Устройство для контроля прочностных характеристик ферромагнитных изделий

Устройство для контроля прочностных характеристик ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к вихретоковой структуроскопии ферромагнитных материалов . Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля путем вычисления прочностных характеристик изделий из ферромагнитных материалов по уравнениям регрессии с оперативной корректировкой коэффициентов уравнения регрессии и уменьшения случайной погрешности измерений длительности переходного процесса посредством усреднения результатов измерений на количество измерений длительности переходного процесса. Работа устройства основана на возбуждении периодически повторяющимися .импульсами колебательного контура, элементом которого является вихретоковый преобразователь. Длительность переходного процесса измеряют по серии возбуждающих импульсов с последующим усреднением на количество последних, а прочностные характеристики вычисляют по универсальным уравнениям регрессии, коэффициенты которых находятся в блоке постоянной памяти, но могут быть оперативно скорректированы блоком корректировки и блоком оперативной памяти. Работа устройства управляется, вычислительно-управляющим блоком, а результаты отображаются с помощью индикатора. 6 ил. СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776886/28 (22) 03.01.90 (46) 23.04.92, Бюл, № 15 (71) Научно-исследовательский институт строительных конструкций (72) П.С.Витюк, В.П,Глуховский и Ю.Б.Темн огород (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1032406, кл. G 01 N 27/90, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1458799, кл. G 01 N 27/90, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГ-.

НИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к вихретоковой структуроскопии ферромагнитных материалов. Цель изобретения — повышение производительности и точности контроля путем вычисления прочностных характеристик изделий из ферромагнитн.ых материалов по уравнениям регрессии с оперативной корИзобретение относится к неразрушающему контролю методами вихревых токов и может быть использовано в промышленности для определения прочностных характеристик ферромагнитных изделий, Известно устройство для контроля физико-механических параметров материалов и изделий, содержащее генератор импульсов, соединенный с вихретоковым преобразователем, включенным в колебательный контур, и индикатор.

Принцип действия такого устройства основан на возбуждении периодически по„„ЯЛ„„1728778 А1

2 ректировкой коэффициентов уравнения регрессии и уменьшения случайной погрешности измерений длительности переходного процесса посредством усреднения результатов измерений на количество измерений длительности переходного процесса, Работа устройства основана на возбуждении периодически повторяющимися импульсами колебательного контура, элементом которого является вихретоковый.преобразователь.

Длительность переходного процесса измеряют по серии возбуждающих импульсов с последующим усреднением на количество последних, а прочностные характеристики вычисляют по универсальным уравнениям регрессии, коэффициенты которых находятся в блоке постоянной памяти, но могут быть оперативно скорректированы блоком кор. ректировки и блоком оперативной памяти.

Работа устройства управляется. вычислительно-управляющим блоком, а результаты отображаются с помощью индикатора. 6 ил, . вторяющимися импульсами напряжения колебательного контура, элементом которого является вихретоковый преобразователь, и по характеру перехедных процессов судят о механических параметрах контролируемых ферромагнитных изделий.

Недостатком этого устройства является низкая точность определения количественных прочностных характеристик ферромагнитных изделий, обусловленная сложностью выбора информативных параметров и приведением этих параметров к одной форме.

1728778

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для контроля прочностных характеристик арматурных стержней, содержащее формирователь импульсов, генератор импульсов, соединенный с ним входом вихретоковый преобразователь, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, индикатор и блок постоянной памяти.

Работа такого устройства основана на использовании связи длительности переходного процесса в колебательном контуре, элементом которого является вихретоковый преобразователь, с прочностными характеристиками арматурной стали. Устройство позволяет автоматически определять класс испытываемых арматурных стержней и вычислять их прочностные характеристики по предварительно снятым зависимостям.

Однако производительность контроля такого устройства низкая, Она обусловлена ручными операциями при вычислении прочностных характеристик по уравнениям регрессии. Кроме того, недостатком устройства является низкая точность измерения информативного параметра, обусловленная случайной погрешностью при измерении одиночного импульса.

