Устройство многопараметрового контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий

Устройство многопараметрового контроля физико-механических показателей ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля физико-механических параметров изделий из ферромагнитных материалов, определяющих запас остаточной эксплуатационной прочности. Целью изобретения является повьшение точности контроля абсолютных реологических напряжений и оценки остаточной прочности за счет отстройки от влияния аддитивной составляющей погрешности измерения.Цикл работы устройства состоит из этапов обучения на эталонных образцах и этапа измерения контролируемых изделий по данным эталонных образцов.Изделие помещается в первичный измерительный преобразователь, генератор 13 тока намагничивания согласно информации , накопленной в банке 10 данных , возбуждает соответствующий ток в возбуждающих катушках. Одновременно стенд 17 испытания изделий нагружает контролируемое изделие. Аналоговый коммутатор 5 выбирает коэффициент включения измерительных обмоток . Сигнал преобразуется в цифровую форму и поступает в мини-ЭВМ У для анализа и обработки согласно алгоритмам . 1 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1379711 А1 (11 4 G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3741072/25-28 (22) 10.05.84 (46) 07.03.88.Бкл. У 9 (71) Краснодарский политехнический институт (72) В.М.Возмитеть, Т.Я.Гораздовский, С.А.Дюжева, Г.Н.Олифиренко и Т.И.Ярошко (53) 620.179.)4 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО МНОГОПАРАМЕТРОВОГО

КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ НОКАЗАTECH ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к методам нераэрушающего контроля физико-механических параметров изделий иэ ферромагнитных материалов, определяющих

sanac остаточной эксплуатационной прочности. Целью изобретения является повышение точности контроля абсо.пютных реологических напряжений и оценки остаточной прочности эа счет отстройки от влияния аддитивной составляющей погрешности измерения. Цикл рабаты устройства состоит из этапов обучения на эталонных образцах и этапа измерения контролируемых иэделий по данным эталонных образцов.Изделие помещается в первичный измерительный преобразователь, генератор

13 тока намагничивания согласно информации, накопленной в банке 10 данных, возбуждает соответствующий ток в возбуждающих катушках. Одновременно стенд 17 испытания изделий нагружает контролируемое иэделие. Аналоговый коммутатор 5 выбирает коэффициент включения измерительных обмоток. Сигнал преобразуется в цифровую форму и поступает в мини-38М 9 для анализа и обработки согласно алгоритмам. 1 ил.

1379711

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля физикомеханических показателей изделий иэ ферромагнитных материалов, определяющих в совокупности запас остаточной зкслпуатационкой прочности, и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промашленности для определения остаточного ресурса эксплуатации ответственных иэделий.

Целью изобретения является повышение точности контроля абсолютных реологических напряжений и оценки остаточной прочности эа счет отстройки от влияния аддитивной составляющей погрешности измерения.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первичный измерительный преобразователь l, выполненный в виде возбуждающих обмоток

2 и двух пар измерительных обмоток 3 н 4, саедкненные последовательно аналоговый коммутатор 5, вход которого подключен к двум парам измерительных обмоток 3 н 4, управляеиюй коммутатор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 сопряжения к мини-3ВМ 9.

Устройство содержит также банк 10 данных, подключенный к блоку 8 сопряжения. соединенные последовательно контроллер 11 тока намагничивания, подключенный к блоку 8 сопряжения, цифроаналоговый преобразователь 12 и генератор 13 тока намагничивания, подключенный к возбуждающим обмоткам 2, блок 14 управления периферийными блоками, подключенный входом к блоку 8 сопряжения, а выходами - к аналоговому коммутатору 5 и к управляющим входам управляемого коммутатора 6 и анапого-цифрового преобразователя 7, генератор 15 калиброванных сигналов, выход которого подключен к управляемому коммутатору 6, и соединенные последовательно контроллер

16 управления стендом, вход которого подключен к блоку 8 сопряжения, и стенд 17 испытания изделий. 11оследний связан с первичным преобразователем

1, а дополнительные входы управляемо

1о коммутатора 6 подключены к выходу генератора 13 тока намагничивания.

Устройство работает следующим образам.

Первоначально в цикле обучения устанавливаются на представительной обучающей выборке образцов параметры коэффициентного подключения выходов первичного измерительного преобразователя 1, соответственно Е "1 и (попе Р) которые вычисляются в жниЭВМ 9.

В качестве информативных составляющих лри вычислении k "" и k используются нулевые гармонические составляющие Уолша сигналов отклика первичного измерительного преобразователя 1, измеряющих соответственно продольную и поперечную составляющке намагниченности контролируемых odpasцов.

