Устройство контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий

Устройство контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее соединенные последовательно блок зшравления, контроллер тока намагничивания, генератор тока намагничивания , первичный измерительный преобразователь и блок .аналого-цифрового преобразования и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности кoнтpoля, оно снабжено соединенными последовательно блоком памяти дискретных отсчетов , блоком обмена и арифметическим блоком, включенным между блоком аналого-цифрового преобразования и регистратором , блоком оперативной памяти, подключенным к блоку обмена, первым блоком синхронизации , выходы которого соединены с арифметическим блоком и блоком оперативной памяти, блоком управления выборкой, включенным между блоком управления и блоком памяти дискретныхотсчетов, соединенными последовательно блоком управления кратности , блоком управления процедурой функционального преобразования, блоком управления и синхронизации и блоком хранения констант , выход которого подключен к блоку обмена, и вторым блоком синхронизации, подключенным к выходам блока управления, блока управления и синхронизации и блока обмена и входу первого блока синхронизации , и соединенными последовательно бло§ ком задатчиков, первым коммутатором, второй вход которого подключен к второму блоку синхронизации, и вторым коммутатором , выход которого подключен к блоку обмена, и блоком весовых умножителей, S подключенным к второму входу второго т коммутатора, а выходы блока зправления процедурой функционального преобразования и блока управления и синхродазации подключены к первому блоку синхронизации , а входы блока управления и синхронизации и блока управления кратностью пбдсд ключены к блоку управления. Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gag 6 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3229761/25 — 28 (22) 06.01.81 (46) 07.12.84. Бюл, У 45 (72) В. М. Возмитель, А. Н. Плахотнюк, Г, Н, Олифиренко, Т. И. Ярошко и В. П. Курилов (71) Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 620.179.14 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 429331, кл, G 01 N 27/90, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР.

Р 590654, кл..G 01 N 27/82, 197). (54) (57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ФИЗИКО—

МЕХАНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФЕРРОМАГ—

НИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее соединенные последовательно блок управления, контроллер тока намагничивания, генератор тока намагничивания, первичный измерительный преобразователь и блок аналого-цифрового преобразования и регистратор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено соединенными последовательно блоком памяти дискретных отсчетов, блоком обмена и арифметическим блоком, включенным между блоком аналого-цифрового преобразования и регистратором, блоком оперативной памяти, подклю„SU„,112 15.ченным к блоку обмена, первым блоком синхронизации, выходы которого соединены с арифметическим блоком и блоком оперативной памяти, блоком управления выборкой, включенным между блоком управления и блоком памяти дискретных-отсчетов, соединенными последовательно блоком управления кратности, блоком управления процедурой функционального преобразования, блоком .Управления и синхронизации и блоком хранения кон. стант, выход которого подключен к блоку обмена, и вторым блоком синхронизации, подключенным к выходам блока управления, блока управления и синхронизации и блока обмена и входу первого блока синхронизации, и . соединенными последовательно блоком задатчиков, первым коммутатором, второй вход которого подключен к второму блоку синхронизации, и вторым коммутатором, выход которого подключен к блоку обмена, и блоком весовых умножителей, подключенным к второму входу второго коммутатора, а выходы блока управления процедурой функционального преобразования и блока управления и синхронизации подключены к первому блоку синхронизации,. а входы блока управления и синхронизации и блока управления кратноспю пбдключены к блоку управления.

1128156

Изобретение относится к методам нераэрушающего контроля физико-механических па. раметров изделий из ферромагнитных материалов и может быть использовано в машиностроительной промышленности для проверки качества иэделий;

Известно устройство для контроля физикомеханических свойств изделий, содержащее соединенные последовательно генератор, вихретоковый преобразователь, усилитель, детектор t 0 и индикатор..При работе устройства информации о механических свойствах изделия, пропорциональная величине намагничиваюшего. тока, регистрируется индикатором (1).

Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля.

