Фотоэлектрическое устройство бесконтактного контроля изделий из ферромагнитных материалов

Фотоэлектрическое устройство бесконтактного контроля изделий из ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля геометрических параметров и внутренних дефектов изделий из ферромагнитных материалов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей и повышение производительности контроля. Устройство позволяет в рамках единой фотоэлектрической системы производить как контроль геометрических параметров изделий, так и контроль наличия в них дефектов типа несплошность. Для этого в устройство введена система возбуждения , поддержания и регистрации незатухающих собственных колебаний контролируемого изделия, содержащая электрически связанные фильтр высокой частоты , автоматический регулятор усиления, фазовый коллектор, усилитель мощности, частотомер и электромагнитный возбудитель , взаимодействующий своим электромагнитным полем с изделием. После установки и закрепления изделия производится контроль геометрических параметров его элементов теневым методом с помощью сканирующего лазерного луча и фотоприемника . Затем луч и фотоприемник фиксируются в определенном положении и включением возбудителя в изделии возбуждаются механические колебания, которые модулируют световой поток на фотоприемник , электрический сигнал с которого поступает на усилитель и в схему обработки. При этом в изделии поддерживаются незатухающие собственные колебания, по частоте которых , измеренной частотомером, судят о степени поражения изделия внутренними дефектами. 1 ил. у Ё Nj 00 ю со CJ со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВедОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4868560/28 (22) 25.09;90 (46) 15.12.92. Бюл, Ц 46 (71) Научно-исследовательский институт ме-" ханики и прикладной математики при Ростовском государственном университете и

Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) В.А.Калинин, В.В.Новиков, P.Ô.Hosoceлов, В.В.Павлов, Ю.Л,Перевозкин и В,Я.Ривина (73) Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики при Ростовском государственном университете (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 1211602, кл. G 01 В 21/00, 1984. . 2, Авторское свидетельство СССР

N. 1226050, кл. G 01 В 11/26, 1984 — прототип. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ Ф ЕРРОМАГНЙТН ЫХ МАТЕ РИАЛОВ (57) Изобретение относится к измеритель- ной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля геометрическйх параметров и внутренних дефектов изделий из ферромагнитных материалов. Цель изобретения .,расширение функциональных воэможностей и повышение производительности контроля. Устройство позволяет в

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного (осуществляемого в ручном или автоматическом режиме) контроля геометрических параметров и внутренних де ЯЛ 1782313 АЗ.2 рамках единой фотоэлектрической системы производить как контроль геометрических параметров изделий, так и контроль наличия в нйх дефектов типа несплошность . Для этого в устройство введена система возбуждения, поддержания и регистрации незатухающих собственных колебаний контролйруемого иэделия, содержащая электрически связанные фильтр высокой частоты, автоматический регулятор усиления, фазовый коллектор, усилитель мощности, частотомер и электромагнитный возбудитель, взаимодействующий своим электромагнитным полем с изделием, Г1осле установки и закрепления изделйя йроизводится контроль геометрических параметров

его элементов тейевым методом с помощью сканирующего лазерного луча и фотоприемника. Затем луч и фотоприемник фиксируются в определенном положении и вклк)чением возбудителя в изделии возбуждаются механические колебания, которые модулируют световой поток на фотоприемник, электрический сигнал с которого поступает на усилитель и в схему обработки, При этом в изделии поддерживаются незатухаю щие собственные колебания, по частоте которых, измеренной частотомером, судят о степени поражения изделия внутренними дефектами. 1 ил. фектов типа несплошность (трещины, рако-. вины, поры, непровары и т.п.) изделий из ферромагнитных материалов, Известны фотоэлектрические устройства контроля геометрических параметров из1782313 делий, основным недостатком которых является невозможность обеспечить контроль изделий протяженной формы.

