Устройство для неразрушающего контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 9) ЯО 187 1 М 25/72 ЕНИЯ ВТОРИЧНОМУ СВ ЕЛЬСТ во СССР967.СССР980 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗ(54)(,57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАКЩЕГО КОНТРОЛЯ вибропрочности изделий,содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и злектродинаьический вибровозбудитель, а также приемники тепла, устанавпиваемые над контролируемым участком изделия и соединенные с регистратором через предварительный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности контроля вибропрочности конструкций, устройство дополнительно снабжено фильтром нижних частот, анализатором спектра мощности и интегратором, причем выход предварительного усилителя подключен к входу регистратора через соединенные последовательно фильтр нижних частот, анализатор спектра мощностии интегратор.Изобретение относится к дефектоскопии конструкций и материалов и может быть использовано при их контроле в отраслях машиностроения.Известно устройство для теплового 5 неразрушающего контроля и дефектоскопии изделий цилиндрической формы, основанное на нагреве иэделия и обнаружении теплового излучения с его поверхности 1.1 ОНедостатком указанного устройства является необходимость равномерного нагрева всей поверхности контролируемого изделия, причем температура в области дефекта лишь незначительно пре вышает температуру поверхности вне дефекта. Поскольку общий фон темпера- туры изделия достаточно высок, чувствительность и разрешающая способность устройства,а следовательно,и точность20 устройства относительно невелики,Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные 25 генератор, усилитель мощности и электродинамический вибровозбудитель, а также приемник тепла,установленныенад контролируемым участком изделия,соединенные с регистратором через 30предварительный усилитель 2.Недостатком указанной установкиявляется относительно малая ее точность в связи с отсутствием средствколичественной оценки дефекта, а 35также динамики его развития при вибронагружениях конструкций,Целью изобретения является повышение точности контроля вибропрочности конструкций. 40 Поставленная цель достигается тем, что устройство для нераэрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и электродинамический вибровозбудитель, а также приемники тепла, устанавливаемые над контролируемым участком изделия и соединенные с регистратором через предваритель ный усилитель, дополнительно снабжено фильтром нижних частот, анализатором спектра мощности и интегратором, причем выход предварительного усилителя подключен к входу регист ратора через соединенные последовательно фильтр нижних частот анализатор спектра мощности и интегратор,На чертеже показана схема установки для неразрушающего контроляизделий,Установка содержит электродинамический вибровоэбудитель 1, на котором установлена контролируемая конструкция 2, К входу злектродинамического вибровоэбудителя 1 подключен вьжод генератора 3 через соединенный последовательно с ним усилитель 4 мощности. Над участком контролируемой конструкции 2 установленприемник 5 тепла, который через соединенные последовательно предварительный усилитель б,фильтр 7 нижнихчастот, анализатор 8 спектра мощности и интегратор 9 подключен к входурегистратора 10.Устройство работает следующим образом.От генератора 3 через последовательно соединенный с ним усилитель 4мощности, обеспечивающий усилениесигнала по мощности сигнала задающего генератора 3, на вход вибровозбудителя 1 подается сигнал некоторойзаданной частоты и амплитуды, приводящий в действие вибровозбудитгль 1,на столе которого установлена конструкция 2, испытываемая на вибропрочность. Контроль вибропрочностиконструкции осуществляется следующимобразом,Над контролируемым участком 2 устанавливается приемник 5 тепла. Привибронагружении конструкции 2 благодаря внутреннему трению, возникающему в образце, эа цикл напряжения вы"деляется некоторое количество тепла,в результате чего участок конструкции, подверженный циклической деформации, нагревается до некоторой температуры. Интенсивность тепловыделения участка конструкции 2 зависит отработы, совершаемой эа счет внутреннего трения в образце, Если совершаемая работа приводит к разрушению образца, интенсивность тепловыделения.возрастает, и температура контролируемого участка повышается, так кактеплоотвод остается неизменным. Приемник 5 тепла, установленный над контролируемым участком конструкции 2,.воспринимает выделившееся тепло, и на его выходе образуется изменяющийся во времени электрический сигнал, пропорциональный интенсивносЗаказ 2313/33 Тираж 897 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 тн тепловыделения при ибронагруже -нии,Этот электрический сигнал поступает на вход предварительного усилителя 6, где усиливается по мощности,необходимой для последующего анализа. С выхода усилителя 6 усиленныйпо мощности сигнал подается. на входфильтра 7 нижних частот и ограниченный по спектру высоких частот до некоторой верхней граничной частотыанализа, зависящей от частоты вибронагружения и резонансной частоты конструкции 2, сигнал с выхода фильтра 7 нижних частот поступает на вход анализатора 8 спектра мощности. В анализаторе 8 спектра мощности частотнозависнмый электрический сигнал, характеризующий интенсивность тепловыделения контролируемого участка конструкции 2, раскладывается в ряд Фурьеи квадрат амплитуды сигнала на каждойиэ .гармонических составляющих относится к ширине частотной полосы анализа в пределах разрешающей способности анализатора 8 спектра мощности.Таким образом, на выходе анализатора8 спектра мощности образуется электрический сигнал, амнлитуда которогоявляется функцией частоты измененияинтенсивности тепловыделения конструкции 2. Очевидно, что эта оценка сигнала будет зависеть как от режимоввибронагружения, так и от свойств конструкции, в том числе от ее запаса35прочности.(:С выхода анализатора 8 спектрамощности сигнал поступает на вход интегратора 9, где осуществляется вы -числение подынтегральной площади криОвой сигнала за время интегрирования,выбранное из условий желаемого интервала наблюдения процесса виброиспыта - ния конструкции, например, за 1000 циклов нагружения .Си гнал, получен ный на выходе ин те гратора 9, поступает на вход регистратора 10, где фиксируется отметка, характеризующая интенсивность тепловыделения за некоторое число циклон вибронагружения.Последующие отметки интегрального значения величины спектра мощности интенсивности тепловыделения за последующие циклы нагружения сравниваются на выходе регистратора О и характеризуют, таким образом, состояние тепловыделения конструкции. Если оценка тепловыделения постоянна, то вибропрочность конструкции достаточна для данных режимов нагружения.При росте величины тепловыделения развивается процесс разрушения конструкции.Таким образом, совокупность блоков фильтра 7 нижних частот, анализатора 8 спектра мощности и интегратора 9 обеспечивают повышение точности контроля вибропрочности конструкции за счет того, что во-первых, позволяют в количественной форме соотнести режимы вибронагружения и интенсивность тепловыделения как параметр физических процессов, характеризующих внутреннее трение и, вовторых, этот параметр является частотнозависимым как от режимов нагружения, так и от собственных резонансных свойств конструкции.Кроме того, точность контроля повышается за счет того, что достигается непрерывность наблюдения во времени и сопоставления полученйых оценок за равные интервалы наблюдения,