Цель изобретения — повышение производительности и точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля прочностных характеристик ферромагнитных изделий, содержащее формирователь импульсов, генератор импульсов, соединенный с ним входом вихретоковый преобразователь, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, индикатор и блок постоянной памяти, дополнительно снабжено первым буферным регистром, вычислительно-управляющим блоком, вторым буферным регистром, блоком оперативной памяти и блоком корректировки, порт вывода первого буферного регистра соединен с портом ввода блока постоянной памяти, а порт ввода-вывода первого буферного регистра — с первым портом ввода-вывода вычислительно-управляющего блока, второй порт ввода-вывода которого соединен с портом ввода-вывода блока оперативной памяти, третий порт ввода-вывода вычислительно-управляющего блока — с портом ввода-вывода блока корректировки, порт вывода блока постоянной памяти-с портом ввода вычислитель но-уп равля ющего блока, порт вывода которого соединен с портом ввода второго буферного регистра, порт вывода которого соединен с портом ввода индикатора, выход вычислительно5

50 управляющего блока — с входом генератора импульсов, а выход формирователя импульсов — с входом вычислительно-управляющего блока.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля прочностных характеристик ферромагнитных изделий; на фиг. 2 — алгоритм работы устройства; на фиг.3 — алгоритм измерения длительности переходного процесса; на фиг. 4 — алгоритм определения диапазона прочности и вычисления прочностных характеристик по уравнениям регрессии; на фиг. 5 — алгоритм корректировки коэффициентов уравнений регрессии; на фиг. 6 — график тока переходного процесса.

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, генератор 2 импульсов, соединенный с ним входом вихретоковый преобразователь 3, включенный в колебательный контур. выход которого соединен с входом формирователя 1 импульсов, индикатор 4 и блок 5 постоянной памяти, первый буферный регистр 6, вычислительно-управляющий блок 7, второй буферный регистр 8, блок 9 оперативной памяти и блок 10 корректировки, порт вывода первого буферного регистра 6 соединен с портом ввода блока 5 постоянной памяти, а порт вводавывода первого буферного регистра 6 — с первым портом ввода-вывода вычислительно-управляющего блока 7, второй порт ввода-вывода которого соединен с портом ввода-вывода блока 9 оперативной памяти, третий порт ввода-вывода вычислительноуправляющего блока 7 — с портом ввода-вывода блока 10 корректировки, порт вывода блока 5 постоянной памяти — с портом ввода вычислительно-управляющего блока 7, порт вывода которого соединен с портом ввода второго буферного регистра 8, порт вывода которого соединен с портом ввода индикатора 4, выход вычислительно-управляющего блока 7 — с входом генератора 2 импульсов, а выход формирователя 1 импульсов — с входом вычислительно-управляющего блока 7, Работа устройства производится по алгоритму(фиг. 2), в котором реализованы следующие режимы; измерение длительности переходного процесса; определение диапазона прочности; вычисление прочностных характеристик по универсальным уравнениям регрессии (например, для случая определения прочностных характеристик арматурной стали); корректировка коэффициентов уравнений регрессии, т,е. вычисление прочностных характеристик по индивидуальным

1728778 уравнениям регрессии (например, для массового контроля однотипных ферромагнитных изделий, где требуется повышенная точностью измерений), Для вычисления прочностных характеристик вся область измеряемых значений прочности разбивается на диапазоны (К1,Кг,...,Кл). Граничные значения длительности переходного процесса (r<, тг, ..., Tn-<) при этом могут соответствовать, например, 10 границам классов прочности арматурной стали. Внутри каждого диапазона прочности уравнения регрессии устанавливают, например, линейными вида P = à t+ b, где

Р— прочностная характеристика; Граничные значения длительности переходного процесса (z<, n...., tn-1) коэффициенты универсальных уравнений регрессии (a>, az, ..., an, b1, b2, ..., Ь ), а также вся программа работы устройства предварительно записываются в блоке 5 постоянной памяти.

При включении устройства граничные значения длительности и коэффициенты универсальных уравнений регрессии из блока постоянной памяти через вычислительно-управляющий блок 7 переписываются в блок 9 оперативной памяти. После чего вычислительно-управляющий блок 7 переводится в режим опроса блока 10 корректировки, при помощи которого производится выбор режима работы устройства, С поступлением соответствующего сигнала с блока

10 корректировки вычислительно-управляющий блок 7 переводится в режим измерения длительности переходного процесса г или в режим корректировки коэффициентов уравнений регрессии.

В режиме измерения длительности переходного процесса (фиг. 3) вычислительноуправляющий блок 7 вырабатывает импульсы, поступающие на запуск генератора 2 импульсов. Для уменьшения случайной погрешности измерений длительности переходного процесса за счет последующеro усреднения результатов количество этих импульсов S может, например, равняться

16.