Известны также устройства для контроля внутренних дефектов изделий, Основным недостатком таких устройств следует гчитать отсутствие средств, позволяющих осуществлять также и контроль геометрических параметров изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и <(остигае(мбму эффекту является фотоэлектрическое измерительное устройство, содержащее осветительную систему, установленную с

10

15 возможностью перемещения и состоящую из источника света, первой диафрагмы и объектива, в фокусе которого установлена первая диафрагма, фотоприемник, усилитель; соединенный с ним индикатор- тока, механизм йеремещения осветительной сис- 20 темы и фотопрйемника; индикатор переме- щения, вторую диафрагму, выпо(лненну(ю в виде прямбугольной щели и усТандвленную на выходе осветительной сис"гемь1;"и" вал, установленный с вОзмо>кйостью поворота

25 вокруг своей оси. Одййконец вала Соединен с индикатором перемещения,: а другой — с освет ительной сист емой че р ез мЕханиз(м ее перемещения вокруг оси вала. Осветитель-

30 ная система и фотоприемнйк установлены коаксиально ме5кду собой и механически соединены с валдм(-.-ось вала пар(а(ллел ьйа оптической оси устройства,"а вТорая диафрагма бриентиропана так, что середина высоты ее щели находится в плохо(сти, 35 проходящей через оптическую ось yñòðîéства и ось вала, Это фотоэлектрическое измерительное устройство выгодно отличается Oт Ъь1шепе= без значительного усложнения конструкции и контроль изделий протяженной формы.

Основным же его недостаткдМ является бтсутствие средвтв, позволяющих бсуществ45 лять наряду с кснтролвм гедметрическИх, -параметров обнаружение вйуГрен(нйх(де- фектов типа несплошносТь. .

Цель изобретения — расширение функциональных возмо>кностей и повышение

50 производительности контроля изделий из ферромагнитных материалов.

Эта цель достигается тем, что фотоэлектрическое устройство бесконтактного контроля изделий из ферромагнитных материалов, содержащее осветительную

55 систему и жестко связанный с ней фотоприемник, механизм перемещения,"усилитель сигналов фотоприемника и индикатор, снабжено фильтром йизких частот, включенным между усилителем и индикатором, - = речисленных возможностью осуществлять 40 и системой возбу>кдения, поддержания и регистрации незатухающих собственных колебаний объекта, выполненной в виде последовательно включенных фильтра высоких частот, автоматического регулятора усиления, фазового корректора, усилителя мощности, выключателя, электромагйитно ( го возбудителя колебаний объекта и частотомера, соединенного с выходом автоматического регулятора усиления..

Таким образбм, совокупность и вза(имосвязь фотоэлектрических элементов устройства позволяют производить как контроль, геометрических параметров, так и с их помощью осуществлять возбуждение незатухающих собственных колебаний контролируемых изделий, по значению частот которых, отображаемых частотомером, можно судить о степени поражения изделий внутренними дефектами.

Предлагаемое техническое решение обладает преимуществом перед прототипом, т.к. Совмещает в себе возможность контроля в рамках ед(йной фотоэлектрической системы как геометрических параметров изделий, так"и наличйя в них внутренних дефектов типа несплошность. Поскольку такое совмещен(ие(контрольных операций производится за одну установку изделия в предлагаемом устройстве, то происходит сокращение вспомогательного времени, что. повышает производительность контроля.

На чертеже представлен вариант предлагаемого устройства.

Устройство включает в себя: источник света (гелий-неоновый лазер) 1; установленный таким образом, что направление оси светового луча его совпадает с осью вращения зеркала 2, при этом отражающая поверхность этого зеркала находится под углом

45 к оси светового луча, а само зеркало установлено внутри по отношению к симметричным элемейтам контролируемой детали 3; фотойриемйик 4, установленнйй по ходу дтра>кейного от зеркала светового луча и жестко связанйый с" зеркалом штангой 5; механизм вращеййя (перемещения) 6 зерка- ла и связанйог6 с ним фотоприемника фильтр низкой частоты (ФНЧ) 8 и фильтр высокой частоты (ФНЧ) 9, служащие для разделения по частоте усиленных сигналов фотоприемника; индикатор 10, отображающий отклонения геометрических параметров контролируемой детали; последовательно установленные в цепи питания электромагнйтного возбудителя 11: автоматическйй регулятор усиления (APY)