Наиболее близким к изобретению является устройство контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий, содержащее соединенные последовательно блок управпения, контроллер тока намагничивания, генератор тока намагничивания, первичный измери-: тельный преобразователь, блок аналого-цифрового преобразования и регистратор (2).

Недостатком известного устройства являет ся низкая точность контроля при различных типах начальных параметров, подлежащих контролю.

Целью изобретения является повышение точ30 ности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий, содержащее соединенные последовательно блок управления, корллер тока нама. а М, генератор то- 35

ica намагничивания, первичныи измерительный преобразователь и блок аналого-цифрового преобразования и регистратор, снабжено соединенными последовательно блоком памяти дискретных отсчетов, блоком обмена и арифметичес40 ким блоком, включенными между блоком аналого-цифрового преобразования и .регистратором, блоком оперативной памяти, подключенным к блоку обмена, первым блоком синхронизации, выходы которого соединены с 45 арифметическим блоком и блоком оперативной памяти, блоком управления выборкой, включенным между блоком управления и блоком памяти дискретных отсчетов, соедиHeHHhtMH последовательно боком равле 50 кратности, блоком управления процедурой функционального преобразования, блоком управления и синхронизации и блоком хранения констант, выход которого подключен к блоку обмена, и вторым блоком. синхронизации, подключенным к выходам блока управленвю, блока управления и синхронизации я блока обмена и входу первого блока синхронизации, и соединенными последовательно блоком задатчиков, первым коммутатором, второй вход которого подключен к второму блоку синхронизации, и вторым коммутатором, выход которого подключен к блоку обмена, и блоком весовых множителей, подключенным к второму входу второго коммутатора, а выходы блока управления процедурой функционального, преобразования и блока, управления и синхронизации подключены к первому блоку синхронизации, а вхо-. ды блока управления и синхронизации и блока управления кратностью подключены к блоку управления.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий содержит соединенные последовательно контроллер тока намагничивания, генератор 2 намагничивания, первичный измерительный преобразователь 3, блок 4 аналого-цифрового преобразования, блок 5 памяти дискретных отсчетов, блок 6 обмена информации и блок 7 оперативной памяти. К блоку 6 обмена- ин-,, формации подключены соединенные последовательно арифметический блок 8 и регистратор 9.

Устройство содержит также блок 10 синхронизации, выходы которого подключены ко входам блока 7 оперативной памяти и арифметическому блоку 8, соединенные последовательно блок 11 управления и блок 12 управления выборкой, выход блока 11 управления, подключен к контроллеру 1 тока намагничивания, а выход блока 12 управления выборкой — к блоку 5 памяти дискретных отсчетов, Устройство содержит также соединенные последовательно блок 13 управления кратностью, блок 14 управления процедурой функционального преобразования, блок 15 управления и синхронизации и блок 16 хранения констант, выход которого подключен к блоку 8 обмена информации. Входы управления блоков

13 и 15 управления кратностью и синхронизации.подключены к выходу блока 11 управления, а выход блока 14 управления процедурой функционального преобразования подключен к блоку 10 синхронизации.

В составе устройства имеются также блок

17 синхронизации, входы которого соединены с выходами блока 15 управления и синхронизации, блока 11 управления и блока 6 обмена, а выход — с блоком 10 синхронизации, соединенные последовательно блок 18 эадатчиков и коммутатор 19, второй вход которого соединен с блоком 17 синхронизации, и соединенные последовательно блок 20

1128156

3 весовых множителей и коммутатора 21, входы которого соединены с выходами блока 18 задатчиков и коммутатора 19, а выход подключен к блоку 6 обмена.

Устройство работает следующим образом..

