Магнитошумовое устройство для контроля механических напряжений

Магнитошумовое устройство для контроля механических напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>875271

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1801.79 (21) 2714918/25-28 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

G 01 N 27/90//

G 01 В 7/24

Государственный квинтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 231081, 51оллетень p@ 39

Дата опубликования описания 2Ь1 081

IIo делам, изобретений н открытий (53) УДК 620..179.14.08 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Г. Пустынников и А.В. Андрианов (71) Заявитель (54) МАГНИТОШУИОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области неразрушающих испытаний и может применяться при экспресс-контроле механических напряжений в ферромагнитных материалах и изделиях.

Наиболее близким по технической

S сущности к предлагаемому является устройство для магнитошумового контроля, содержащее последовательно соединенные генератор низкой частоты, 1О магнитошумовой преобразователь, фильтр и избирательный усилитель, а также блок индикации. Устройство позволяет осуществлять контроль механических напряжений ферромагнитных изделий 1j.

Однако им невозможно производить автоматическое определение плоского напряженного состояния изделия, в связи с чем невозможно проведение его экспресс-контроля.

Целью изобретения является автоматическое определение плоского напря- женного состояния изделия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено включенным между выходом избирателЬного усилителя и входом блока индикации электронным блоком для построения модели круга Мора с вращающимся трансформатором, на оси которого закреплен магни" тошумовой преобразователь.

Это позволяет регистрировать.максимальный и минимальный сигналы с избирательного усилителя, запоминать . их величины и соответствующие им положения магнитошумового преобразователя и моделировать элементы круга

Мора в виде сигналов, пропорциональных главным, нормальным и касательным напряжениям по лтобым двум взаимно перпендикулярным направлениям.

К выходам модели круга Мора подключен блок индикации с семью индикаторами, фиксирующими значения всех параметров, необходимых для полной оценки плоского напряженного состояния

87527)

4 и индикаторами 7 и 8. Вход сумматора

23 подключен. также к выходу инвертора 22, а выход — к вращающемуся трансформатору 24, косинусная обмотка которого соединена с сумматором 25, соединенным выходом с индикатором 9, а также через инвертор 26 с сумматором 27, соединенным с индикатором 10.

Синусная обмотка трансформатора 24

1О соединена с индикатором 11 и через цнвертор 28 с индикатором 12.

Вращающийся трансформатор 29 соединен электрически по входу через блок 30 управления со счетчиком )5, а по выходу через дешифратор .31 с индикатором 13. Ротор трансформатора 29 механически соединен с преобразователем 2, а через редуктор 32 с вращающимся трансформатором 24.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 низкой частоты запитывает преобразователь 2, который вращается вокруг своей вертикальной оси с помощью трансформатора 29 блока 5.

С изменением угла поворота преобразователя 2 изменяется угол между направлениями механических и магнитных сил, а следовательно, и величина выходного сигнала преобразователя 2.

При совпадении направлений она макси-, мальна, а при расхождении направлений этих двух сил на угол 90Π— минимальная. Этот сигнал через фильтр 3 высоких частот и избирательный усилитель 4, настроенный на наиболее информативную частоту сплошного спектра

ЭДС скачков Баркгаузена подается на блок 5 с фиксатором экстремальных значений главных напряжений и положе40 ний двух взаимно перпендикулярных осей эллипса напряжений. Блок 5 позволяет регистрировать максимальный и минимальный сигналы, запоминать их величины и соответствующие им поло45 жения преобразователя 2 (угол о)-} и моделировать элементы круга Мора в виде сигналов,. пропорциональных главным напряжениям 64 и Qg а также нормальным (3q+5g б -бд.

+ eOe 2о и касательным

На фиг. ) изображена блок-схема магнитошумового устройства для контроля механических напряжении, позволяющего определять эти параметры с большим быстродействием при полной автоматизации измерений, на фиг.2— график параметров, совокупность которых дает полную характеристику плоского напряженного состояния.

Параметрами, дающими полную характеристику плоского. напряженного состояния. контролируемого изделия, являются

Oq g g — главные напряжения, ()о) (j —, нормальные напряжения по любым двум взаимно перпенди кулярным направлениям, )- — касательные напряжения по любым двум взаимно перпендикулярным направлениям, ф — угол между направлением дей ствия наибольшего главного напряжения 64 и нормалью к площадке, на которой требуется определить текущие значения нормальных и касательных напряжений.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 низкой частоты, магнитошумовой преобразователь 2, фильтр 3 высоких частот, избирательный усилитель 4, электронный блок 5 для построения модели круга

Мора с фиксатором экстремальных значений, главных напряжению и положения двух взаимно перпендикулярных осей эллипса напряжений и блок 6 индикаци с индикатором 7 наибольшего главного напряжения (34, индикатором 8 главного напряжения G2, индикатором 9 нормального напряжения g, индикаторбм

10 нормального напряжения Gp, индика тором II касательного напряжения Зд, индикатором 12 касательного напряжения Г® и индикатором угла oL между на правлением действия наибольшего глав ного напряжения Q< и нормалью к конт ролируемой площадке.