12, фазоebiA корректор 13, усилитель мощности 14 высдкочастотнйх электрических сигналов и выключатель 15: частотомер 16, 1782313 измеряющий собственную частоту колеба- электрический сигнал с которого поступает ний контролируемой детали; базовый упор на усилитель 7, затем — на ФВЧ 9, АРУ 12, 17, служащий для фиксации контролируе- фазовый корректор13,усилительмощности мых деталей. 14 и окончательно — на электромагнитный

Устройство работает "следующим-обра- 5 возбудитель 11. При этом в детали возниказом., "." -:;" -,".:-- ".. :,-..- - - - „.:- ;." -, ".:, IDT и поддержйваются незатухающие собст) ь"

Деталь g консольнЬ крепится к базово-,,венные .. колебания . определенной му упору 17 таким образом, что ее контра- амплитуды, частоту которых измеряют часлируемая поверхность "И" совпадает с тотомером 16, По ее значению судят о степлоскостью,образуемой осью отраженного 10 пени поражения изделия внутренними от зеркала к фотоприемнику светового луча Дефектами. при ее вращении, которое обеспечивается Таким образом, использование предламеханизмом вращения 6. гаемого устройства контроля изделий, в коПри вращении световой луч последова- нечном счете, гарантирует правильность тельно обегает контролируемую зону (или 15 сборкимеханизмов,имеющихтакиедетали, эоны) в плоскости "И". При этом величина и значительно повышает надежность экссветового потока, попадающего в фотопри-: йлуатации таких механизмов, при этом поемник, будетэависеть от положения плоско- ., вышается производительность контроля сти "И" (или ее части) относительно базовой" таких деталей. (обеспечиваемой базовым упором 17), а так-." 20 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я же наличия на этой плоскости каких-либо " ", Фотоэлектрическое устройство бескон-. других локальных дефектов (наплывы, вэду- -"тактного контроля изделий из ферромагниттия и т.п.).,ных материалов, содержащее

То есть, отклонение в контролируемых*: осветительную систему и жестко связанный зонах плоскости "И" будут обнаруживаться 25 с ней фотоприемник, механизм перемещесоответствующей модуляцией освеЩенно- Ния; усилитель сигналов фотоприемника и сти фотоприемника 4, сигнал с которого по-":, индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ступает на усилитель 7, затем через ФНЧ 8 целью расширения функциональных воз— на индикатор 10, по показаниям которого,: можностей и повышения производительносудято геометрических параметрахдетали. 30 сти контроля, оно снабжено фильтром

По завершению процесса контроля"гео-:,.Низких частот, включенным между усилитеметрических параметров детали, фотойрй-, лем и индикатором-, ""и системой возбужде-. емник и зеркало фиксируются в ния, поДдерййнйя и регистрации определенном положении при,одновремен- неЗатухающих собственных колебаний обьном замыкании выключателем 15 цепи пи- 35 екта, выполненной в виде последовательно тания электромагнитного, возбудителя 11. - включейных фильтра высоких частот, автоТакое включение на переходном процессе матического регулятора усиления, фазового производят на деталь действие. аналогйч-:""-. корректора, усилителя мощности, выключаное механическому удару по этой детали, теля, электромагнитного возбудителя колеПри этом в последней возникают механиче- 40 баний обьекта и частотомера, соединенного ские колебания, которые модулируют свето- -.:, ...,..с ei,éîÄoé автоматического регулятора усивой - поток на фотоприемнике 4, ления.

1782313

Составитель Н.Шишлина

Техред М.Моргентал Корректор Н.бучок

Редактор

Заказ 4291 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарйна, 101