Устройство для контроля качества изделий

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) (11) 1 М 29/04 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Ермолаев С.М., Кудрявцев Е.М. Спектроскоп для автоматизированных ультразвуковых исследований материалов и изделий в процессе облучения. - В кн,: Техника радиационного эксперимента.-М.: Атомиздат, 1980, вып.8 с. 72-75.Глаговский Б.А Московенко И.Б, Низкочастотные методы акустического контроля в машиностроении.-Л.: Машиностроение, 1977.Авторское свидетельство СССР )1 1112271, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий и предназначено для дефектоскопии изделий и образцов материалов с помошью возбуждения в регистрации ультразву.ковых резонансных колебаний. Белью изобретения является повышение достоверности контроля за счет введения автоматической коррекции значения эталонной частоты в случае, когда сдвиг резонансной частоты иэделия от дефекта типа трещины компенсируется сдвигом частоты от сколов либо от колебаний плотности материала изделия. Для этого в устройство введены вторые датчик 14 перемещений, преобразователь 15 перемешение - напряжение, аналоговые умножитель 16 и делитель 17, а также канал измерения массы изделия, состоящий из датчика 18 упругой деФормации и преобразователя19 деформация - напряжение. 1 ил.13 Е 3058 35 55 Изобретение относится к неразрушающему контролю образцов материалов и изделий с помощью возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний и может быть использовано в различных областях цромьппленности для массового контроля качества изделий из различных керамических, металлокерамических и металлических материалов в 10 форме диска, цилиндра, втулки, многогранной призмы и т,п.Целью изобретения является повьппение достоверности контроля за счет корректировки значений эталонной частоты.Ра чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство для контроля качества изделий содержит последовательно 20 электроакустически соединенные генератор 1 качающейся частоты, возбудитель 2 и приемник 3 колебаний, блок 4 усилителей, амплитудный детектор 5, формирователь 6 строб-импульсов, блок 25 7 обработки сигнала, блок 8 индикации, вторым входом подключенный к выходу генератора 1 качающейся частоты, В 5-триггер 9 и аналоговый коммутатор 10, выходом подключенный к входу генератора 1 качающейся частоты, последовательно соединенные первые датчик 11 перемещений и преобразователь 12 перемещение - напряжение, блок 13 модулирующего напряжения, выходом подключенный к второму входу аналогового коммутатора 10, последовательно соединенные второй датчик 14 перемещений, второй преобразователь 15 перемещение - напряжение, аналоговый перемножитель 16, вторым входом подключенный к выходу первого преобразователя 12 перемещение - напряжение, и аналоговьпй делитель 17, выходом подключенный к третьему входу аналогового коммутатора 10, последовательно соединенные датчик 18 упругих деформаций и преобразователь 19 деформация - напряжение, первым выходом подключенный к входу "Дели 50 мое" аналогового делителя 17, а вторым выходом - к первому входу аналогового коммутатора 10. Устройство работает следующим образом,Контролируемое изделие устанавливают на упругий, элемент (например,балку), связанный с датчиком 18 упругих деформаций. В качестве датчика могут быть использованы тензорезисторы, включенные по схеме моста, механотропный, электромагнитный датчикии т,д. Величина деформации упругогоэлемента пропорциональна массе контролируемого изделия, измеряется дат-чиком 18, затем преобразуется в напряжение преобразователем 19, Преобразователь 19 деформация - напряжение может быть выполнен в виде последовательно соединенных усилителя и схемывыборки - хранения, где запоминаетсянапряжение, подаваемое с выхода усилителя.Датчик 18 упругой деформации можетбыть выполнен как упругий элемент вФорме кольца из ферромагнитного материала, которое с одной стороны закреплено .на массивном жестком основании,а на диаметрально противоположнойстороне кольца выполнена плоская лыска, на которую помещается контролируемое изделие. При измерении массыв кольце с помощью дополнительныхизлучающего и приемного электромагнитных преобразователей и усилителявозбуждаются резонансные автоколебания, сдвиг частоты которых зависитот массы контролируемого изделия.Значение резонансной частоты автоколебаний кольца с изделием Фиксируется преобразователем 19, состоящим издвоичного цифрового частотомера, входкоторого соединен с выходом блокаусилителя и цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединенс входом "Делимое" блока аналоговогоделителя 17. Сброс частотомера осуществляется импульсом с Ю-триггера 9.После измерения массы изделие закрепляют в зажимном устройстве дляпоследующего контроля размеров и частоты, осуществляемого следующим образом,Возбудитель 2 колебаний, на который подается переменное по частотенапряжение с генератора 1 качающейсячастоты, возбуждает через стержневыезвукопроводы в контролируемом объектемеханические резонансные колебания.