Устройство для ультразвукового контроля затяжки резьбовых соединений

(54 С 01 И ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вторым выхоому входу а третьим ду генератора а ю щ е е с я блок уп ключенн Ьормир - к вт атор, о ен ные к вт дом пер ателя,ому вхо выходо и инди тем, ч 8)тельство СССР29/00, 1980. повышения быстр ел ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, содержащее последовательно соединенные генератор, пьезопреобразователь, усилитель, первый формирователь, линию задержки и второй Формирователь, подключенный к первому входу генератора, последовательно соединенные демодулятор, входом подключенный к выходу усилителя, и блок автоматической регулировки усиления, выходом подключенный к второму входу усилителя, последовательно соеци" действия, оно снабжено последовательно соединенными кварцевым генератором, преобразователем время -число импульсов, вторым входом подключенным к выходу второго формиро"вателя, вторым выходом - к входублока управления, реверсивным счетчиком, вторым входом подключеннымк четвертому выходу блока управления, а вторым выходом - к второмувходу индикатора, и регистром, вторым входом подключенным.к пятомувыходу блока управления, а выходомк второму входу реверсивного счетчика1 1188Изобретение относится к устройст вам для измерения Физических параметров тел, в частности к ультразвуковому контролю напряжения (усилия)затяжки в резьбовых соединениях.Целью изобретения является повы-шение быстродействия.На чертеже приведена блок-схемаустройства для ультразвукового контроля затяжки резьбовых соединений. 1 ОУстройство содержит последовательно соединенные генератор 1, пьеэопреобраэователь , усилитель 3,первый Формирователь 4, линию 5 задержки и второй Формирователь 6, 15 подключенный к первому входу генератора 1, последовательно соединенные демодулятор 7, входом подключенный к выходу усилителя 3, и блок 8 автоматичеСкой регулировки усиления 20(АРУ), выходом подключенный к второму входу усилителя 3, последовательно соединеные блок 9 управления, вторым выходом подключенный к второму входу первого Формирователя 4, а третьим - к второму входу генератора1, индикатор 10, последовательносоединенные кварцевый генератор 11, преобразователь 12 время - число импульсов, вторым входом подключенныйЗОк выходу второго Формирователя 6, а вторым выходом - к входу блока 9 управления, реверсивный счетчик 13, вторым входом подключенный к четвертому выходу блока 9 управления, а вторым выходом - к второму входу индикатора 10, и регистр 14, вторым входом подключенный к пятому выходу блока 9 управления, а выходом - квторому входуреверсивного счетчика 3.40Устройство работает следующим образом.Блок 9 управления в. начальный момент запускает генератор 1, который вырабатывает электрический зондирую щий импульс, которым возбуждается пьезопреобразователь 2. Пьезообразователь 2, акустически связанный с контролируемой деталью, например болтом, преобразует электрический им пульс в акустический и вводит ультра. звуковые колебания (УЗК) в болт. УЗК, отражаясь от противоположного торца болта, поступают вновь на пьеэообразователь 2, где преобразуются 55 в электрические колебания и поступа" ют на усилитель 3. Здесь они усиливаются до определенного уровня за 639счет охвата усилителя обратной связью, состоящей из демодулятора 7 иблока 8 АРУ. Усиление до определенного уровня позволяет исключить дополнительную погрешность измерения,Усиленный отраженный импульс поступает на первый Формирователь 4,который настроен блоком 9 управленияна срабатывание от переднего Фронтапервого отраженного импульса. Срабатывая, первый Формирователь 4 возбуждает линию 5 задержки, с выхода которой через время задержки Тна вто.рой Формирователь 6 поступает им-,пульс, от которого он срабатываети сФормированным импульсом запускаетгенератор 1. Генератор 1 вновь возбуждает пьезопреобраэователь 2 и далее процесс повторяется аналогично.При этом в системе устройство - контролируемый болт создается непрерывная импульсная циркуляция с перио .дом, определяемым временем прохождения УЗК тела болта и временемзадержки в схеме устройстваТ,= Т+ сэ,где Т период непрерывноч импульсной циркуляции;- время прохождения УЗК телаболта;Т в . задержка, осуществляемаяв устройстве,Если первый Формирователь 4 на-строен блоком 9 управления на срабатывание от переднего Фронта зондирующего импульса, то в системе уст-ройство - контролируемый болт темиже элементами устройства создаетсянепрерывная импульсная циркуляцияс периодом Тц, =- г, т,е. определяе-.мым временем задержки в схеме устройства.В первом цикле работы устройства первый Формирователь 4 настроен на срабатывание от переднего Фронта зондирующего импульса, т,е. период непрерывной импульсной циркуляции Т, равен . Преобразователь 12 Формйрует импульс длительностью (в зависимости от необходимой точности) 10 Т 100 Т, или 1000 То, и т.