектоскоп 1 выполнен многоканальным (фиг. 2) и содержит наборэлектродов 19, набор прижимных скользящих контактов 20 и набор блоковконтроля тока, выполненных на транзисторах 21 и резисторах 22 и 23, Дефектоскоп 1 содержит также сплошной электрод 24 и ванну 25 с раствором электролита. На транзисторы 21 через резисторы 22 и 23 подается напряжение,например, +12 В от источника питания.Падение напряжения на база-эмиттерном переходе транзисторов 21 является испытательным напряжением дляиспытуемой ленты. Электрическая схе. -маподачи испытательного напряженияна ленту не является единственной.Возможны и другие варианты подачииспытательного напряжения.Электроды 19 и 24 выполнены в виде валиков, Электрод 24 имеет гигроскопическое покрытие, например, изхлопчатобумажной или шерстяной ткани.Электроды 19 установлены на однойоси и изолированы от нее, а такжеодин от другого с помощью изоляторов 26 В устройстве имеется такженаправляющий вал 27, приемная бабина28, а также рейка 29, на которойустановлены канальные индикаторыотметчики бд-. На рейке 29напротив каждого из индикаторов6,- б,находятся.отверстия 30, центры которых расположены над осевойлинией направляющего вала,27,Ось 31 электрода вала 24 механически связана с диском 32 датчика 4перемещения объекта. На диске 32равномерно по окружности установлены зеркала 33,. Угловое расстояние Чмежду соседними зеркалами 33 равно 2(=, радВгде И - общее число зеркал;- 3, 14,Датчик 4 перемещения объекта содержит также оптрон с открытым оптическим каналом отражательного типа, выполненный в виде микросхемы, содержащей фотодиоды 34 и 35, и расположенный между ними светодиод 36, логический блок 37, реверсивный счетчик38 и триггер 39. Логичес1168970 кий блок 37 имеет установочные входы 40 и 41, счетный вход 42, вход 43 обнуления, управляющий 44 и тактовый 45 входысуммирующий 46, вычитающий 47, стробирующий 48 и управляющий 5 49 выходы.Логический блок 37 содержит формирователь 50 и 51 импульсов, триггер 52 и 53 Шмидта, конденсаторы 54 - 57, резисторы 58 - 61, элементЗИИ-ИЛИ-НЕ 62. Элементы ИЛИ-НЕ 63.68, элементы И 69 - 71, триггеры 72 - 74, счетчики 75 и 76.Блоки 2 и 3 памяти имеют матричную структуру накопителей, отражаю щую распределение зон контроля дефектности ленты (фиг. 4). Поле конт роля площадью 1,е Н и Ь Н условно разбивается на множество участков шириной Д и длиной 3 . Каждый20 такой участок адресуется определенной ячейке блоков 2 и 3 памяти. При этом номера участков вдоль ширины Н ленты способствуют номеру строки ячейки в накопителе, а номера уча сткОВ Вдоль длины 1 е.1 г 2 1 г и теда номеру столбца ячеек в накопителе.Количество строк в блоках 2 и 3 равно числу М каналов регистрации дефектоскопа 1, которое определяет ся соотношением Н 1 ггг а е. (2) После устанонки н "0" блоковустройства, конец испытуемой ленты10 пропускают между электродами 19и 24, а также между направляющимвалом 27 и рейкой 29. Конец ленты10 закрепляют на приемной бабине 28.Затем вал с электродами опускают наповерхность испытуемой ленты 10. Да.лее включают принод перемещенияленты в прямом направлении (сплошная стрелка на фиг. 2). Скоростьперемещения испытуемой ленты выби рают не менее чем в десять раэ меньше скорости Ч опроса каналов дефсктоскопа 1 мультиплексором 7; которая определяется соотношением и = -Ь р ф.где Н - ширина испытуемой ленты, мм;Ь - ширина зоны контроля дефектов вдоль ширины Н для одного канала регистрации, мм.Количество И, столбцов в блоках 2 и 3 равно числу шагов длиной между линией 77 контроля (фиг. 4), на которой расположен дефектоскоп 1, и линией 78 отметки (фиг. 4), на которой расположены центры отверстий 30 (фиг. 2) и определяется соотноше- нием расстояние между линиямиконтроля 77 и отметки 78,мм(фиг, 4);длина зоны контроля дефектов одним каналом вдоль длины испытуемой ленты, т.