Последние преобразуются приемником .3 колебаний в электрический сигнал,который поступает на вход блока 4усилителей, в котором осуществляетсянеобходимое усиление сигнала и подавление сигналов обусловленных откликамиисследуемого образца на гармоническиесоставляющие переменного напряжения5 10 15 е з13 генератора 1 качающейся частоты. С этой целью он настраивается таким образом, чтобы середина полосы пропускания блока 4 усилителей совпадала с текущим значением основной частоты генератора 1 и изменялась синхронно с ней. После усиления сигнал детектируется амплитудным детектором 5. При совпадении частоты переменного напряжения генератора 1 с резонансной частотой контролируемого объекта амплитуды колебаний последнего резко увеличивается и на выходе детектора 5 появляется огибающая сигнала в форме резонансного пика, Далее с выхода амплитудного детектора 5 сигнал подается на Формирователь 6 строб-импульса, который вырабатывает короткий импульс в момент времени, соответствующий переходу частотно-измеряющегося напряжения генератора 1 через максимум резонансного пика контролируемого объекта, С выхода формирователя 6 строб-импульса сигнал подается на блок 7 обработки сигнала и далее на блок 8 индикации, на котором осуществляется индикация эталонной и резонансной частот,Для Формирования эталонной часто- ты,кроме измерения массы, произво:дится измерение двух размеров, которое осуществляется следующим образом.Подвижный элемент первого датчика 11 перемещений кинематически соединен с подвижным концом одного из двух звукопроводов, второй из которых является опорным. Выход датчика 11 перемещений соединен с преобразователем 12 перемещение - напряжение. Второй датчик 14 перемещений (распаложенный в плоскости, повернутой нао90 по отношению к первому датчику) служит для измерения другого размера контролируемого изделия. С выходов первого 12 и второго 15 преобразователей перемещение - напряжение аналоговое напряжение, пропорциональное (относительно выбранной базы) величине перемещения подвижных элементов датчиков 11 и 14 перемещения при закреплении контролируемого изделия, подается на входы аналогового перемножителя 16 и далее произведение напряжений с выхода перемножителя подается на вход "Делитель" аналогового делителя 17. С выхода аналогового делителя 17 напряжение подается через аналоговый коммутатор 10 на па 63058 4 раметрически изменяемый элемент в частотно задающей цепи генератора 1 качающейся частоты. При этом на выхо" де генератора 1 устанавливается значение скорректированной эталонной частоты, соответствующей размерам а и Ь и массе я контролируемого объекта с физико-механическими характеристиками эталонного изделия,После индикации значения эталонной частоты блоком 8 индикации Ю-триггер 9 вырабатывает импульс, переклю-. чающий аналоговый коммутатор 10 в положение, при котором на параметрически изменяемый элемент генератора 1подается пилообразное напряжение сблока 13 модулирующего напряжения,. тем же импульсом выключается схемавыборки - хранения преобразователя19 деформация - напряжение. Затемпроисходит поиск резонансной частотыконтролируемого объекта в выбранноминтервале частот. Обнаружение и индит": кация резонансных частот осуществляется с помощью Формирователя 6 строб- импульса, блока 7 обработки сигналов и блока 8 индикации.Поскольку зарегистрированные частоты резонансных колебаний контролируемого объекта зависят, с однойстороны, от геометрических размерови массы, а с другой стороны, от наличия в нем трещин, пор, раковин,сколов и т. д., то положение этих частот на частотной оси относительно скорректированной эталонной частоты используется в качестве критерия дефектности контролируемого изделия Г 40 = а 1, а измеренные параметры а, Ь,щ и Г служат для определения плотГности (пористости) материала контролируемого изделия. Определим зависимости для коэффициентов коррекции эталонной частоты.В общем случае резонансная частотаконтролируемого изделия простой Формы (цилиндр, диск, пластина, прямаяГ50многогранная призмаи т.п.) зависитот двух его размеров а Ь и плотностиконтроль изделий с помощьюпредлагаемого устройства осуществляется по сдвигу частоты относительноэталона (имеется в виду середина всехполей допусков), который можно определить по Формуле. Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 7 13630 частоты, учитывающей, кроме геометрических размеров, массу контролируе.мого изделия, в случае, когда сдвиг резонансной частоты контролируемого5 изделия от дефекта типа трещин компенсируется сдвигом частоты от сколов либо от колебания кажущейся плотности материала изделия. Формула изобретения 10 Устройство для контроля качества изделий, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор . качающейся частоты, возбудитель и приемник колебаний, блок усилителей, амплитудный детектор, формирователь строб-импульса, блок обработки сигна-, ла, блок индикации, вторым входом подключенный к выходу генератора качающейся частоты, Й 5-триггер и аналоговый коммутатор, выходом подклю-. ченный к входу генератора качающейся частоты, последовательно соединенные 58 8первые датчик перемещений и преобра" зователь перемещение - напряжение, и блок модулирующего напряжения, выходом подключенный к второму входу аналогового коммутатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными вторым датчиком перемещений, вторым преобразователем перемещение - напряжение, аналоговым перемножителем, вторым входом подключенным к выходу первого преобразователя перемещение - напряжение, и аналоговым делителем, выходом подключенным к третьему входу аналогового коммутатора, последовательно соединенными датчиком упругих деформаций и преобразователем деформация - напряжение первым выходом подключенным к входу "Делимое" аналогового делителя, а вторым выходом - к первому входу аналогового коммутатора.