Устройство для неразрушающего контроля резонансным методом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК элект им.В. ГОСУД)ЧфСТВсННЫЙ КОМИТЕТ СССР(71) Ленинградский ордена Ленинаротехнический институтИ.Ульянова (Ленина)(56) Никитин К.Е, Установка килогерцового диапазона для автоматического измерения внутреннего трения и модуля Юнга. - Заводская лаборатория, 1982, т 48, У 5, с.76 - 79.Большаков В.П., Панферов Д.И.и др. Автоматизация резонансного не- разрушающего контроля качества малогабаритных изделий. Тезисы Всесоюзной конференции: Измерение и контроль при автоматизации производственных процессов. Барнаул, 1982, ч.1, с.138.(54) (57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУША ЮЩЕГО КОНТРОЛЯ РЕЗОНАНСНЫМ МЕТОДОМ, содержащее последовательно электро- акустически соединенные излучающий и приемный преобразователи, регуля- . тор частоты и управляемый генератор, последовательно соединенные частотомер и вычислитель-регистратор, причем запускающий вход частотомера соединен с вторым выходом регулятора частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства,80.1196757 А(51) 4 С 01 М 29 04 оно снабжено двумя синхронными переключателями, двумя переключателями и инвертором, вычислитель-регистратор выполнен в виде общей шины данных, шины адресов, генератора синхроимпульсов, процессора, блока памяти, блока оперативной памяти, двух буферных регистров, управляющего регистра и индикатора, процессор, управляющий регистр, два буферных регистра и блок оперативной памяти соединены с общей шиной данных процессор, блок памяти и блок оперативной памяти соединены с шиной адресов, первый буферный регистр соединен с блоками памяти и оперативной памяти, ф индикатор соединен с вторым буферным регистром выход генератора синхроимпульсов соединен с вторыми входами буферных регистров, управляющего регистра и процессора, первый син- Я хронный переключатель соединен с первым и вторым выходами управляемого генератора и излучающим преобразо- шеф вателем, второй синхронный переключатель соединен с входом управляюще- ф,1 го регистра, первый переключатель 3 соединен с третьим и четвертым вы- ф .ходами управляемого генератора и входом инвертора, второй переключатель соединен с входом инвертора, выходом инвертора и входами частотомера и регулятора частоты, выход частотомера соединен с общей шиной )Ь данных.Изобретение относится к областиенеразрушающего контроля и можетбыть использовано для контроля изде-лий по частотам и декрементам ихсвободных колебаний.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства.На фиг, 1 изображена структурнаяЯгсхема усройства ДМ неразрушающегоконтроля резонансным рт,одом; нафиг. 2 д; структурная ЬФема вычислителя 4 Ф 1 гистратора; на фиг. 3 -временные диаграммы, поясняющие работу у 1 правляемого генератора,Предлагаемое устройство содержитпоследовательно электроакустическисоединенные излучающий 1 и приемный2 преобразователи, регулятор 3 частоты и управляемый генератор 4, последовательно соединенные частотомер5 и вычислитель-регистратор 6, причем запускающий вход частотомера 5соединен с вторым выходом регулятора3 частоты, два синхронных переключателя 7 и 8, два переключателя 9и 10 и инвертор 11. Вычислитель-регистратор 6 выполнен в виде общейшины 12,данных шины 13 адресов,генератора 14 синхроимпулвсов, процессора 15, блока 16 памяти, блока17 оперативной памяти, двух буферных регистров 18 и 19, управляющегорегистра 20, и индикатора 21. Процессор 15, управляющий регистр 20,два буферных регистра 18 и 19 иблок 17 оперативной памяти соединеныс общей шиной 12 данных. Процессор15, блок 16 памяти и блок 17 оперативной памяти соединены с шиной 13адресов. Первый буферный регистр 18соединен с блоком 16 памяти и блоком 17 оперативной памяти, индикатор21 соединен с вторым буферным регистром 19. Выход с генератора 14 синхроимпульсов соединен с вторыми входамибуферных регистров 18 и 19, управляющего регистра 20 и процессора 15.Первый синхронный переключатель 7соединен с первым и вторым выходамиуправляющего генератора 4 и излучающим преобразователем 1 Второйсинхронный переключатель 8 соединенвходом управляющего регистра 20,первый переключатель 9 - с третьими четвертым выходами управляемогогенератора 4 и входом инвертора 11.