Первоначально в цикле обучения на представительной обучающей выборке образцов осуществляется поиск оптимальной формы зондирующего воздействия на объект контроля, для чего, первоначально, контроллер 1 то- 10 ка намагничивания обеспечивает на выходе генератора 2 намагничивания синусоидальную форму намагничивающего тока соответствующей амплитуды и частоты, а в дальнейшем устройство обеспечивает адаптивное регулирование формы намагничивающего тока на локальных временных интервалах анализа. При этом сигнал с выхода первичного измерительного преобразователя 3 поступает на вход блока 4 аналого-цифрового преобразования, где исходный аналоговый континуальный сигнал преобразуется в цифровую форму и представляется на выходе последнего в виде двоичного параллельного кода соответствующей разрядности, который в дальнейшем записывается в блок 5 памяти дисретных отсчетов.

Частота дискретизации исходного сигнала первичного измерительного преобразователя 3 на интервале, равном периоду последнего, задается блоком 12 управления выборкой, при30 чем последний синхронизируется блоком 11 управления.

По завершении дискретизации исходного сигнала первичного измерительного преобразователя 3 на указанном интервале блок 11 уп- З5 равления переключает работу устройства на. вычисление спектральных составляющих в .базисе тригонометрических функций. При этом блок 13 управления кратностью обеспечивает в режиме "Обучения" поиск оптималь- 40 ной формы зондирующего воздействия на объект контроля при использовании анализа измерительной информации на локальных временных интервалах различной кратности (с изменением во времени), а в цикле "Измере- 45 ния" — функциональное преобразование исходного сообщения.

В качестве исходной кратности анализа измерительной информации используют двоичный локальный временной интервал, равный 50 четверти периода, переключая его в дальнейшем в устройстве блоком 13 управления. кратностью на более высокую кратность двоичного локального интервала, используемого для анализа исходного преобразованного сооб- 55 щения. Кроме того, указанный блок после осуществления дискретизации исходного сигнала на соответствующих локальных интер4 валах анализа обеспечивает в совокупности с блоком 12 управления функциональное преобразование исходного сообщения, осуществляя при этом на указанных интервалах анализа определение минимального значения сигнала; принимая в дальнейшем последнее значение за пьедестал. При этом из абсолютных значений дискретных выборок, принадлежащих анализируемому интервалу, вычйтают пьедестал, а в дальнейшем для данного интер вала вычисляют площадь преобразованного сигнала.

Для получения априорных сведений об объекте контроля используется обучающая выборка образцов, при этом вычисляются спектральный состав для всех образцов-свидетелей. Результаты промежуточных вычислений и гармонических составляющих обобщенных преобразованных сигналов записываются в параллельном двоичном коде в блок 7 оперативной памяти. Синхронизацию работы арифметического блока 8 обеспечивает блок

10 синхронизации. Блок 16 хранения констант, синхронизируемый блоком 15 управления и синхронизации, обеспечивает выдачу соответствующих констант (матрицу косинусов и синусов) через блок 6 обмена инфор- . мации в арифметический блок 8.

После завершения последовательного упора образцов-свидетелей число последних задается блоком 11 управления. При адаптивном поиске оптимальной формы зондирующего воздействия на локальном временном интервале анализа соответствующей кратности оперируют параметрами интерполяционного полинома, аппроксимирующего характер изменения напряженности на соответствующих локальных интервалах анализа, а именно весомыми множителями при составляющих вышеуказанного интерполяционного полинома при реализации иттерационной процедуры поиска оптимальной формы зондирую1цего воэдействия на обьект.

При этом шаг изменения (приращеиия) такого или другого весового множителя при составляющих данного интерполяционного полинома на каждом i-такте иттерационной вышеуказанной процедуры поиска оптимальной формы зондирования на объект контроля устанавливается на базе априорной информации, полученной на (i-1) предыдущих тактах поиска,. и осуществляется блоком 14 управления процедурой функционального преобразования сигнала.

Основное преимущество формирования оптимальной формы изменения тока намагничивания, реализуемое в устройстве, заключает. ся в том, что адаптивный поиск осуществля1128156 ется на совокупности реальных образцов свидетелей в цикле обучения, далее, поиск оптимальной формы последнего осуществляется одновременно по всей совокупности локальных временных интервалов анализа соответствующей кратности.

