Устройство для контроля качества изделий

(46) 15.11.90, Вюл71) Московский и 9 42женерно-физич лодц СССР1986.КАЧБСТВА носится к н разцов мате раэруиалов возбуждени ковых резон ыть использ я массового нсны вано кон про- исЦель изобретенияиэводительности кон за сче збужде пользования режима автоколебаний в ко ам зде ро ем наяна иг. 1 изобрредлагаемог на ст трук йств схем ООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ПНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение отшающему контролю оби изделий с помощьюгистрации ультразвуколебаний и может бв промышленности дл Изобретение относится к неразрушающему контролю образцов материалов и иэделий с помощью возбуждения и регистрации ультразвуковых резонансных колебаний и может быть использовано в областях промышленности для массового контроля качества изделий из различных керамических, металлокерамических и металлических материалов в форме диск, цилиндра, втулки и т.д.- повышениетроля т роля качества иэделий из различных керамических, металлокерамических и металлических материалов в форме дис " ка, цилиндра, втулки и т.д. Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет использования режима самовозбуждения автоколебаний в контролируемом изделии. На измерительной позиции осуществляется измерение массогабаритных характеристик иэделия, а также частоты автоколебаний акусгоэлектронной системы, определяемой степенью дефектности изделия. Частота сравнивается с эталонной, зависящей от массогабаритных характери-; стик а результат сравнения позволяе ет судить о. степени дефектности изб.,элия, 1 з.п. Ф-лы, 2 ил,Фиг. 2 - вариант выполнения блока усилителей.Устройство содержит электроакустически последовательно соединенные возбудитель (излучатель) 1 колебаний и приемник 2 колебаний, последователв. но соединенные первый датчик 3 перемещений, предназначенный для механической связи с иэделием, первый преобразователь 4 перемещение - напряжение, перемножитель 5, делитель 6, генератор 7, управляемый напряжениеми блок 8 индикации, последовательно соединенные второи датчик 9 перемещения, предназначенный для механической связи с изделием, и второй преобразователь 10 перемещение - напряжение, выход которого соединен с вторым вхо 1606925, дом перемножителя 5, последовательносоединенные упругий элемент 11, предназначенный для механической связи сизделием, датчик 12 упругой деформации и преобразователь 13 деформация - напряжение, выход которого соединен с вторым входом делителя 6, последовательно соединенные блок 14усилителей и амплитудный детектор 15, 10выход делителя 6 соединен с первымвходом блока 14 усилителей, выход последнего соединен с вторым входомблока 8 индикации, последовательно,ключ 17 и компрессор 18, фазовращатель 19, включенный между выходомблока 14 усилителей и возбудителем1 колебаний, выход амплитудного детектора 15 соединен с входом компаратора 16 и вторым входом аналоговогоключа 17, второй входкомпрессора 18соединен с приемником 2 колебаний,выход - с вторым входом блока 14 усилителей, а выход блока 8 индикациисоединен с третьим входом блбка 14усилителей, блок 14 усилителей выполнен из масштабно-перестраиваемыхполосовых фильтров 20, регистра 21сдвига, аналогового коммутатора 22и усилителя 23 мощности, выходы регистра 21 сдвига соединены с входамиуправления аналогового коммутатора 22,а его вход является третьим входомблока 14 усилителей, выходы масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров3520 соединены с входами аналоговогокоммутатора 22, выходы которого объединены и соединены с входом усилителя 23 мощности, выход которого явля 40ется выходом блока усилителей, входыуправления масштабно-перестраиваемыхполосовых фильтров 20 объединены иявляются первым входом блока 14 усилителей, а информационные входы масш -табно-перестраиваемых фильтров 20объединены и служат вторым входом бло ка 14 усилителей.Устройство работает следующим образом,Контролируемое изделие устанавливают на первую измерительную позицию,на которой осуществляется измерениекак геометрических размеров и массы,так и параметров резонансных механических колебаний в режиме самовоэбуждения контролируемого изделия, которое устанавливают на блок преобразователей, акустически соединяя приемник 2 и возбудитель 1. Режим самовозбуждения реализуется с использованием блоков 14 и 19. Настройку блока 14 усилителей на требуемый частотный диапазон, отвечающий значению резонансной частоты изделия, осуществляют аналоговым. напряжением, поступающим с выхода делителя 6 на управляемый элемент перестройки по частоте полосового фильтра блока 14 усилителей. При этом частотное окно Ь Г полосового фильтра устанавливают на значение частоты пропускания в ббласти Г = 1. Е/, где К - коэффициент формы и размеров; О - плотность материала изделия; Е - модуль упругости.