Устройство для исследования процесса развития трещины

(51)5 6 01 В 21/32 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ГОСУДА ПО ИЗО ПРИ ГКН РЕТЕН РСКОУ АВТ ИДЕТЕЛ Ь СТ ПИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗВИТИЯ ТРЕЩИНЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является. п овы шенне информативности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве излучение источника 1 модулируется в оптическом модуляторе 12 импульсами генера 1742 б 21 А тора 10, которые пространственно размножаются с помощью оптического расщепителя 15, а во временной области - с помощью блока 16 оптических волокон различной длины. Одновременно расширенное с помощью коллиматора 2 излучение освещает образец материала с приложенной растягивающей нагрузкой, Блок 3 оптических волокон одинаковой длины формирует изображение трещины, Поскольку при последовательном соединении светодиодов 18-К и 17-К ток в цепи определяется меньшей их освещенностью, то в регистрах 23 блоков 4-и по каждому импульсу генератора 10 записываются отсчеты ширины трещины в соответствующих сечениях, а в регистре 7 - отсчеты длины трещины, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим средствам измерения скорости движущихся обьектов, и может быть использовано при исследовании процессов развития трещины в конструкционных материалах при их нагрукении,Известно устройство, содержащее последовательно соединенные источник излучения, колл иматор, линейку фотоприемников, блок пороговых элементов и блок определения скорости развития трещины,Недостатком устройства является относительно низкая точность измерений.Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения скорости развития трещины, содеркащее последовательно соединенные источник излучения, коллиматор, линейку фотоприемников, блок пороговых элементов и блок определения скорости развития трещины, выполненный в виде набора элементов И с .двумя входами, число которых на единицу меньще числа фотоприемников линейки, набора формирователей импульсов по числу элем;. ртов И, каждый из которых сВОим входом соединен с выходом соответствующего элемента И, элемента задержки, элемента ИЛИ, число входов которого равно числу элементов И, ключа, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, счетчика, счетный вход которого соединен с выходом клю а, и генератора временного интервала, выход которого соединен с другим Входом ключа, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого порогового элемента, второй вход последнего элемента И соединен с выходом последнего порогового элемента, второй вход всех других элементов И соединен соответственно с первым входом следующего за ним элемента И, а точка их соединения соединена соответственно с выходом второго и последующих пороговых элементов, элемент задержки соединен своим входом с выходом первогоформирователя импульсов, а выходом - спервым входом элемента ИЛИ, выходы последующих формирователей импульсов соединены соответственно со вторым и последующими входами элемента ИЛИ, а установочный вход счетчика и управляющий вход генератора временного интервала соединены с выходом первого формирователя импульсов,Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не позволяет одновременно измерять и параметры развития трещины в ширину.50 торых соединены с первыми входами и блоков 4-1 Н 4-и) измерений ширины трещины, выходы которых соединены с последовательно соединенными. элементами ИЛИ5, счетчиком 6 и регистром 7 памяти, элемент 8 задеркки, выход которого соединен с входом установки в нуль счетчика 6 и ссоответствующим входом блоков (4-1 Н 4-п), генератор 9, последовательно соединенные генератор 10 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом регистра 7 памяти, а входом элемента 8 задержки и с соответствующим входом блоков 4-1 Н 4-п),Цель изобретения - повышение инфор. мативности.Поставленная цель достигается темчтов устройство, содержащее последовательно 5 соединенные источник излучения и коллиматор с установленным за ним образцом материала, к которому приложена растягивающая нагрузка, элемент ИЛИ, счетчик и элемент задержки, введены последователь но соединенные генератор импульсов, усилитель и оптический модулятор, сигнальный вход которого через светоделитель и отражающее зеркало соединен с выходом источника излучения, оптический расщепитель, 15 вход которого соединен с выходом оптического модулятора, регистр памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента 20 ИЛИ, а вход установки в нуль соединен свыходом элемента задержки, вход которого соединен с управляющим входом регистра памяти, генератор счетных импульсов, блок оптических волокон одинаковой длины и 25 блок оптических волокон разной длины, атакже блоки измерений ширины трещины, первые и вторые входы которых соединены с выходами соответствующих оптических волокон соответственно блока оптических 30 волокон одинаковой длины и блока оптических волокон разной длины, третьи входы соединены с Выходом генератора счетных импульсов, чегвертый и пятые входы - соответственно с выходом и входом элемента 35 задержки, а выходы - с входом элементаИЛИ, при этом выход генератора импульсовсоединен с входол элемента задержки,На чертеже представлена электрическая структурная схема предлагаемого уст ройства.