Для реализации используются образцы представительной обучающей выборки различных прочностных групп с равномерным шагом измерения по пределу текучести (6 ) и пределу прочности (6 ) в диапазонах контроля последних.

Мини-ЭВМ 9 в данной фазе цикла обучения воздействует первоначально через блок 8 сопряжения на тракт формирования эталонного нагружения, осуществляющий силовое воздействие на образцы обучающей выборки. Тракт формирования эталонного нагружения состоит из контроллера. 16 управления стендом и стенда 17 испытания изделий.

В первой фазе обучения параметры электромагнитного зондирования на образцы поддерживают с помощью тракта управления зондирующим воздействием, состоящего из контроллера ll тока намагмичивания, цифроаналогового преобразователя 12, генератора 13 тока намагничивания, блока.8 сопряжения, мини-ЭВМ 9, В последней (с помощью программного обеспечения) задается исходная частота, форма намагничивания в продольном и поперечном направлениях, например 40 Гц, гармоническое воздействие с амплитудным значением 20 кА/м прк исходном фазовом соотношении между намагничивающими токами (q = 0 ) . Указанная

1 информация через блок 8 сопряжения поступает на информационные входы контроллера l l тока намагничивания, а затеи - ка генератор 13 тока намагничивания, обеспечивающий соответствующее изменению тока в возбуждающих обмотках 2, Измерительная информация о контролируемых физика-механических пока зателях ферромагнитных образцов поступает с выхода первичного иэмери1.3797! 1 тельного преобразователя 1 через аналоговый 5 и управляемый 6 коммутаторы в аналого-цифровой нреобраэователь 7. Блок 14 управления периферииными блоками, синхронизируемый конт5 роллером 11 тока намагничивания, обеспечивает в укаэанной фазе цикла обучения поочередно поступление измерительной информации о продольной 1ð и поперечных компонентах намагниченности, содержащейся в откликах сигналов первичного измерительного преобразователя 1(V (С), Р(С)).

В аналого-цифровом преобразова- 15 теле 7 осуществляется преобразование исходного континуапьного сигнала в совокупность дискретных отсчетов>информации которых представляются в виде двоичноro параллельного кода. 2р

Шаг квантования исходных континуальных сигналов задается блоком 14 управления периферийными блоками. В первой фазе цикла обучения с помощью мини-ЭВМ 9 параметры Е„ и К1„ 25 поддерживаются равными единице, последнее достигается тем, что миниЭВМ 9 воздействует через блок 8 сопряжения на блок 14 управления периферийными блоками, а последний обеспечивает управление аналоговым коммутатором 5.

Во второй фазе обучения используется сменный образец средней прочностной группы контролируемого ассор- З5 тимента, который ступенчато нагружается с помощью тракта формирования эталонного нагружения в области Гука.

Параметры электромагнитного зондирования образцов поддерживаются в данной фазе неизменными, как и в первой фазе обучения с помощью тракта управления зондирующим воздействием. При этом во второй фазе обучения коэфф-циенты подключения вторичных обмоток первичного измерительного преоб оу,1 (поп ) разователя 1 (k „, k „) устанавливаются согласно данных G o испытуемого образца, дпя этого используются соответствующие п отводов вторичных обмоток первичного измерительного преобразователя 1. Первоначально мини-ЭВМ 9 согласно программного обеспечения через блок 8 сопря- 5 . кения в цифроьой форме последовательно выдает на вход контроллера lb управления стендом начальные условия о характере нагружения указанного образц» обучающей выборки: о aерxнсн и нижней границах нагружения, жесткости нагружения (5„ /6 „ скорости изменения нагружения. Ln).яасно принятой информации в контроллере 1b управления стендом осуществляют ся вычисление уровней текуще го на1ружения в двух ортогональных направлениях и преобразование информации в аналоговую форму, которая в дальнейшем поступает на испытательные механизмы стенда 1" испытания образцов.

11оследний обеспечивает эталонное нагружение сменного образца обучающей выборки .

Во второй фазе обучения контроллер 1б управления стендом реализует для повышения точности контроля многоэвенный цикл нагружения указанного образца обучающей выборки в области

Гука при нескольких градациях жесткости нагружения.

@ я всей совокупности дискретов нагружения укаэанного образца обучающей представительной выборки снимаются отклики сигналов первичного измерительного преобразователя 1, которые в дальнейшем через аналоговый 5 и управляемый б коммутаторы, аналогоцифровой преобразователь 7, блок 8 сопряжения поступают в мини-38M 9.

В последней согласно принимаемой информации первоначально вычисляются гармонические составляющие в базисе ортогональных функций Уолша, а в дальнейшем, используя регрессионную процедуру, устанавливается явный вид алгоритмов вычисления оценок составляющих тензора абсолютных реологических напряжений в Объекте контроля.