е,шаг испытания ленты.образом, количество ячеекблоках 2 и 3 численно равно отношению площади испытуемойленты, заключенной между лниямиконтроля и отметки, к площади контроля одним каналом дефектоскопа 1,т.е,На фиг. 4 цифрами от 0 до 63 и от 0 до 255 обозначены номера столбцов и строк, отображаемых в блоках 2 и 3.Устройство работает следующим образом.Перед пуском устройства в ванну 25 заливают раствор электролита, например 17-ный раствор ИаС 1 в дистиллированной воде, и пропитывают им покрытие электрода 24. Затем производят очистку (запись нулей) всех ячеек в блоках 2 и 3 памяти. По окончании этого цикла записи нулей в блоки 2 и 3 памяти счетчики 8 и 38 и триггеры 39 и 72 находятся в нулевом состоянии, блок 2 памяти - в сос. тоянии записи информации, блок 3 памяти - в состоянии чтения информации иэ него, а мультиплексор 7 - но включенном состоянии.В исходном состоянии с генератора 9 непрерывно поступают тактовые импульсы на вход счетчика 8, циклически изменяя его состояние от О до 255. ,Таким образом, висходном состоянии в устройстве циклически производится запись информации с каналов 1 -1 деО г 75 фектоскопа в ячейки памяти от 0 до 255-го нулевого столбца блока 2, а также чтение и вывод информации на индикаторы 6 - 6 из ячеек памяти от.а гк0 до 255-го нулевого столбца блока 3.(5) 1 О 30 40 где Н - ширина испытуемой ленты, м;- длительность цикла опроса 5всех каналов, с.Пусть скорость перемещения ленты равна 1 мм/с. В этом случае мультиплексор 7 при указанной .выше величине тактовой частоты Е в течение одной секунды опрашивает каждый канал 1000 раз..При включении привода испытуемая лента 10 начинает прокатываться между валами-электродами 19 и 24, а диск 32 с зеркалами 33 начинает вращаться. Для выбранного направления перемещения (сплошная стрелка, фиг. 2) излучение светодиода 36, отразившись в зеркале 33, попадает вначале на фотодиод 35, а затем - на ротодиод 34. Каждый фотодиод генерирует один импульс тока. Таким образом, на входы 40 и 41 порогового элемента 37 (фиг. 2 и 3) прихо 25 дят два импульса от одного зеркала От следующего зеркала на входы 40 и 41 порогового элемента 37 также приходят два импульса и т.д. При этом для выбранного направления перемещения ленты 10 фотодиод 35 начинает генерировать свой импульс раньше на интервал времени, чем фотодиод 34 генерирует свой импульс, Эти импульсы подаются затем на 35 входы формирователей 50 и 5 которые увеличивают амплитуду импульсов до уровня, достаточного для срабатывания триггеров 52 и 53 Шмидта, на выходе которых формируются прямоугольные импульсы. Длительность импульсов равна длительности импульсов, генерируемых фотодиодамй 34 и 35.Узел, состоящий из КЯ-триггера 45 74, логических элементов 66 и 68и счетчика 76, формирует промежуток времени 3 а также задержку на некоэторое время момента появления на входе прямого света (+1) счетчика 50 38 импульса, генерируемого фотодиодом 35 при. прямом перемещении ленты 10. Этот узел позволяет изменять значение адреса столбца при отключен. ных на время блоках 2 и 3 памяти. 55Последовательность работы датчика 4 при перемещении испытуемой ленты 10 в прямом направлении повто.ряется при поступлении с фотодиодов34 и 35 каждого следующего импульса.Число импульсов Б образованныхотражением излучения зеркалами 33и сосчитанных реверсивным счетчиком38, определяет угол Ю поворота валаэлектрода 24 согласно соотношению где И - число зеркал 33 надиске 32(фиг. 2) .Так как по поверхности покрытия вала-электрода 24 прокатывается лента, то углу перемещения о можно сопоставить линейные перемещения ленты от начала отсчета координаты и таким образом отсчитать величину продольной координаты Ь испытуемого участка ленты 10 Ь=г И360(7) Так как осуществить отметку обнаруженного в ленте дефектногогде г - рациус вала-электрода 24, м.