CS251963B1

CS251963B1 - Crack growth rate sensor

Info

Publication number: CS251963B1
Application number: CS8410231A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Stepita
Original assignee: Miloslav Stepita
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS1023184A1

Abstract

Usporiadanie sa týká snímača na meranie rýchlosti rastu trhlin v materiáloch elektricky vodivých alebo nevodivých, například plastických, keramických a pod. Podstata snímača, ktorý je vytvořený z paralelných prvkov, například tenkého odporového drótu, spočívá v tom, že všetky párne prvky (d2, di. . .) sú připojené druhým svojím vývodom na prvú zbernicu (B) a prvým vývodom na tretiu zbernicu. Nepárne prvky (d(, d3...) sú druhým svojím vývodom připojené na druhů zbernicu a prvým vývodom na tretiu zbernicu. Druhá zbernica je připojená na výstupná svorku druhého zdroja prúdu, prvá zbernica je připojená na výstupnú svorku prvého zdroja prúdu. Tretia zbernica je připojená na nulové svorky prvého a druhého zdroja prúdu.The arrangement relates to a sensor for measuring the rate of crack growth in electrically conductive or non-conductive materials, for example plastic, ceramic, etc. The essence of the sensor, which is made of parallel elements, for example a thin resistance wire, is that all even elements (d2, di. . .) are connected by their second terminal to the first bus (B) and by their first terminal to the third bus. Odd elements (d(, d3...) are connected by their second terminal to the second bus and by their first terminal to the third bus. The second bus is connected to the output terminal of the second current source, the first bus is connected to the output terminal of the first current source. The third bus is connected to the zero terminals of the first and second current sources.

Description

Vynález rieši snímač na meranie rýchlosti rastu trhlin.The invention provides a sensor for measuring the rate of crack growth.

Medzi jednoduché a spolahlivé metody patří meranie dížky trhliny pomocou přerušovaného snímača -- senzora.Simple and reliable methods include measuring the crack length using an intermittent sensor.

Senzor — snímač je tvořený z paralelných prvkov, například z tenkých odporových drotov alebo prúžkov, vyhotovených technikou plošných spojov a podobné. Tieto prvky sú elektricky spojené so zbernicami. Senzor sa pevne umiestni na povrch skúšaného telesa. Pri raste trhliny v skúšanom materiáli budú jednotlivé prvky postupné přerušované. Elektrický odpor senzora sa pri každom přerušení prvku změní a keď senzor zapojíme do meracieho obvodu, je možné priebeh prerušovania zaznamenat na zapisovači. Nevýhodou tohoto snímača je, že počiatočné napaťové skoky sú malé, a preto je prerušovanie prvkov merané s malým roz lišením a tým nespolahlivo, v případe ak niektorý prvok nie je dostatočne pevne připevněný k povrchu skúšaného materiálu, prvok sa nepřeruší a prerušenie sa dosiahne až u ďalšieho prvku, a preto meranie bude chybné.The sensor-sensor is made up of parallel elements, for example thin resistive wires or strips made by a printed circuit board technique and the like. These elements are electrically connected to the buses. The sensor shall be firmly placed on the test specimen surface. As the crack in the test material grows, the individual elements will be gradually discontinued. The electrical resistance of the sensor changes each time the element is broken, and when the sensor is connected to the measuring circuit, the course of the interruption can be recorded on the recorder. The disadvantage of this sensor is that the initial voltage jumps are small and therefore the interruption of the elements is measured with low resolution and thus unreliably, if any element is not firmly attached to the surface of the test material, the element is not interrupted and the interruption is reached another element, and therefore the measurement will be erroneous.

Uvedené nevýhody do značnej miery odstraňuje snímač na meranie rýchlosti rastu trhlin, pozostávajúci z paralelných prvkov, například z tenkých odporových drotov, podstata ktorého spočívá v tom, že všetky párne prvky sú připojené svojimi druhými vývodmi na prvú zbernicu, ktorá je připojená na výstupná svorku prvého zdroja prúdu a nepárne prvky sú připojené svojimi druhými vývodmi na druhů zbernicu, ktorá je připojená na výstupná svorku druhého zdroja prúdu, pričom na tretiu zbernicu sú súčasne připojené prvé vývody párnych a nepárnych prvkov a tretia zbernica je připojená na nulové svorky zdrojov prúdu.These disadvantages are largely eliminated by the crack growth sensor consisting of parallel elements, for example thin resistive wires, in which all even elements are connected by their second terminals to a first bus which is connected to the output terminal of the first The second power source and the odd elements are connected by their second terminals to a second bus which is connected to the output terminal of the second power source, the first bus being connected to the third bus at the same time and the third bus connected to the zero terminals of the power sources.

Snímačom podta vynálezu sa umožní meranie rastu trhlin s vačším rozlišením ako umožňuji! doteraz známe snímače. Snímač je vhodný na meranie pri nízkých teplotách, pri ktorých je povrch skúšobného telesa pokrytý 1'adom a optické odčítanie je neaplikovatetné. Snímač je vhodný aj pri meraniach pri vyšších teplotách.With the sensors of the invention, it is possible to measure crack growth at a higher resolution than it allows! we have known sensors. The sensor is suitable for low temperature measurements where the surface of the test specimen is covered with ice and the optical reading is not applicable. The sensor is also suitable for measurements at higher temperatures.

Može sa aplikovat na elektricky vodivé materiály, akými sú kovy alebo aj elektricky nevodivé materiály ako plastické hmoty, keramické materiály a podobné.It can be applied to electrically conductive materials such as metals or even electrically non-conductive materials such as plastics, ceramic materials and the like.