В третьей фазе цикла обучения,как и во второй используются сменные образцы средней прочностной группы контроЛируемого ассортимента, причем в третьей фазе обучения на испытуемый образец осуществляется нагружение в области Максвелла и Кельвина с помощью тракта формирования эталонного нагружения. Первоначально миниЭВМ 9 через блок 8 сопряжения выдает на цифровые входы контроллера 1b управления стендом начальные условия: верхний и нижний предел нагружения, параметры жесткости нагружения, дискрет приращения уровня и амплитуды нагружения от цикла к циклу в многозвенном цикле нагружения испытуемого образца обучающей вы1379 711 борки. Согласно принятой информации иэ мини-ЭВМ 9 контроллер

16 управления стендом формирует управляющие воздействия в

5 реальном масштабе времени на стенд

17 испытания образцов в диапазоне упругопластичной деформации. Контроллер 16 управления стендом на протяжении одного цикла нагружения испы- 10 туемого образца обучающей выборки ри постоянстве уровня остаточных реологических напряжений обеспечивает изменение уровня абсолютных реологических напряжений за счет измене- 15 ния уровня нагружения укаэанного образца . 11ри переходе к другому дискрету уровня пагружения контроллер 16 упр авле ния сте ндом о суще ст вля е т э апрос мини-ЭВМ 9 о приеме текущих зна- 20 чений. Согласно принятой информации в мини-ЭВМ 9 вычисляют первоначально составляющие тенэора остаточных реологических напряжений и реэультир;ющее значение, а затем вычисляют- 25 я составляющие тензора абсолютных реологических напряжений и результирующее значение в испытуемом образце обучающей выборки.

Б четвертой фазе цикла обучения 30 устанавливают закономерности исключе" ния дополнительной погрешности измерения реологических полей в испытуемом образце, обусловленной изменением жесткости нагружения (k ). хг 35

В режиме цикла измерения предлагаемое устройство Осуществляет измерение физико-механических показателей ферромагнитных изделий па основе установленных закономерностей коррек- 40 ций параметров зондирующего воздействияя на контролируемое изделие, при этом тракт формирования эталонного нагружения не функционирует. С помощью тракта управления зондирующим 45 гоздействием объекта контроля осуще: твляется электромагнитное зондиро-. вание контролируемого иэделия, которое первоначально обеспечивает характер зондирования как в первой > так

50 и второй фазах цикла обучения преобразователя 1, а затем через аналоговый 5 и управляемый 6 коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь 7, - ок 8 сопряжения поступает на вход

"ни-ЭБМ 9 > Б последней вычисляются

""рвичные оценки составляющих тенэо; а реологических полей. Укаэанная ин, эрмация из мини-ЭБИ 9 через блок 8 сопряжения поступает в дальнейшем в контроллер 1 тока намагничивания, в котором вычисляются параметры коррекции амплитуды з ондирующего поля в продольном направлении. Одновременно иэ банка 10 данных считывается в мини-ЭБМ 9. через блок 8 сопряжения информация о предыдущих этапах нагружения диагностируемого объекта. Контролируемые физико-механические показатели диагностируемого объекта через равные интервалы времени записываются из мини-3НМ 9 после их вычисления в банк 10 данных, что позволяет прогнозировать во ",ремени изменение остаточной эксплуатационной прочно сти ди агнос тиру емо го объект а.

Формулаизобретения

Устрой ство миогопараметрового контроля физико-механически: показателей ферромагнитных иэделий. содержащее соединенные последовательно контроллер тока намагничивания, циф роаналоговый преобразователь, генера" тор тока намагничивария и первичный измерительный преобразователь> а т акже ан ал о го-цифр о вой пр ео бр аэ ов атель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля абсолютных реологических напряжений и оценки остаточной прочности, оно снабжено генератором калиброванных си гналов, по следовательно соединенными >мни-ЭБМ > блоком сопряжения, подключечным к контроллеру тока намагничивания, блоком управления периферийными блоками, аналоговым коммутатором, управляемым коммутатором, входы которого подключены к генератору калиброванных сигналов и генератору тока намагничивания, управляю" щий вход объединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и подключен к блоку управления периферийными блоками, а выход под"ючен через аналого-цифровой преобразователь к блоку сопряжения> банком данных, подключенным к . ëîêó сопряжения, и последовательно оединенными контроллером улравлени:. стендом, подключенным к блоку сопряжения> и стендом испытания изделий, а первичный измерительный преобразователь выполнен в виде двух пар измерительных обмоток, расположенных ортогонально и имеющих п отводов, подключенных к входам аналогового коммутатора.