Для повышения информативной емкости исходного сообщения используют адаптивный поиск оптимальной формы зондирующего воздействия, когда в качестве обобщенных сигналов используются обобщенные преобразования сигналов другой кратности. Для этого блок 11 управления обеспечивает переключе- ние режима работы блока 13 кратности на оперирование в дальнейшем другой кратно .стью функционального преобразования сигнала. После завершения цикла обучения устройство переводится в режим "Измерения". При этом функциональное преобразование исходной информации и вычисление спектральных составляющих в режиме "Измерения" аналогично изложенному в цикле,"Обучения", При вычислении гармонических спектральных составляющих на соответствующих локальных интервалах анализ осуществляется с использованием принципа разнесения во времени. Контроллер 1 тока намагничивания обеспечивает в режиме измерения.такой характер зондирующего воздействия на объект контроля на соответствующих локальных интервалах анализа соответствующих кратностей на обьект контроля, который бьш выбран в цикле обучении.

После вычисления соответствующих инфор.мативных спектральных составляющих блок .11 управления переключает работу устройства на вычисление оценки контролируемого параметра. При этом блок 18 задатчиков формирует но желанию оператора базис модели контроля. Блок 17 синхронизации обеспечивает синхронный опрос многоканального коммутатора 19, причем соответствующий синхроимпульс на выходе последнего появляется только в том случае, если данная опрашиваемая составляющая (в соответствующий момент времени) входит в модель контроля.

Данные синхроимпульсы, кроме того, обеспечивают выдачу соответствующих весовых множителей при соответствующих информативных составляющих и обеспечивают выдачу последних с блока 20 весовых множителей через блок 6 обмена информации в арифметический блок 8. При этом выдача последних осуществляется синхронно с соответствующими информативными составляюшими (соответствующими гармониками), входящих в, мадель контроля соответствующего параметра изделия, которые поступают в арифметический блок 8 через блок 6 обме5 на информации из блока 7 оперативной памяти. Блок 17 синхронизации обеспечивает в совокупности с блоком 10 синхронизации формирование команд управления ариф метическим блоком 8 в цикле вычисления оценок контролируемого параметра. После завершения данной процедуры вычисления оценки параметра результат вычислений поступает в регистратор 9 и по нему судят о контролируемом параметре.

Переключение режимов работы устройства может осуществляться как вручную в режиме "Измерение", если цикл "Обучения" на соответствующей обучающей выборке образно цов (данного типоразмера при заданной технологии изготовления) ранее произведен, 1 или автоматически (если цикл обучения ранее отсутствовал), при этом оператор первоначально устанавливает работу устройства на ре25 жим "Обучения", соответствующим образом

:воздействуя на блок 11 управления.

Применение данного устройства многопараметрового контроля физико-технических показателей ферромагнитных изделий по сравнению с известным (ЭМД8) имеет следующие преимущества: возможность осуществлять 100 o неразрушающий электромагнитный многопараметровый контроль совокупности физико-технических показателей ферромагнитных изделий с заданной точностью и досто35 верностью по спектральным составляющим в базисе ортогональных тригонометрических функций с применением процедуры функционального преобразования исходного сигнала измерительного преобразователя на различной кратности локальных временных интервала," анализа; применение адаптивной процедуры поиска оптимальной формы намагничивающего тока в цикле "Обучения" из условия

45 обеспечения оптимального подпространства сигналов; возможность оперативно менять базис модели контроля, т.е. обеспечение унифицированности измерения совокупности измеряемых физико-технических показателей ферромагнитных изделий; применение процедуры функционального преобразования сигнала первичного преобразователя с представлением последнего в новой обобщенной системе отсче. та в совокупности с процедурой вычитания исходного пьедестала на указанном локальном интервале анализа.

1128156

Составитель Ю. Глазков

ТехредМ. Нарр Корректор Н. Король

Редактор П. Коссей

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная, 4

Заказ 9021/32 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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