Устройство для контроля качества композиционных материалов при их изготовлении

Устройство для контроля качества композиционных материалов при их изготовлении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:Изобретеиие относится к технике неразрушающего контроля и может быть использовано при изготовлении композиционных . изделий методом намотки. Цель изобретения .состоитв повьппении точности контроля за счет учета функциональной связи между технологическими параметрами и выходными хар актеристиками материала. При намотке композиционного материала в процессе его изготовления осуществляется измерение вязкости связующего, компонентного состава, натяжения пропитываемого материала и числа слоев намотки материала. При варьировании техноло гических параметров осуществляется обработка выходных характеристик материала с использованием алгоритма полного факторного зксперимента. На выходе третьего сумматора получают информацию о приращении прочности изделия. 1 ил. .tg (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4010446/25-28 (22) 20,01.86(46) 30.03.88. Бюл. Ф 12 (72) Д. А. Сергеев (53) 620. 1 79 ° 16 (088. 8) (56) Любутин О. С. Автоматизация производства стеклопластиков. М.: Химия, 1969, с. 101.

Авторское свидетельство СССР

1l 953550, кл. G 01 N .29/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО,ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИХ

ИЗГОТОВЛЕНИИ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля и может быть использовано при изготовлении композиционных.изделий методом намотки.

ÄÄSUÄÄ 1385057 А1

Цель изобретения состоит- в повьппенин точности контроля за счет учета функциональной связи между технологическими параметрами и выходными характе" ристиками материала. При намотке ком" позиционного материала в процессе

его изготовления осуществляется измерение вязкости связующего,. компонент-, Ного состава, натяжения пропитываемого материала и числа слоев намотки материала. При варьировании техноло" гических параметров осуществляется обработка выходных характеристик материала с использованием алгоритма полного факторного эксперимента. На выходе третьего сумматора получают информацию о приращении прочности изделия. 1 ил.

1385057

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из компо5 зиционных материалов методом намотки.

Цель изобретения - повышение точности контроля эа счет учета функциональной связи между технологическими параметрами и выходными характеристиками материала.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля качества композиционных материалов при их из- 15 готовлении.

Устройство для контроля качества композиционных материалов при их изготовлении содержит последовательно соединенные измеритель l вязкости 20 связующего и блок 2 измерения производной прочности материала по молекулярному весу, первый 3 и второй

4 сумматоры и блок 5 вычитания, под ключенные к выходу измерителя l вяэ» 25 кости связующего последовательно соединенные первый аналого-цифровой преобразователь 6, первый шифратор 7,. первую коммутационную матрицу 8 и блок 9 вычисления производной ком-, 30 понентного состава по вязкости связующего, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 3, подключенный к выходу первой коммутационной матрицы 8 блок 10 вычис" ления производной компонентного состава по натяжению материала, выход которого подключен к второму входу первого сумматора 3, подключенный к выходу блока 5 вычитания блок 11 g0 вычисления производной комнонентного состава по молекулярному весу, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора 3, подключенный к информационному входу первой коммутационной матрицы 8 измеритель 12 компонентного состава пропитанного материала, последовательно соединенные измеритель 13 натяжения пропитываемого материала, второй аналого-цифровой преобразователь 14 и второй шифратор 15, выход которого подключен к второму управляющему входу первой коммутационной матрицы 8, последовательно соединенные счетчик 16 числа слоев материала, третий шифратор 17, вторую коммутационную матрицу 18, второй управляющий вход которой соединен с выходом первого шифратора 7, а информационный вход - с выходом измерителя 13 натяжения пропитываемого материала, и блок 19. вычисления производной натяжения материала по диаметру намот" ки материала, выход которого подключен к первому входу второго сумма" тора 4, подключенный к выходу второй коммутационной матрицы 18 блок 20 вычисления производной натяжения материала по вязкости, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 4, подключенные к выходу первого сумматора З.последовательно соединенные первый умножитель 21 и третий сумматор 22, подключенный к выходу второго сумматора 4 второй умножитель 23, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора 22, подключенный к выходу измерителя 12 компонентного состава пропитываемого материала второй блок 24 вычитания, выход которого подключен к второму входу первого умножителя 2!.и к третьему входу третьего сумматора 22, и подключенный к измерителю 13 натяжения пропитываемого материала третий блок

25 вычитания, выход которого подключен к второму входу второго умножителя 23, выход блока 2 измерения производной вязкости по молекулярному весу подключен к второму входу блока 11 вычисления производной ком. понентного состава по молекулярному весу, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам блока 9 вычисления производной компонентного состава по вязкости связующего, вторые входы первого 5, второго 24 и третьего 25 блоков вычитания .предназначены для подачи на них опорных напряжений, а выход третьего сумма" тора 25 служит выходом устройства контроля.