Второй переключатель 10 соединенс входом инвертора 11, выходом ин 15 вертора 11 и входом частотомера 5 и регулятора 3 частоты, выход частотомера 5 соединен с общей шиной 12 данных. Регулятор 3 частоты выполнен в виде последовательно соединенных фазового детектора 22, фиксато. - ра 23 окончания переходного процесса и блока 24 развертки частоты, а также интегратора 25, включенного между выходом детектора 22 и выхо-.дом блока 24 равертки частоты, Входы фазового детектора 22 образуют входы регулятора 3 частоты, выход интегратора 25 - первый выход, авыход фиксатора 23 окончания переходного процесса - второй выходрегулятора 3 частоты.Устройство для неразрушающего контроля резонансным методом ра 20 ботает следующим образом.Управляемый генератор 4 (фиг.З)на первый выход подает гармонический сигнал П, на второй выход -гармонический сигнал Б, на тре тий - прямоугольный сигнал П , начетвертый - прямоугольный сигналБ 4 . Частота сигналов одинакова,фазы П 4 и Б 4 одинаковы, сдвигфазы между Б и Б может регулироваться. Сигналы П и П синхронизованы, При определении резонансных частот первый сихронный переключатель 7 пропускает на излучающий преобразователь 1 сигнал ПРезонансные частоты определяются по,фазовому признаку, согласно которому угол сдвига фаз между внешнимивозбуждениями и вызываемыми нмидеформациями на резонансе равен - 40 - . Если приемный преобразова 2тель измеряет скорость, угол сдвигафаз равен нулю, если ускорение, угол11равен . - , Поэтому необходимы пере 245 ключатели 9 и 10 и инвертор 11,обеспечивающие синфазность сигналов.на входе регулятора 3 частоты(фиг.ЗО, 9, Ф ), Начальное значениечастоты испытательного сигнала за О дается напряжением с выхода регулятора 3 частоты. Если частота испыта-.тельного сигнала управляемого генератора 4 ниже резонансной частотыконтролируемого изделия, на втором 55 входе фазового детектора-регулятора 3 частоты формируются импульсыотрицательной полярности, ширинакоторых пропорциональна измеряемойодин раз за период колебаний разности фаз на входах регулятора 3 частоты,Это приводит к нарастанию сигналов на входе управляемого генератора 4, В результате частота генератора 4 увеличивается до значения при котором на входах регулятора 3 частоты сигналы окажутся в фазе. Вблизи резонансной частоты относительная длительность импульсов на выходе фазового детектора 22 оказывается меньше некоторой величины, сравнение с которой осуществляет схема 23 фиксации окончания переходного процесса. Сигнал с выхода этой схемы запускает частотомер 5, который измеряет резонансную частоту или период резонан-. сных колебаний. Значение частоты в цифровом квде, записывается по команде, поступающей через второй синхронный переключатель 8,Режим определения логарифмического декремента свободных колебаний . контролируемого изделия задается включением синхронных переключателей 7 и 8 в положении, когда на излучающий преобразователь 1 подается сигнал 0 .Логарифмический декремент У свободных колебаний с частотой Я системы с вязким трением определяется по формуле 96757где( - угол сдвига фаз междувнешним возбуждением 0и перемещением контролируемого изделия;5б - частота установившихсявынужденных колебаний.В режиме определения декрементаавтонастройка частоты управляемогогенератора 4 производится на часто О ту Я когда фазовый уголоказывается равным агсС 81 (фиг. 3 г,д,е),В соответствии с выражением (1)величина 1 может быть вычисленакак15(2)Расчет величины 3 осуществляетсяпроцессором 15 по команде с второгосинхронного переключателя 8.20 Таким образом, устройство для неразрушающего контроля резонанснымметодом позволяет автоматически измерить резонансные и околореэонансныечастоты изделий при различных режимахработы механоэлектрического преобразователя. Полученные значения можноиспользовать как показатели качестваизделия. Кроме того, устройствопозволяет измерять логарифмический 30 декремент затухания и использоватьего как показатель качества или технического,состояния изделия,тем самым расширяются функциональные возможности устройства.