Устройство для ультразвукового контроля затяжки резьбовых соединений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЬК 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, выхрдом подключенный к второму входу усилителя, последовательно соединенные , блок управления, вторым выходом подключенный к второму входу первого формирователя, а третьим выходом - к второму входу генератора и индикатор, о тлич ающе еся тем, что, с целью повьшения быстродействия , оно снабжено последовательно соединенными кварцевым генератором , преобразователем время число импульсов, вторым входом подключенным к выходу второго формирователя , вторым выходом - к входу блока управления, реверсивным счетчиком , вторым входом подключенным к четвертому выходу блока управле е ния, а вторым выходом - к второму (Л входу индикатора, и регистром, втос рым входом подключенным.к пятому выходу блока управления, а выходом к второму входу реверсивного счетчи ка. со 00 05 со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (! I) (5()4 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660560/25-28 (22) 11.11.83 (46) 30.10.85. Бюл. Ф 40 (72) В.М.Сохабеев (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 954820, кл. G 01 N 29/00, 1980. (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 соединенные блок управления, вторым выходом подключенный к второму входу первого формирователя, а третьим выходом — к второму входу генератора и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпнения быстродействия, оно снабжено последовательно соединенными кварцевым генератором, преобразователем время— число импульсов, вторым входом подключенным к выходу нторого формирователя, вторым выходом — к входу блока управления, реверсивным счетчиком, вторым входом подключенным к четвертому выходу блока управления, а вторым выходом — к второму входу индикатора, и регистром, вторым входом подключенным.к пятому выходу блока управления, а выходом к второму входу реверсивного счетчи ка.

1 1188

Изобретение 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-схема устройства для ультразвукового контроля затяжки резьбовых соединений. 10

Устройство 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 генератора

1, индикатор 10, последовательно соединенные кварцевый генератор 11, преобразователь 12 время — число импульсов, вторым входом подключенный

30 к 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 — к второму входуреверсивного счетчика !3.

Устройство работает следующим образом.

Блок 9 управления в. начальный момент запускает генератор 1, который вырабатывает электрический зондирую- 45 щий импульс, которым возбуждается пьезопреобразователь 2. Пьезообразователь 2, акустически связанный с контролируемой деталью, например болтом, преобразует электрический им- 50 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 поступают на усилитель 3. Здесь они усиливаются до определенного уровня за

639 счет охвата усилителя обратной связью, состоящей из демодулятора 7 и блока 8 АРУ. Усиление до определенного уровня позволяет исключить дополнительную погрешность измерения.

Усиленный отраженный импульс по ступает на первый формирователь 4, который настроен блоком 9 управления на срабатывание от переднего фронта первого отраженного импульса. Срабатывая, первый формирователь 4 возбуждает линию 5 задержки, с выхода которой через время задержки Т на второй формирователь 6 поступает им-, пульс, от которого он срабатывает и cAopMHpoBBHHbM импульсом запускает генератор 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 временем задержки в схеме устройства

Т,„=Т + где Т> период непрерывноч импульсной циркуляции; — время прохождения УЗК тела болта; вЂ, задержка, осуществляемая в устройстве.

Если первый формирователь 4 настроен блоком 9 управления на срабатывание от переднего фронта зондирующего импульса, то в системе уст- ройство — контролируемый болт теми же элементами устройства создается непрерывная импульсная циркуляция с периодом То, =- г.5, т.е. определяе-. мым временем задержки в схеме уст. ройства.

В первом цикле работы устройства первый формирователь 4 настроен на срабатывание от переднего фронта зондирующего импульса, т.е. период непрерывной импульсной циркуляции

Т равен t5. Преобразователь 12 формйрует импульс длительностью (в зависимости от необходимой точности)

10 Т,, 100 Т, или 1000 Тц 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

15

25

35

55 з 1 тью периода Т = t . Реверсивный

Ъ счетчик 13, сброшенный блоком 9 управления в начальный момент в ноль и настроенный на сложение, считает поступающие на него импульсы, тем самым преобразует длительность Т = в число в двоично-десятичном

3 коде. По окончании пачки импульсов, формируемой преобразователем 1?, 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, t + tS (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 =- + t< из двоично-десятичного числа, записанного на реверсивном счетчике 13 при измерении длительности периода Т в первом режиме. После окончаЪ ния вычитания на реверсивном счетчике 13 останется число, определяющее разность t> — (t + t<)

Я вЂ” t g = -t . Таким образом на

В

У 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 t .

Устройство работает аналогично описанному, но на реверсивном счетчике 13 в результате сложения получается число, определяемое суммой длительностей ts + t . Индекс "0 в говорит о том, что это значение времени распространения У3К в теле болта измерено в начальном цикле.

После окончания. сложения блок 9 управления по команде от преобразователя 12 вновь переключает реверсивный счетчик 13 йа вычитание, а первый формирователь 4 — на срабатыва-" ние от переднего фронта первого отраженного импульса. При этом на реверсивном счетчике 13 происходит вычитание (tq. + ) - (+ ) = tg, +

Г bo о где t — время прохождения УЗК тела болта; задержка.

Т.е. после окончания вычитания на реверсивном счетчике 13 получается число, характеризующее измене- : ние времени распространения УЗК в теле болта. По команде преобразователя 12 блок 9 управления переносит это число с реверсивного счетчика 13 в индикатор 10. Записи в регистр 14, производимой в начальном цикле, не происходит, и в нем продолжает храниться значение tgо . 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 от переднего фронта зондирующего импульса, и далее процесс повторяется циклически по описанному принципу. Индикатор 10 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 tg будет одним и тем же. Индикатор 10 в этом случае будет индицировать 3, 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 tg no сравнению с tg, в незатянутом болте.

При этом реверсивный счетчик 13, уменьшая в режиме вычитания число, записанное в режиме сложения, дойлет

88639

Составитель Л.ИвановТехред А,Ач

Корректор М.немчик

Редактор А,Гулько

Заказ 6738/46 Тираж 896

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r.Óõãoðîä, ул.Проектная, 4

5 ll до О, переключится блоком 9 управления на режим сложения и таким образом сосчитает разность д, отличную от О. Как известно, atg 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 самы повысить быстродействие.