Если при перемещении испытуемой ленты 10 в прямом направлении (сплошная стрелка на фиг. 2) под электроды 19 попадают бездефектные участки ленты 10 (в которых отсутствуют сквозные отверстия), то током, проходящим через резисторы 22 и базаэмиттерные переходы транзисторов 21, последние полностью открываются, а значения переменных на выходе каналов 1 - 1 дефектоскопа соответствуют логическому "0". Таким образом, бездефектные качественные участки ленты представляются наличием логического "0" на выходе канала дефектоскопа 1.. Если при перемещении испытуемой ленты в прямом направлении под электроды 19 попадают участки со сквозны. ми отверстиями (дефектные участки). то раствор электролита затекает в эти отверстия, закорачивает электроды 19 и 21 и, следовательно, база-эмит- терные переходы транзисторов 21. При этом ток базы резко уменьшается и транзисторы 21 закрываются, а значения переменных на выходе каналов 1 - 1 соответствуют логической 1Таким. образом, дефектные участки ленты 10 представляются в предлагаемом устройстве наличием логической "1" на выходе канала дефектоскопаместа под электродами 19 не представляется возможным, то в устройстве реализована следующая процедура отметки. Координаты дефектного места записываются в блок 2 или 3 памяти на линии 77 контроля (фиг.4) на которой расположен дефектоскоп 1 Затем на расстоянии Ь от линии 77 контроля на линии 78 отметки, на которой расположены индикаторы 6 - бзи отверстия 30, данные о координатах выводятся из блока 2 или 3 памяти на индикаторы бо - 6. Возможны различные варианты отметки места дефекта на ленте. Например, по свечению определенного индикатора оператор:определяет конкретное отверстие 30, вставляет в него химический карандаш по стеклу и делает метку на ленте, Или, например, в отверстия 30 можно вставить электромеханические отметчики типа электромагнита, на конце подвижного якоря кото" рого закреплен химический. карандаш.Обмотка электромагнита соединена с соответствунйим индикатором б - баасу При поступлении на индикатор 6- 6сигнала о наличии дефекта якорь втягивается в катушку электромаг" нита и с помощью закрепленного на нем карандаша делает метку дефектного места и т.д.Линейное расстояние между двумя . соседними импульсами, последовательно поступающими на вход прямого (+1) счета счетчика 38, выбирают равным шагу О , т.е. длине зоны контроля дефектов каждым каналом 1 - 1о вдоль направления прокатки испытуемой ленты 10. Расстояние Ь между линиями контроля и отметки выбирают так, чтобы отношение Ь /О было целым числом, например 64 шага вдоль длины ленты, Количество участков вдоль ширины Нленты в одном шаге а . равно числу каналов дефектоскопа 1, т.е, в рассматриваемом примере равно 256, Таким образом, поле . ленты 10 между линиями контроля и отметки условно разбивается на участки, общее количество которых равно 64 х 256. Каждый иэ этих участков с помощью двоичных кодов номера канала и номера шага адресуетсяк определенной ячейке блоков 2 и 3 памяти, а состояние участка (дефект ный или качественный) в виде логической "1" или "0" записывается в ячейку на линии контроля и считывается на нее на линии отметки,В нулевом состоянии счетчика38 датчика 4 в ячейки памяти нуле вогс столбца блока 2 по адресамячеек, формируемых счетчиком 8, приналичии логической "1" на запускающем входе 18 в.течение времени Сдействия тактового импульса генератора 109 производится запись состояния (дефектный или качественный) участковленты 10, находящихся на линии 77контроля в .области Ь (фиг. 4).