Устройство для исследования процессаразвития трещины содержит последовательно соединенные источник 1 излучения, коллиматор 2 с установленным за ним об разцом материала, к которому приложенарастягивающая нагрузка, и блок 3 оптических волокон одинаковой длины, выходы коусилитель 11 (не показан), оптический моду- В результате такого размножения осулятор 12, оптический вход которого через. ществляется последовательное освещениесветоделитель 13 и отражающее зеркало 14 без временных интервалов светодиодов (17(не показано) соединен с выходом источни)-(17-К) вначале блока (4-Я, затем с малымка 1 излучения, и оптический расщепитель 5 интервалом этих же светодиодов блока(4-2)15, выходы которого через блок 16 оптиче- и так далее до блока (4-п),ских волокон различной длины соединен с На оптические входы светодиодов (18 соответствующими входами блоков (4-1 Н 4- 1)-(18-К) поступают сигналы с задней стенкии), каждый из которых содержит первую(17- образца материала. При этом, если вход со 1)-(17-К) и вторую (18-1)-(18-К) группы 10 ответствующего оптического волокнасветодиодов, источник 19 постоянного на-,вследствие развития трещины освещен, топряжения, резистор 20 нагрузки, ключ 21, на его выходе наблюдается максимальныйсчетчик 22 и регистр 23 памяти, по интенсивности сигнал, в противном слуВсе блоки устройства являются стан- чае - оптический сигнал отсутствует,дартными блоками измерительной техники. 15Устройство работает следующим обра- Светодиоды (17 Ч) соединены последовательно со светодиодами (18-1). При такомПри включении питания источник 1 из- соединении проявляется известное свойлучает постоянное по уровню излучение, ге- ство, в соответствии с которым сигнал внератор 10 вырабатывает короткие 20 цепиопределяетсяменьшимуровнемосвеимпульсы с периодом Т, а генератор 9 - щенности светодиодов,счетные импульсы высокой частоты. Одно- Ключи 21 в блоках (4-1) открыты на инвременно к образцу материала прикладыва-. тервал времени, пропорциональный шириется растягивающая нагрузка, По импульсу не трещины в 1-й полосе (в 1-м сечении), нагенератора 10 производится перезапись ин каждый интервал их опроса по соответствуформации в многоразрядный сдвиговый ре- ющему импульсу генератора 10. Таким" обгистр 7 из счетчика б и в многоразрядные разом, в регистрах 23 каждого из блоковсдвиговые регистры 23 из счетчиков 22 бло- (4-1 Н 4-и) записывается последовательностьков(4-1)-(4-п), При первом импульсе генера- чисел, соответствующая ширине трещины втора 10 это нулевая информация. После 30 каждомиз временных интервалов. При этомперезаписи (через малую задержку в эле- счетчик б подсчитывает число импульсов,менте 8 задержки на длительность пефеза- поступивших за интервалы следования имписи) счетчики б и 22 обнуляются, пульсов генератора 10, поэтому в регистре. В регистре 7 записываются числа, соот записывается последовательность чисел,ветствующие длине трещины через равные 35 соответствующая длине трещины на перинтервалы времени Т (это характеристика вом, втором и так далее импульсах генераскорости развития трещины), а в,регистры тора 10.23 блоков (4-1)-числа, соответствующие ши- Таким образом, благодаря введениюрине трещины в -х сечениях трещины. дополнительных блоков и связей сущестИзлучение источника 1 расширяется 40 венно расширяются функциональные возколлиматором 2 и освещает образец мате- можности устройства, посколькуриала, по другую сторону которого в.непос-обеспечивается регистрация скорости разредственной близости с ним расположены вития трещины через дискретные интерваконцыоптическихволоконодинаковойдли- лы времени и изменений ее ширины вны блока 3. Концы этих волокон соединены 45 сечениях,с оптическими входами второй группы све- Формула изобретениятодиодов (18-1)-(18-К) блоков (4-1 Н 4-п), При Устройство для исследования процессаэтом оптические волокна блока 3 разделены развития трещины, содержащее последована группы. Каждая группа соответствует 1-й тельно соединенные источник излучения ивертикальной полосе входов в непосредст коллиматор, элемент ИЛИ, счетчик и элевенной близости с образцом материала и мент задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем,соединена со светодиодами второй группы что, с целью повышения информативности,(18-1)-(18-К) соответствующего блока(4-). оно снабжено светоделителем, предназнаПри этом каждый импульс генератора ченным для деления светового потока на10 вызывает появление оптического им опорный и измерительный пучки и установпульса на выходе оптического модулятора ленным между источником излучения и кол 12, который пространственно размножает- лиматором, устанавливаемыми по ходуся с помощью оптического расщепителя 15, опорного пучка отражающим зеркалом, опа во времени - с помощью оптических воло- тическим модулятором и оптическим расщекон различной длины блока 16, пителем, блоком оптических волокон1742621 Составитель Э,БорисовТехред М.Моргентал Корректор М.Демчик Редактор И.Горная Заказ 2276 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 одинаковой длины, устанавливаемым по ходу измери 1 ельного потока после коллиматора, генератором импульсов, соединенным с электрическим входом оптического модулятора, блоком оптических волокон разной длины, а также и блоками измерений ширины трещины, первые и вторые входы которых соединеныс выходами соответствующих оптических волокон соответственно блока оптических волокон одинаковой длины и блока оптических волокон разной длины, регистром памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а вход ус"ановки в "0" соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с управляющим входом регистра памяти и генератором счетных импульсов, третьи вхо ды блоков измерений ширины трещинысоединены с выходом генератора счетных импульсов, четвертые и пятые входы соеди-, нены соответственно с выходом и входом элемента задержки, а выходы соединены с 10 входом элемента ИЛИ, при этом выход генератора импульсов соединен с входом элемента задержки, а входные торцы блока оптических волокон одинаковой длины предназначены для расположения по по верхности обьекта.