Na pripojenom obr. 1 je znázorněný snímač na meranie rýchlosti rastu trhlin vyhotovený z tenkých odporových drotov, na obr.'2 je znázorněná bloková schéma zapojenia snímača a zdrojov prúdu, na obr. 3, 4 a 5 je záznam priebehu merania snímačom.FIG. 1 shows a sensor for measuring the rate of crack growth made of thin resistive wires; FIG. 2 shows a block diagram of the sensor and current sources; 3, 4 and 5 is a record of the measurement progress of the sensor.

Jednotlivé prvky snímača sú vyhotovené z tenkých odporových drotov alebo prúžkov, vyhotovených technikou plošných spojov a ich výstupy sú připojené na tri zbernice. Nepárne prvky d₍, d₃... sú připojené svojimi druhými vývodmi na druhů zbernicu A, ktorá je připojená na výstupná svorku druhého zdroja prúdu G_A, párne prvky d₂, d₄ ... sú připojené svojimi druhými vývodmi na prvú zbernicu B, ktorá je připojená na výstupnú svorku prvého zdroja prúdu G_b. Ak odpor snímača medzi trefou zbernicou O a druhou zbernicou A je R_A a odpor medzi trefou zbernicou O a prvou zbernicou B je R_fl, potom možeme zapojit snímač do meracieho obvodu znázorněného na obrázku 2, kde snímač podlá vynálezu je znázorněný ako R_A a R_B. Zdroje konštantného prúdu G_a a G_B dodávajú prúd do prvej zbernice B a druhej zbernice A, tým medzi zbernicami vzniká rozdiel napatíIndividual sensor elements are made of thin resistive wires or strips, made by the technique of printed circuit boards and their outputs are connected to three buses. The odd elements d ₍ , d ₃ ... are connected by their second terminals to the second bus A, which is connected to the output terminal of the second power supply G _A , the even elements d ₂ , d ₄ ... are connected by their second terminals to the first bus b, which is connected to the output terminal of the first current source _Gb. If the resistance of the sensor between the fluke bus H and the other bus and the _RA and the resistance of the fluke bus H and the first bus b, R _fl, then we can engage the sensor in the measuring circuit shown 2, where the sensor according to the invention is shown as R _A and R _B. The constant current sources G _a and G _B supply current to the first bus B and the second bus A, thereby creating a voltage difference between the buses

U = I_A . Ra — Ib RfiU = I _A. Ra - Ib Rfi

Na začiatku merania sa volia prúdy I_A, I_Btak, aby napatie U bolo aspoň přibližné nulové.At the beginning of the measurement, currents I _A , I _B are selected so that the voltage U is at least approximately zero.

Ak sa přeruší nepárny prvok d_t, odpor R_a stúpne a napatie U bude kladné. Ak by sa ako prvý přerušil párny prvok d₂> potom by napatie U bolo záporné. Ak sa budú jednotlivé prvky dj, d₂, d₃ ..., přerušovat pravidelné podta svojho poradia, potom bude napatie prebiehať podta záznamu na obr. 3. Rozlíšenie jednotlivých skokov je oveta zretetnejšie, pretože každý párny přerušovaný prvok vráti napatie na počiatočnú hladinu napatia.If the odd element d _t is interrupted, the resistance R _a increases and the voltage U is positive. If the even element d ₂ > was interrupted first, then the voltage U would be negative. If the individual elements dj, d ₂ , d ₃ ... are interrupted on a regular basis according to their order, then the tension will be according to the recording in FIG. 3. The resolution of the individual jumps is much more apparent as each even intermittent element returns the voltage to the initial voltage level.

V případe, že niektorý párny prvok, například d₄ sa nepřeruší, potom napátie pri párnem prvku d₄ nezmení svoju hodnotu a napatie stúpne až po přerušení nasledujúceho nepárneho prvku d₅, ako je to znázorněné na obr. 4. Napátie v ďalšom raste trhliny sa už nevráti na počiatočnú hodnotu, ale bude na vyššej hladině. Takto sa dá spo1'ahlivo odčítat správná dlžka trhliny aj v tom případe, ak niektorý prvok indikuje nesprávnu hodnotu. Podobná situácia by bola, ak by sa nepřerušil niektorý nepárny prvok, například d₃, ako je to znázorněné na obr. 5. Ďalšie prerušovanie prvkov prebieho normálnym sposobom a napátie sa vychytuje do záporných hodnot a vracia sa do počiatočných hodnot.In the event that any even element, for example d _4, is not interrupted, then the stress at the even element d ₄ does not change its value and the voltage only increases after the interruption of the next odd element d ₅ , as shown in FIG. 4. The tension in the further crack growth will no longer return to the initial value, but will be at a higher level. In this way, the correct crack length can be reliably read even if an element indicates an incorrect value. A similar situation would be if any odd element, for example d ₃ , as shown in FIG. 5. Further interruption of the elements takes place in the normal way and the voltage is taken to negative values and returns to the initial values.

Claims

251363 OBJECT The sensor for measuring the growth rate of cracks consisting of parallel elements, such as thin resistive wires, characterized in that all even elements (d2, d4 ...) are connected by their second outlets to the first bus (B ), which is connected to the output terminal of the first current source (GbJ and odd elements (dj, d3 ...) connected by their second terminals to the second bus (A), which is connected to the output terminal the second current source (GAJ, with the third bus (OJ, the first pins of the even elements (d2, d4 ...) are connected and the first pins of the odd elements (d1, d3 with the third bus (OJ is connected to the null terminals of the first and second sources) current (GA, GB) 1 sheet of drawings