Электронный блок 5 для построения круга Мора имеет следующее строение: дифференцирующее звено 14 соединено с двоичным счетчиком 15, один выход. которого .подключен к коммутатору 16; соединенному с модулятором 17, а второй выход — к коммутатору 18, соединенному с модулятором 19. Модуляторы 55

17 и 19 подключены к блоку 20 сравнения, соединенному выходом с сумматором 21, инвертором 22, сумматором 23 взаимно перпендикулярным напряжениям по любым двум направлениям.

5 8

Промодулированные сигналы поступают на индикаторы 7-13 блока 6, позволяющие регистрировать все параметры, необходимые для полной оценки плоского напряженного состояния

Gj 62 (Ы бр Гэ Ср (Указанные функции в блоке 5 для построения модели круга Мора реализуются следующим образом.

Дифференцир лощее звено 14 на входе фиксирует моменты прохождения текущих значений спектральной плотности мощности магнитного шума через экстремальные значения и подает при этом сигналы на двоичный счетчик 15, который открывает коммутатор 16 при появлении первого экстремального значения и пропускает его на модулятор

17, выдающий сигнал в виде синусо- идальноГо напряжения с амплитудой,пропорциональной величине первого экстремального значения главного напряжения. При появлении второго экстремума счетчик 15 открывает коммутатор 18, который пропускает его на модулятор 19, выдающий сигнал, пропорциональный величине второго экстремального значения главного напряжения. Сигналы с обоих модуляторов подаются на блок-20 сравнения, который различает большее и меньшее экстремальные значения и выдает их иа ин-. дикаторы 7 и 8. Кроме того оба сигнала поступают на сумматор 21 реализуюций Функцию †. вЂ, а также через инвертор 22 подаются на сумматор 23, ь|-б реализующий функцию 2 . С сумма1, тора 23 сигнал одается на вращающийся трансформатор 24, с косинусной об8 2. отки которого снимается сигнал

cos2 d и подается на сумматор

25 (второй вход которого соединен с дмматором 21), реализующий функцию

-р- — 5=- созе, т.е. бд,, а также через "инвертор 26 на сумматор 27, второй вход которого соединен с сум,матором 21 для реализации функции

" 1 — Gq cos2d т. е.rl3 ° .1.

С, синусной обмотки вращающегося трансформатора 24 сигнал sin2+ подается на индикатор ll (., ), а через инвертор 28 на индикатор 12 (Г8)..

Вращающийся трансформатор 29 под воздействием блока 30 управления, связанного со счетчиком 15, вращает преобразователь 2, останавливает его

75271

10 !

55 после второго экстремума, а также через дешифратор 31 выдает на индикатор

13 сигнал, пропорциональный углу 4, (в схеме не показан). Ротор э1ого трансформатора 29 механически жестко связан через редуктор 32 с передаточным отношением 1-2 также с вращающимся трансформатором 24, реализующим функции синуса и косинуса двойного аргумента 2 .

Введение блока для построения модели 5 круга Мора с фиксатором экстремальных значений главных напряжений и положений двух взаимно перпендикулярных осей эллипса напряжений и индикаторов параметров плоского напряженного состояния дает воэможность полной оценки плоского напряженного состояния и определение всех его параметров ((74, g, Q, Q>, с, Гр,А) в короткий промежуток времени и с полной автоматизацией измерений.

Устройство позволяет измерять меII It ханические напряжения в их чистом виде, а не по деформациям, как это принято например при измерении с тензометрами.

Устройство может также использоваться как средство экспресс-контроля напряженных соединений (от дориования, запрессовки и т.д.), как в процессе изготовления изделий, так и при их эксплуатации, что снижает процент брака и повышает надежность изделий.

Формула изобретения

Магнитошумовое устройство для контроля механических напряжений, содержащее последовательно соединенные генератор низкой частоты, магнитошумовой преобразователь, фильтр и избирательный усилитель, а также блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматического определения плоского напряжения состояния изделия, оно снабжено включенным между выходом избирательного . усилителя и входом блока индикации электронным блоком для построения модели круга Мора с вращающимся трансформатором, на оси которого закреплен магнитошумовой преобразователь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 549729, кл. G Ol N 27/72, 1975 (прототип).

875271

Фиг. Г

Составитель А. Матвеев

Редактор Т. Кугрыщева Техред М.Рейвес Корректор М. Пожо

Заказ 9324/69

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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