Генератор 2 импульсов формирует прямоугольные импульсы, поступающие на колебательный контур, элементом которого является вихретоковый преобразователь 3.

Реакцией колебательного контура на воздействИе прямоугольного импульса являются переходные процессы на его фронтах, зависящие от прочностных характеристик контролируемых ферромагнитных изделий (фиг, 6). Формирователь 1 импульсов формирует прямоугольные импульсы (ПИ), равные длительности переходного процесса, 15

55 которые поступают на вход вычислительноуп равля ющего блока 7. Сформи рован на я последовательность прямоугольных импульсов заполняется счетными импульсами с требуемой дискретностью и усредняется на количество импульсов запуска. Результат измерения длительности переходного процесса заносится в блок 9 оперативной памяти, а также через второй буферный регистр

8 поступает на индикатор 4.

Работа устройства в режиме определения диапазона прочности и вычисления прочностных характеристик по уравнениям регрессии производится по алгоритму, приведенному на фиг. 4. При этом в вычислительно-управляющий блок 7 из блока 9 оперативной памяти заносятся измеренное значение длительности переходного процесса ти граничные значения длительности переходного процесса т, гг, ..., г - . Блок 7 и роизводит посл едовател ьное сравнение измеренного и граничных значений длительности до тех пор, пока измеренное значение не превысит граничное значение длительности, что свидетельствуетоб определении соответствующего диапазона прочности. После этого из блока 9 оперативной памяти коэффициенты уравнения регрессии для данного диапазона прочности заносятся в вычислительно-управляющий блок 7, в котором по измеренной длительности переходного процесса и выбранным" коэффициентам вычисляется значение прочностной характеристики,Р. Расчетное значение прочности переписывается в блок 9 оперативной памяти и отображается на индикаторе 4.

После выполнения этих операций вычислительно-управляющий блок 7 возвращается в режим опроса блока 10 корректировки (фиг. 2), Работа устройства в режиме корректировки коэффициентов уравнений регрессии производится по алгоритму, приведенному на фиг, 5. При поступлении с блока 10 корректировки сигнала, соответствующего данному режиму работы, вычислительно-управляющий блок 7 проверяет наличие числа

N, которое в дальнейшем присваивается выбранному коэффициенту, При отсутствиитакого числа вычислительно-управляющий блок 7 возвращается в режим опроса блока

10 корректировки. После подтверждения наличия числа N вычислительно-управляющий блок 7 ожидает сигнал о выборе одного из коэффициентов (а, аг,;... an, b>, Ьг, ..., Ь,).

После поступления сигнала подтверждения вычислительно-управляющий блок 7 присваивает выбранному коэффициенту вве1728778 денное значение числа N и пересылает его в блок 9 оперативной памяти, Для изменения следующего коэффициента уравнения регрессии необходимо ввести новое значение числа N и повторить операции корректировки и т.д. В дальнейшем значение прочностной характеристики рассчитывается по уравнению регрессии с откорректированными коэффициентами, Предлагаемое устройство с вычислительно-управляющим блоком, реализованным на базе однокристальной микро-3ВМ позволяет в сравнении с известным существенно повысить производительность и точность контроля.

Формула изобретения

Устройство для контроля и роч ностн ы х характЕристик ферромагнитных изделий, содержащее формирователь импульсов, генератор импульсов, соединенный с ним входом вихретоковый преобразователь, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, индикатор и блок постоянной памяти,отлича ющеесятем,что,с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено первым буферным регистром, вычислительно-управляющим блоком, вторым буферным регистром, блоком оперативной памяти и блоком коррек5 тировки, порт вывода первого буферного регистра соединен с портом ввода блока постоянной памяти, а порт ввода-вывода первого буферного регистра соединен с первым портом ввода-вывода вычислитель10 но-управляющего блока, второй порт вводавывода которого соединен с портом ввода-вывода блока оперативной памяти, третий порт ввода-вывода вычислительноуправляющего блока соединен с портом

15 ввода-вывода блока корректировки, порт вывода блока постоянной памяти соединен с портом ввода вычислительно-управляю- щего блока, порт вывода которого соединен с портом ввода второго буферного регистра, 20 порт вывода которого соединен с портом ввода индикатора, выход вычислительно-управляющего блока соединен с входом генератора импульсов, а выход формирователя импульсов соединен с входом вычислитель25 но-управляющего блока.

1728778

1728778

1728778

1728778

1728778

Составитель В.Глуховский

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор З.Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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