Устройство работает следующим образом.

Измеритель I вязкости связующего устанавливается в пропиточной ванне со связующим составом, через которую протягивается рулонный материал, наматываемый на оправку. Натяжение материала и его компонентный состав после пропитки измеряются, соответ» ственно, измерителями 13 и 12. Выходные напряжения измерителей 1 и

13 преобразуются аналого-цифровыми

1385057 преобразователями 6 и 14 и подаются на входы шифраторов 7, 15. С помощью шифратора 7 выбираются значения верхнего, среднего и нижнего полей технологического допуска на технологический параметр.

Высокие потенциалы на шинах (-), (О), (+) блока 8 формируются лишь в случаях, когда технологический параметр находится, соответственно, в нижнем, среднем или верхнем поле технологического допуска.

Напряжения на шинах (-), (О), (+) шифраторов 7 и 15 управляют работой коммутационных матриц 8 и 18 °

В табл. 1 представлен алгоритм коммутации в матрице 8, Блоки 9 и 10 осуществляют преобразования входных напряжений в соответствии с формулами н 1

U -(Н -Н +Н -Н ) е! 4 н )

U -(Н -Н +Н -Н ) ен 4 5 6 в

U = -(Н +Н -Н -H ); н 1

Z 4 5 (2)

U =-(Н+Н Н-Н) н 1

sí 4 5 б в 9 н где U — напряжение на 2-м выходе в блока 9, пропорциональное верхнему значению производной компонентного состава материала по вязкости; н

" напряжение на 3-м выходе блока 9, пропорциональное нижнему значению производной компонентного состава материала по вязкости н

U — напряжение на 2-м выходе

ВН+ блока 10 пропорциональное верхнему значению производной компонентного состава по натяжению; н

U " напряжение на выходе блоS Hка 10, пропорциональное нижнему значению той же производной.

На выходах блоков 9 и 10 формируются значения приращений соответствующих производных.

Формирование напряжения, пропорционального производной компонентного состава по молек лярному весу, осуществляется на выходе блока 11 в соответствии с выражением

Ь = -(N -N+N -N ) н 1

Рт 4

1 (4) и (И5 Нв+Нв Н9)

На выходе блока 19 формируется напряжение, пропорциональное приращению производной, Аналогично в блоке 20 производится определение приращения производной натяжения по вязкости по формулам

Ъ = -(М+N -11 -N ) и 1 ,„+ . 4 1 4

Ь = -(N +Nq-Ng N9) К М дь =Ь 4-b„

40 (5) Напряжения с выходов блоков 19

45 и 20, пропорциональные соответственно приращениям производных натяжения материала по диаметру и вязкости, поступают, с коэффициентами передачи и 1 " на первый и второй входы

П сумматора 4, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное приращению производной прочности изделия по напряжению материала, Сформированное таким образом напряжение подается на первый вход умножителя 23, на второй sxcv. которого поступает напряжение с вьлода блока

25 вычитания. В результате на выходе умножителя формируется напряжение, н 1н Он н н

----=b С, (3)

5,9 Д, м где С вЂ” производная вязкости по молекулярному весу, На выходе сумматора 3 формируется напряжение, пропорциональное приращению производной прочности по компонентному составу.

Коммутационная матрица 18 осуществляет коммутацию напряжения, поступающего от измерителя 13 натяжения на входы блоков производных натяжения по диаметру изделия (блок !

9) и вязкости связующего (блок 20) в соответствии с табл, 2. При этом, работа матрицы 18 аналогична работе матрицы 8.

Блок 19 измерения производной. натяжения материала по диаметру изделия определяет верхнее и нижнее значения производной по формулам

Формула изобретения

Устройство для контроля качества композиционных материалов при их изготовлении, содержащее последовательно соединенные измеритель вязкости связующего и блок измерения производной прочности материала по молекулярному весу, первый и второй сумматоры и блок вычитания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет учета функциональной связи между технологическими параметрами и выходными характеристиками материала, оно снабжено подключенными к

5 13850

Р пропорциональное произведению аЬ „.

