Устройство для исследования макроструктуры пористых материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХйийашсзвиРЕСПУБЛИК 69 (11) ТЕН ьный СССРССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЮ ПИСАНИЕ ИЗО(прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО Д 11 Я ИССЛЕДОВАНИЯ . ИАКРОСТРУКТУРЫ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее сканирукицее устройство с управляющим входом и последовательно соединенные устройство запуска, подключенное к генератору образцовыхимпульсов, блок сортировки импульсов и импульсный счетчик, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения информативности и точности диагностики структуры матерна фла, в него введены задатчик полярносги видеоймпульсов, источник образцоюго напряжения и компаратор, первход которого соединен с источникомобразцового налряжения, а выход - суправляющим входом сканирующего уст"ройства, выход сканирующего устройства соединен со вторым входомкомпаратора и с входом задатчика полярности видеоимпульсов, выход которого подключен к устройству запуска,40 Целью изобретения является повышение информативности и точности диагностики структуры материала.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследования макроструктуры пористых материалов, содержащее сканирующее уст 1 1130Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для исследования поверхностной структуры материалов, вчастности для контроля качества 5,строительных конструкций,Известно устройство для исследоваиия пористой структуры бетонного образца, включающее сканирующее устройство, фотоэлектронный умножитель, Оявляющийся приемником фотоответа отисследуемого образца, усилитель виеосигнала, модулятор и генераторопорных сигналов, обеспечивающиеНеобходимое преобразование видеосигнала с усилителя, и магнитофон, регистрирующий сигнал, несущий информацию о поверхности исследуемого пористого материала 1,Недостатками этого устройства 20являются сложность эксплуатации иневысокие точностные характеристики.Так,использование в качестве фотоприемника фотоэлектронного умножителя требует обеспечения условий затем нения при измерении, виброэащиты,стабилизации высоковольтного питания. Использование магнитофона вкачестве регистратора вносит дополнительные погрешности как при запи- З 0си, так и при вас;:.роизведении,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для исследования макроструктуры пористых материалов, содержащее сканирующее устройство с управляющим входом и последовательно соединенные устройство запуска, подключенное к генератору образцовыхимпульсов, блок сортировки импульсов и импульсный счетчик 21.Однако на известном устройственельзя негосредственно измерятьразмеры пор и дифференцировать норыи инородные вкрапления на поверхности пористых материалов, Кроме того,при исследовании макроструктурыпористых материалов различных цветовнеобходимо настраивать сканирующееустройство для каждого отдельногоцвета,776 2ройство с управляющим входом и последовательно соединенные устройство запуска, подключенное к генератору образцовых импульсов, блок сортировки импульсов и импульсный счетчик, введены эадатчик полярностивидеонмпульсов, источник образцового напряжения и компаратор, первыйвход которого соединен с источникомобразцового напряжения, а выход - суправляющим входом сканирующего устройства, выход сканирующего устройства соединен со вторым входомкомпаратора и с входом эадатчикаполярности видеоимпульсов, выход которого подключен к устройству запуска.На чертеже представлена структурная схема устройства для исследованиямакроструктуры пористых материалов.устройство содержит сканирующееустройство 1 с управляющим входом,компаратор 2, источник 3 образцовогонапряжения, задатчик 4 полярностивидеоимпульсов, последовательно соединенные устройства 5 запуска, подключенное к генератору 6 образцовыхимпульсов, блок 7 сортировки импульсов и импульсный счетчик 8, Первыйвход компаратора 2 соединен с источником 3 образцового напряжения,второй вход подключен к точке соединения выхода сканирующего устройства 1 и входа задатчика 4 полярности видеоимпульсов, а выходкомпаратора соединен с управляющимвходом сканирующего устройства 1.Выход эадатчика 4 полярности видео"импульсов подключен к устройству 5запуска,Устройство работает следующимобразом.Исследуемый образец помещают наподвижный предметный столик сканирующего устройства 1. Предметныйстолик перемещается в плоскостивдоль осей координат с помощью стабилизированного электропривода двигателя с кварцевой стабилизациейчастоты его вращения, что увеличивает равномерность протяжки исследуемого образца, что, в свою очередь, дает возможность получениясплошной характеристики поверхностиисследуемого образца. Поверхностьобразца сканируют световым лучомот источника света, например лазера,Световой луч, отражаясь от межпоровых перегородок, через диафрагму130776 4 3 1 попадает на фотоприемник - полупроводниковый фотодиод в сканирующем устройстве 1, Отраженный световой луч преобразуется фотодиодом в. электрические импульсы, длительность которых соответствует размерам межпороховых перегородок и пор, видео- импульсы с выхода сканирующего устройства"1 поступают на второй вход компаратора 2 и на вход задатчика 4 полярности видеоимпульсов.