Устройство для контроля качества изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю образцов материалов и изделий с помощью возбуждения и регистрации ультразвуковых резонансных колебаний и может быть использовано в промышленности для массового контроля качества изделий из различных керамических, металлокерамических и металлических материалов в форме диска, 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 изделия, а также частоты автоколебаний акустоэлектронной системы, определяемой степенью дефектности изделия. Частота сравнивается с эталонной, зависящей от массогабаритных характеристик, а результат сравнения позволяет судить о степени дефектности изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

„„Я0„„1606925 А 1 щ)5 G u1 N 29/04

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (21) 4464784/25-28

1 (22) 22.07.88 (46) 15.11.90. Бюл. ¹ 42 (71) Московский инженерно-физический институт (72) M. А. Кочетов, К. И. Молодцов, О. А. Мороз и Г. А. Сучков (53) 620. 179.16(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1363058, кл. G 01 N 29/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю образцов материалов и изделий с помощью возбуждения и регистрации ультразвуковых резонансных колебаний и может быть использовано в промышленности для массового контИзобретение 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.

Цель изобретения — повышение производительности контроля за счет использования режима самовозбуждения автоколебаний в контролируемом изде. лии.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на 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 характеои-: стик, а результат сравнения позволяет судить о. степени дефектности изб,элия, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

)аиюй, фиг. 2 - вариант выполнения блока

Cb усилит ел ей.

Устройство содержит электроакустически последовательно соединенные возбудитель (излучатель) 1 колебаний 1© и приемник 2 колебаний, последователв- M но соединенные первый датчик 3 пере- Ю мещений, предназначенный для механической связи с иэделием, первый преобразователь 4 перемещение - напряжение, перемножитель 5, делитель 6, генератор 7, управляемый напряжением,и 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 вхо1606925, дом перемножителя 5, последовательно соединенные упругий элемент 11, .предназначенный для механической связи с изделием, датчик 12 упругой деформации и преобразователь 13 деформация — напряжение, выход которого соединен с вторым входом делителя 6, последовательно соединенные блок 14 усилителей и амплитудный детектор 15, 10 выход делителя 6 соединен с первым входом блока 14 усилителей, выход последнего соединен с вторым входом блока 8 индикации, последовательно .,соединенные компаратор 16, аналоговый 1 ,ключ 17 и компрессор 18, фазовращатель 19, включенный между выходом блока 14 усилителей и возбудителем

1 колебаний, выход амплитудного детектора 15 соединен с входом компара- 20 тора 16 и вторым входом аналогового ключа 17, второй вход компрессора 18 соединен с приемником 2 колебаний, выход - с вторым входом блока 14 усилителей, а выход блока 8 индикации соединен с третьим входом блбка 14 усилителей, блок 14 усилителей вьг" полнен из масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров 20, регистра 21 сдвига, аналогового коммутатора 22 и усилителя 23 мощности, выходы регистра 21 сдвига соединены с входами управления аналогового коммутатора 22, а его вход является третьим входом блока 14 усилителей, выходы масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров

20 соединены с входами аналогово.го коммутатора 22, выходы которого объединены и соединены с входом усилителя 23 мощности, выход которого явля40 ется выходом блока усилителей, входы управления масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров 20 объединены и являются первым входом блока 14 усилителей, а информационные входы масш— табно-перестраиваемых фильтров 20 объединены и служат вторым входом блока 14 усилителей.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие устанавливают на первую измерительную позицию, на которой осуществляется измерение как геометрических размеров и массы, так и параметров резонансных механических колебаний в режиме самовозбуждения 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 f полосового фильтра устанавливают на значение частоты пропускания в ббласти

f = К. E/, где К - коэффициент формы и размеров; p - плотность материала изделия; Š— 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 пропускания ° При 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 f, 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 с

160б925 физико-механическими характеристиками эталонного изделия, Поскольку зарегистрированная частота резонансных колебаний контролируемого объекта зависит с одной стороны от геометрических размеров и массы, а с другой стороны от наличия в нем трещин, пор, раковин, сколов и т.д., то положение этой частоты относительно эталонной используется в качестве критерия дефектности контролируемого иэделия, т, е. Д f = f < - f у ° а измеренные размеры масса и f cnyУ Г жат для определения плотности (пористости) материала контролируемого изделия.

Использование режима самовозбуждения на частоте автоколебаний выгодно отличает предлагаемое устройство от известных и позволяет сократить время измерения резонансной частоты. В результате повышается производительность контроля, что расширяет сферу применения устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля качества изделий, содержащее электроакустически последовательно соединенные возбудитель колебаний и приемник колебаний, последовательно соединенные первый 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 второй преобразователь перемещение — напряжение, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, последовательно соединенные упругий элемент, предназначенный для механической свя-зи с изделием, датчик упругой деформа«

45 ции и преобразователь деформациянапряжение, выход которого соединен с вторым входом делителя, последовательно соединенные блок усилителей и амплитудный детеКтор, выход делителя соединен с первым входом блока усилителей, выход которого соединен с вторым входом блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности кон-троля, оно снабжено последовательно соединенными компара-.ором, аналоговым ключом и компрессором, фазовращателем, включенным между выходом блока усилителей и возбудителем колебаний, выход амплитудного детектора соединен с входом компаратора и вторым входом анало. ового ключа, второй вход компаратора соединен с приемником колебаний, выход — с вторым входом блока усилителей, а выход блока индикации соединеч с третьим входом блока 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 регистра сдвига соединены с входами управления аналогового коммутатора, а вход является третьим входом блока усилителей, выходы масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров соединены с входами аналогового коммутатора, выходами соединенного с входом усилителя мощности, выход которого являет ся выходом блока усилителей, входы управления масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров объединены и являются первым входом блока усилителей, а информационные входы масштабно-перестраиваемых полосовых фильтров объединены и служат вторым входом блока усилителей.

1606925

Составитель И. Соколов

Редактор А. Ревин Техред Л. Серди>кова Корректор A. 0бручар

Заказ 3548

Подписное

Тирзж 505

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

tl !Ф