д, Этот импульс в преобразователе 12 заполняется импульсами кварцованноч частоты, поступающими с кварцевого генератора 11. Таким образом, с преобразователя 12 на реверсивный счетчик 13 поступают импульсы, количество которых определяется длительнос188639 1 О 15 20 25 30 35 40 50 55 3 1 тью периода Т = с . Реверсивныйсчетчик 13, сброшенный блоком 9 управления в начальный момент в ноль и настроенный на сложение, считает поступающие на него импульсы, тем самым преобразует длительность Т = = С в число в двоично-десятичном5коде. По окончании пачки импульсов, формируемой преобразователем 12, блок 9.управления по команде с преоб раэователя 12 перестраивает реверсивный счетчик 13 на вычитание, а первый формирователь 4 на срабатывайие от переднего фронта первого отраженного импульса. В этом случае в системе устройство -.контролируемый болт возникает непрерывная импульсная циркуляция с периодом Т,С + с (определяемым задержкой в схеме и временем прохождения УЗК тела болта). Преобразователь 12, как и в описанном режиме, преобразует длительность Т в количество импульсов кварцованйой частоты. Реверсивный счетчик 13, работая в режиме вычитания, производит вычитание двоично-десятичного числа, определяющего длительность Т =- с + с из двоично-десятичного числа, записанного на реверсивном счетчике 13 при измерении длительности периода Т = с в первом режиме. После окончаЪния вычитания на реверсивном счетчике 13 останется число, определяющее разность с 3, - (с + с)ЯТаким образом наВ1 реверсивном счетчике 13 после вычитания получается число, характеризующее длительность времени распростра нения УЗК в болте. Это число с реверсивного счетчика 13 по команде блока 9 управления записывается в регистр 14 (знак не записывается) . Каждый последующий цикл работы устройства начинается с того, что по команде блока 9 управления в реверсивный счетчик 13 записывается число, записанное в регистр 14. Блок 9 управления вновь перестраивает первый формирователь 4 на срабатывание от переднего фронта зондирующего импульса, а реверсивный счетчик 13 переключает на сложение. При этом период непрерывной импульсной циркуляции Т, вновь равен с.Устройство работает аналогично описанному, но на реверсивном счетчике 13 в результате сложения получается число, определяемое суммой длительностей с 8 + с. Индекс "0" вговорит о том, что это значение времени распространения УЗК в теле болта измерено в начальном цикле. После окончания. сложения блок 9 управления по команде от преобразователя 12 вновь переключает реверсивный счетчик 13 на вычитание, а первый формирователь 4 - на срабатыва-" ние от переднего фронта первого отраженного импульса. При этом на реверсивном счетчике 13 происходит вы- читание(с, + с ) - (с, + с) = с, +1со где с- время прохождения УЗК телаболта;задержка.Т,е. после окончания вычитанияна реверсивном счетчике 13 получается число, характеризующее измене-:ние времени распространения УЗК втеле болта. По команде преобразователя 12 блок 9 управления переноситэто число с реверсивного счетчика 13в индикатор 10. Записи в регистр 14, производимой в начальном цикле, непроисходит, и в нем продолжает храниться значение сто . Блок 9 управления вновь устанавливает в реверсивном счетчике 13 число, записанное в,регистре 14, перестраивает реверсивный счетчик 13 на сложение, а первый формирователь 4 на срабатывание отпереднего фронта зондирующего импуль.са, и далее процесс повторяется циклически по описанному принципу. Индикатор 1 О индицирует .изменение времени прохождения УЗК тела болта. Если к болту не приложены внешние воздействия, то длина болта и скорость распространения будут постоянны, а значит время С будет одним и тем же. Индикатор 10 в этом случае будет индицировать Э, получающийся каждый раз на реверсивном счетчике,13 Если болт начать затягивать, то он будет подвержен растяжению. В результате этого происходит удлинение болта и изменение скорости распространения УЗК., Следствием этих изменений является увеличение времени распространения УЗК в теле болта ср посравнению с ср, в незатянутом болте. При этом реверсивный счетчик 13, уменьшая в режиме вычитания число, записанное в режиме сложения, дойлет88639 Составитель Л.Иванов.Техред А,Ач Корректор М.немчик Редактор А,Гулько Заказ 6738/46 Тираж 896ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал 1 ПТП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 5 11 до О, переключится блоком 9 управления на режим сложения и таким образом сосчитает разность , отличную от О, Как известно, Ьр связано с напряжением в болте (усилием затяжки) нелинейной зависимостью. Используя показания индикатора 10, можно с помощью тарировочных таблиц нли графиков очень точно измерить напряжение в болте или усилие затяжки.Таким обрйзом, устройство позволяет совместить во времени процесс измерения и вычисления и тем самьв повысить быстродействие,