Управляющий вход сканирующего устройства 1 выполнен в виде электронного аттенюатора спеременным коэффициентом деления, управляемым сигналом с выхода компаратора 2. При этом регулируется размер отверстия диафрагмы, расположенной между исследуемым образцом и фотоприемником в сканирующем устройстве 1, для поддержания постоянным уровня видеосигнала на выходе сканирующего устройства 1 при исследовании пористых материалов различных цветов. Видеоимпульс, поступающий с вьпсода задатчика 4 полярности видеоимпульсов,несет информацию либо о размерах межпоровых перегородок, либо о размерах пор в зависимости от выбранного режима работы згдатчика, и поступает на вход устройства 5 запуска. Устройство 5 запуска формирует импульсы начала синхронизированные с началом видео- импульсов), разрешающие прохождение образцовых импульсов наполнения от генератора 6 образцовых импульсов и импульсов конца синхронизирован" ных с концом видеоимпульсов , запрещающих прохождение импульсов .наполнения на блок 7 сортировки импульсов, Блок 7 сортировки импульсов пропускает импульс записи на один из десяти импульсных счетчиков в зависимости от количества поступивших на него импульсов с генератора 6 образцовых импульсов. Импульсный счетчик 8 может представлять информацию на цифровые периферийные устройства - ЦПУ, дисплей и др, Пористая структура материала в целом состоит из собственно пор, распределенных в объеме материала, и межпоровых перегородок, причем в общем случае поверхность включает цветные вкрапления, Наличие последних значительно изменяет отражательную способность отдельных участков и 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 искажает информацию о действительной структуре материала, Введениеновых блоков в устройство позволяет,кроме выполняемой функции - измерения размеров и количества пор, надежно отличать поры от неоднородныхпо цвету вкраплений, исследоватьобразцы различных цветов без перестройки устройства, измерять новыйпараметр - размеры и количествомежпоровых перегородок,Достижение эффекта обеспечиваетсявведением компаратора 2, один извходов которого соединен с источник.ком 3 образцового напряжения, величимна которого принимается равной ампли"туде видеоимпульса, полученного приотражении потока от поверхности черного образца, При исследовании цветных образцов компаратор 2 сравниваетвидеоимпульсы с выхода сканирующегоустройства 1 с образцовым напряжением и автоматически регулирует поток отраженного цвета, чтобы уровень видеосигнала на его выходе былпостоянным и равным "уровню черного". В результате уровень видеосигнала на выходе сканирующего устройства 1 не будет зависеть отцвета исследуемого образца, так какпоток отраженного цвета от светлыхобразцов будет автоматически уменьшаться с помощью диафрагмы. Видеоимпульсы, полученные в результатеотражения светового потока от неоднородных цветовых вкраплений в межпоровых перегородках также сравниваются компаратором 2 с образцовым напряжением, автоматически регулируя поток отраженного цветатаким образом, чтобы уровень видеосигнала на его выходе был равным"уровню черного . В результате этогоуровень видеосигнала на выходе сканирующего устройстване будетзависеть от неоднократных цветовыхвкраплений в межпоровых перегородках,так как поток отраженного светаот вкраплений будет автоматическиизменяться при помощи диафрагмы,пропорционально их коэффициентуотражения, При переключении задатчика 4 полярности видеоимпульсов нарежим измерения межпоровых перегородок, он инвертирует полярностьвидеоимпульсов, поступающих в устройство запуска, а далее работаеттак же, как и в режиме измерения нор,Составитель Ю.КоршуновРедактор Г.Волкова Техред А.Вабинец Корректор А,ТяскоЗаказ 9602/31 Тираж 822 ПодписноеВНИИПИ Гасударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035,Москва,Ж,Раушская наб.,д.4/5 Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4 3 11307 только с.-учетом измененной нолярнос; ти видеоимпульсов. Этот режим позволяет измерять новые параметры - размеры и количество межпоровых перегородок, что также расширяет функццональные возможности и повышает дос;- товерность исследования, структуры материала. При попадании луча в поры и дефекты структуры, наблюдается падение, уровня сигнала. Селек ция межпоровых перегородок или пор по размерам ведется по прямым или инвертированным (с помощвю задатчика полярности) импульсам,При постоянной скорости перемещения луча 15 по отношению к материалу длительность сигналов представляет собой параметр, характеризующий размер пор. "Сортировка" с помощью особой электронной схемы. импульсов по 20 длительнос ти соответствует распределению пор по размерам, Для этого 76 6весь исследуемый диапазон. размеров делится на ряд размерных .групп.Количество импульсов в каждой группе, соответствующих по длительности определенным размерным интервалам, суммируется н определя ется их содержание в общем числе импульсов.Технико-экономический эффект .1 изобретения по сравнению с известным устройством выражается в уменьшении.времени измерения более, чем . в 1,5 раза эа счет увеличения информативности рабочего сигнала. .Тем, самым повышается проиэводитейР- ность труда в процессе контроля материалов. За счет автоматизации процедуры перенастройки установки значительно упрощается измерительная процедура, что снижает требование к квалификации обслуживающего ,персонала,