Настройку фазовращателя 19 (для компенсации сдвигов фаз, возникающих в приемно-излучающей системе) осущест вляют при акустическом замыкании излучателя (возбудителя) 1 и приемника 2 и последующем подборе сдвига фаз фазовращателя 19 для устойчивого самовозбуждения. Для исключения нелинейных искажений выходного напряжения с блока 14 в петле положительной обратной связи введена задержанная автоматическая регулировка усиления (АРУ)7 реализованная на блоках 18, 15, 16 и 17, которая работает следующим образом. Выходное напряжение с блока 14 усилителей детектируется амплитудным детектором 15 и подается на вход аналогового ключа 17 и вход компаратора 16 напряжений, При достижении уровня напряжения значения опорного напряжения компаратор 16 вырабатывает разрешающий импульс, переключающий аналоговый ключ 17 в режим линейного пропусканияПри этом напряжение с детектора 15 подается на амплитудный компрессор 18, который уменьшает до определенного уровня значение амплитуды напряжения на входе блока 14 усилителей.Резонансная частота изделия фиксируется в блоке 8 индикации и сравнивается с эталонной частотой ГЭ, которая подается яа второй вход блока 8 и ,.ндикации с генератора 7, управляемого напряжением. Генератор 7 перестраивается по частоте в заданном интервале аналоговым напряжением делителя 6, которое пропорционально размерам и массе контролируемого изделия. Поэтому на его выходе устанавливается значение частоты, соответствующей размерам и массе контролируемого иэделия с10 15 20 25 30 35 40 45 физико-механическими характеристиками эталонного изделия,Поскольку зарегистрированная частота резонансных колебаний контролируемого объекта зависит с одной стороны от геометрических размеров имассы, а с другой стороны от наличияв нем трещин, пор, раковин, сколов ит.д., то положение этой частоты относительно эталонной используется вкачестве критерия дефектности контролируемого иэделия, т,е, Д Г = й- Гу Фа измеренные размеры масса и Г спу 9 Гжат для определения плотности (пористости) материала контролируемого изделия.Использование режима самовозбуждения на частоте автоколебаний выгодноотличает предлагаемое устройство отизвестных и позволяет сократить время измерения резонансной частоты, Врезультате повышается производительность контроля, что расширяет сферуприменения устройства.Формула изобретения1. Устройство для контроля качества изделий, содержащее электроакустически последовательно соединенныевозбудитель колебаний и приемник колебаний, последовательно соединенныепервый датчик перемещений, предназначенный для механической связи с изделием, первый преобразователь перемещение - напряжение, перемножитель,делитель, генератор, управляемый напряжением, и блок индикации, последовательно соединенные второй датчик. перемещений, предназначенный для механической связи с изделием, и второйпреобразователь перемещение - напряжение, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, последовательно соединенные упругий элемент,предназначенный для механической связи с изделием, датчик упругой деформа ции и преобразователь деформациянапряжение, выход которого соединен свторым входом делителя, последовательно соединенные блок усилителей и амплитуцный детеКтор, выход делителясоединен с первым входом блока усилителей, выход которого соединен с вторым входом блока индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности кон троля, оно снабжено последовательносоединенными компара.ором, аналоговым ключом и компрессором, фазовращателем, включенным между выходом блока усилителей и возбудителем колебаний, выход амплитудного детектора соединен с входом компараторг и вторымвходом аналогового ключа, второйвход компаратора соединен с приемником колебаний, выход - с вторым входом блока усилителей, а выход блокаиндикации соединеч с третьим входомблока усилителей,2. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок усилителей выполнен из масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров, регистра сдвига, аналогового коммутатора,усилителя мощности, выходы регистрасдвига соединены с входами управления аналогового коммутатора, а входявляется третьим входом блока усилителей, выходы масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров соединены свходами аналогового коммутатора, выходами соединенного с входом усилителя мощности, выход которого является выходом блока усилителей, входыуправления масштабно-перестраиваемыхполосовых фильтров объединены и являются первым входом блока усилителей, а информационные входы масштабно-перестраиваемых полосовьг фильтров объединены и служат вторым входом блока усилителей,.ор А. Ревин 4 одписн и етениям и открытияушская наб., д. 4/5 Госуд Производственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина, 1011 3 акаэНИИПИ итель И. СоколовЛ.Сердокова Коррект Тирзж 505ственного комитета по иэо 113035, Москва, Ж, Р