«4И, которое поступает на первый вход сумматора 22. Аналогично на выходе умножителя 21 формируется напряжение, пропорциональное произве5 дению 4Ь, йН, которое подается на

P второй вход сумматора 22. На третий вход этого же сумматора поступает — Р с коэффициентом передачи b „н апряжение с выхода второго блока 24 вычитания, пропорциональное приращению компонентного состава материала. Таким образом, на выходе сумматора 22 формируется напряжение, пропорциональное приращению прочности иэделия. Величины, пропорциональные среднему значению компонентного состава из технологического допуска Й на втором входе блока 24, среднему значению натяжения N на втором входе блока 25, допуску на производную вязкости по молекулярному весу 4С на втором входе блока 5, задаются с помощью делителей напРяжений; Коэф" фициенты передачи на входах сумматоров 3,4 .и 22 устанавливаются обычным способом по величине отношения сопротивления обратной связи к входному сопротивлениго. В качестве измерителя вязкости могут использоваться, например, ультразвуковые вискозиметры типа ВУ3-1Л, УКВС-2с и т.п. В качестве измерителей 12 и 13 могут использоваться любые измерители про" центного содержания материала и на" тяжения.

Изобретение позволяет сократить объем сдаточных испытаний, обеспечи" вает воэможность количественной оценки влияния технологических параметров на прочность изделия, 57 выходу измерителя вязкости связующего последовательно соединенными первым аналого-цифровым преобразователем, первым шифратором, первой коммутационной матрицей и блоком вычисления производной компонентного состава по вязкости связующего, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, подключенным к выходу первой коммутационной матрицы блоком вычисления производной компонентного состава по натяжению материала, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, подключенным к выходу бло" ка вычитания блоком вычисления производной компонентного состава по молекулярному весу, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора, подключенным к информационному входу первой коммутационной матрицы измерителем компонентного состава пропитанного материала, последовательно соединенными измерителем натяжения пропитываемого материала, вторым аналого-цифровым преобразователем и вторым шифратором, выход которого подключен к второму управляющему входу первой коммутационной матрицы, последовательно соединенными счетчиком числа слоев материала, третьим шифратором, второй коммутационной матрицей, второй управляющий вход которой соединен с выходом первого шифратора, а информационный вход " с выходом измерителя натяжения пропить ваемого материала, и блоком вычисления производной натяжения материала по диа" метру намотки материала, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, подключенным к

Выходу второй коммутационной матрицы блоком вычисления производной натяжения материала по вязкости, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, подключенными к выходу первого сумматора последовательно соединенными первым умножителем и третьим сумматором, подключенным к выходу второго сумматора вторым умножителем, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, подключенным к выходу измерителя компонентного состава пропитываемого материала вторым блоком вычитания, выход которого подключен к второму входу первого

1385057

Таблица 1

+ 0 - + 0 - .+ 0

Выход шифратора 7

Выход шифратора 15

+ + + 0 0 0

Номер выхода мат. рицы 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 г

Значение напряжения на выходе

Таблица 2

Выход шифратора 7 (вход 1у

0 + - 0 + - 0 +

Выход шифратора 17

Номер выхода мат рицы 18

9 8 7 б 5 4 3 2 1

Значение напряжения на выходе матрицы

Я9 Na Мч Яб Nz N, Из Н1 N„ умножителя и третьему входу третьего сумматора, и подключенным к измерителю натяжения пропитываемого материала третьим блоком вычитания, выход которого подключен к второму входу второго умножителя, выход блока измерения производной вязкости по молекулярному весу подключен к второму входу блока вычисления произ-10 водной компонентного состава по молекулярному весу, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам блока вычисления производной компонентного состава по вязкости связующего, вторые входы первого, второго и третьего блоков вычитания предназначены для подачи на них опорных напряжений, а выход третьего сумматора служит выходом устройства контроля.

0 0 0 + + +

1385057

Составитель Г. Максимочкин Техред Л. Сердюкова Корректор, M.Шароши

Редактор М. Бандура

Подписное

Заказ 1408/42 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР IIo делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4