Твердомер

(505 6 01 й 3/40 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ величину, исти, 1 ил.Изобретение о ной технике, а име акустического материалов, и може измерения твердо иэделий.Целью изобрет ние точности измер алов, носится к испытательно к методам электроонтроля твердости быть использовано для ти термаобработанных ения является повыше- ения твердости материтавлена блок-схем АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Д 1) 4935971/28(71) Научно-производственное объединениепо технологии машиностроения "РостНИИТМ"(56) Авторское свидетельство СССРВ 297000; кл. 6 01 й 3/40, 1971.(57) Изобретение может быть использованопри контроле твердости материалов, ТверНа чертеже предс а устройстваЦиФровой твердомер содержит стержень 1 с жестко закрепленным на одном канав индентором 2 и на другом - массой 3, Датчики приема 4 и возбуждения ультразвуковых колебаний 5, усилитель 5, который вместе с датчиками 4 и 5 образует генератор 7, задающий колебания стержня 1 (ГС), выход которого соединен со входами первого 8 и второго 9 смесителей частот: генератор ГНГ 10,.соединенный со 2-м входом смесителя 8; генератор ГУН 11, выход которого соединен со 2-м входам смесителя 9; фильтр ю.Я 2 а 11 1820296 А 1 домер включает стержень с закрепленным на нем индентором и массой, датчики приема и возбуждения ультразвуковых колебаний, усилитель. Частота колебаний стержня, пропорциональная твердости контролируемого материала, преобразуется в число твердости, представляемое на цифровом табло. Преобразование сигнала происходит в цифровом виде путем деления его наропорциональную числу твердоФНЧ 12 соединен своим входом с выходом смесителя 9 и выходом - со входом формирователя 13, ка второму входу которого присоединен выход генератора ГВГ 14; электронный ключ 15, входы которого соединены с входами смесителя 8 и формирователя 13, а выход - с блоком представления информации 16.Цифровой твердомер работает следующим образом,Стержень 1 с закрепленными на нем индентором 2 и массой 3, датчиком приема 4 и возбуждения ультразвуковых колебаний 5, усилитель 6 составляют преобразователь твердомера, являющийся резонансной колебательной системой - генераторам 7. При включении электрического питания в стержне возбуждаются ультразвуковые колебания па частоте, равной резонансной частоте свободных колебаний стержня, Одновременна генератор 10, генератор 11, генератор 14 начинают генерировать последовательности импульсов определен 1820296ных частот, соответственно бо, б 1, 114. Частоту колебаний генератора 11111 устанзвливают равной частоте свободных колебаний стержня 1, т.е. частоте колебаний генератора 7,111=17. Сигналы т 11 и 17 поступают на вход второго смесителя частот 9, на выходе которого появится раэностная частота М 1- "тт - т 11. При колебаниях в воздухе, со свободным концом, Ю 1 = О.При измерении твердости, т.е. при нагружении индентора стержня, частота колебаний стержня изменится и будет равна 17 (у всех стержневых преобразователей она повышается). Изменится и разность частот М 1 = (тт - б 1). поступающая на вход ФНЧ 12. При достижении наперед заданной разности, которая равняется граничной частоте ФНЧ - частота среза, цифровой ФНЧ 12 выдает логический сигнал, который управляет работой формирователя 13, разрешает ему счет импульсов; поступающих на второй вход формирователя 13 от генератора 14, генерирующего импульсы частотой 714. Сигналы генератора 51 о и 1 т поступают нз входы(первого смесителя 8, на выходе которого появится разностный сигнал Ж 2 = Ь - 11 о,( который поступает на вход электронного ключа 15. На второй вход ключа 15 поступает сигнал т 14, являющийся для ключа 15 управляющим - он открывает ключ на время действия импульсов 114.С выхода ключа 15 сигнал считывается блоком представления информации 16. За время действия 114 через ключ 15 проходит количество импульсов, соответствующее величине измеряемой твердости, з в соответствии с этим количеством блок представления информации 16 выдает число в единицах твердости.Для конкретного датчика заранее известна градуировочная зависимость, из которой однозначно следует соответствие частоты колебаний стержня данному значению твердости, Пусть твердости Т 1 соответствует чзстота преобразователя 11, а твердости Т 2 - частота 2, Обозначим частотугенератора 10 нижней границы через р, ачерез т длительность импульсов, генерируемых генератором 14, определяющим верхнюю границу диапазона. Во время действияимпульса т открыт ключ 15.Составим систему уравнениЯ:1 о - 112 - разность частот при минимальной твердости;4 р - з - разность частот при.максимальной твердости;и = Т 1 - число минимальной твердости;а = Т 2 - число максимальной твердости.Решая систему уравнений, найдем ф, т,г, з, по заданным т 1. 12, Т 1 Т 2.Число 1 о есть частота 1 о генератора,число т- длительность импульсов ю генератора 14 и косвенно их частота следования.Формула изобретения Твердомер, содержащий корпус, установленный в нем стержень, жестко закрепленные на одном его конце индентор, а на 25 другом - массу, размещенную между корпусом и массой пружину, датчики приема и возбуждения ультразвуковых колебаний стержня и соединенный с ними усилитель, отл и ч а ю щи й с я тем. что, с целью 30 повышения точности, он снабжен последовательно соединенными генератором установки нижней границы динамического диапазона, первым смесителем частот, электронным ключом и блоком представле ния информации, последовательно соединенными генератором установки нулевой разности частот свободных колебаний стержня, вторым смесителем частот, фильтром нижних частот, формирователем и генера тором верхней границы динамического диапазона, выход (1 ервого смесителя частот соединен с вторым входом второго смесителя и с усилителем, а второй вход электронного ключа связан с формирователем.1820296 Редактор аказ 2026 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101Составитель Е.ЛодусТехред М.Моргентал Корректор И.Шмакова