Одновременно из ячеек памяти нуле вого столбца блока 3 памяти по адресам ячеек, формируемым счетчиком 8,при наличии логической "1" на счетномлвходе .в течение временидействиятактового импульса производится считывание информации о состоянии участ 20ков ленты, уже прошедших контроль,находящихся в области Ь и прошедшихк линии 78 отметки (фиг. 4, нулевойстолбец в области Ь) . В области 1, 25 находятся участки ленты 10, ужепрошедшие контроль, информация о ихсостоянии записана в блок 3 памятии выводится из него последовательношаг за шагом на линии 78 отметки.30 Считанная из блока 3 информацияо состоянии ячеек нулевого столбцапоступает с выхода блока 3 на информационный вход демультиплексора 5,на адресные входы которого с выходасчетчика 8 поступает двоичный кодадресов ячеек блока 3, формируемыйсчетчиком 8. Демультиплексор 5 всоответствии к кодам адреса ячеек(т.е, адреса каналов мультиплексо- .40 ра 7) выводит информацию о состоянии ячеек нулевого столбца блока 2(т.е. участков ленты 10, номер шагакоторых равен нулю) на индикаторы6- 65. Если в участках 0-255 45 нулевого шага 8 области Ь (информация о состоянии которых содержится в блоке 3) имеются дефектныеучастки, то по сигналам демультиплексора 5 привод останавливает переме щение ленты 10 и дает звуковой сигнал о наличии деФектных участковна линии отметки. С,демультиплексора5 логические "1" поступают на теиндикаторы, участки ленты 1 О кото рых в зоне нулевого шага ц дефектны. Светодиоды этих индикаторов загораются и указывают оператору дефектные участки в нулевом шаге пен.ты 10. Оператор производит визуальный осмотр светодиодов (индикаторов,6 О ) и, вставляя химическийкарандаш по стеклу, в отверстия, соответствующие светящимся индикаторам,наносит на ленту. 10 метки дефектныхучастков, имеющихся в нулевом шаге.Затем оператор вновь запускает привод и лента 16 перемещается дальшев прямом направлении. 1 О При перемещении ленты на один . следующий шаг, в прямом направлении к линии 77 контроля подходит первый шаг зоны Ь, , а к линии 78 отметки - 15 первый шаг зоны Ь испытуемой ленты 10,. с Фотодиодов 34 и 35 на входы блока 37,поступают очередные два импульса, из которых пороговый элемент регистрирует только импульс Фотодиода 35, По этому импульсу пороговый элемент выключает блоки 2 и 3 памяти на время ь и в течениелэтого времени передает импульс Фото- диода 35 на вход прямого счета счетчика 38 который переходит из нулевого в единичное состояние, увеличивая таким образом на единицу адрес столба ячеек блоков 2 и 3 памяти. В этом состоянии устройство переходит к контролю состояния участков на первом шаге зоны Ь, и чтению информации о состоянии уже проконтролированных участков на первом шаге эоны Ь 1. При этом на адресные входы блоков 2 и 3 счетчика 38 датчика 4 поступает двоичный код первого столбца (соответствующий коду перво го шага на испытуемой ленте 10). Далее производится запись состояния участков ленты зоны Ь, на первом шаге в блок 2 памяти, а также чтение и передача на индикатор 6 иэ ячеек памяти первого столбца блока 3 информации о состоянии участков на. первом шаге зоны Ь.По окончании отметки и контроля качества 255-го участка 63-го шага в зонах Ь и Ь испытуемой ленты 10, к линиям контроля 77 и отметки 78 подходят нулевые шаги зон Ь, и Ь соответственно, а счетчик 38 датчика 4 по сигналу с Фотодиода 35 в течение времени , переходит иэ 63-го состояния в нулевое.По окончании отметки и контроля качества 255-го участка 63-го шага в зонах Ь и Ь испытуемой ленты 10 к линиям 77 контроля и отметки 78 подходят нулевые шаги зон Ь и Ь, соответственно, а счетчик 38 датчика 4 снова переходит из 63-го состояния в нулевое.Далее процесс работы устройства ,Многократно повторяется в вышеуказанной последовательности.