RU2052795C1 - Device for measuring hardness - Google Patents

Device for measuring hardness Download PDF

Info

Publication number
RU2052795C1
RU2052795C1 SU5054492A RU2052795C1 RU 2052795 C1 RU2052795 C1 RU 2052795C1 SU 5054492 A SU5054492 A SU 5054492A RU 2052795 C1 RU2052795 C1 RU 2052795C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shuttle
input
output
key
switch
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Ярмицкий
Марк Исаакович Фейгин
Илья Григорьевич Нейштадт
Сергей Александрович Королев
Аркадий Андреевич Конышев
Борис Львович Кравцов
Владимир Яковлевич Ободан
Ефим-Натан Анатольевич Бердянский
Original Assignee
Сергей Петрович Ярмицкий
Марк Исаакович Фейгин
Илья Григорьевич Нейштадт
Сергей Александрович Королев
Аркадий Андреевич Конышев
Борис Львович Кравцов
Владимир Яковлевич Ободан
Ефим-Натан Анатольевич Бердянский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Петрович Ярмицкий, Марк Исаакович Фейгин, Илья Григорьевич Нейштадт, Сергей Александрович Королев, Аркадий Андреевич Конышев, Борис Львович Кравцов, Владимир Яковлевич Ободан, Ефим-Натан Анатольевич Бердянский filed Critical Сергей Петрович Ярмицкий
Priority to SU5054492 priority Critical patent/RU2052795C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2052795C1 publication Critical patent/RU2052795C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: inspection of materials. SUBSTANCE: device has shuttle provided with indenter, which interacts with material specimen to be measured. Flag-indicator is attached to the shuttle. The flag is connected optically with shutter speed of motion electron indicator. Hardness of material measured is determined from this speed. EFFECT: improved precision of measurement. 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для экспресс-анализа твердости изделий в месте их производства, т.е. на потоке, независимо от конфигурации изделия и места его нахождения. The invention relates to measuring technique and can be used for express analysis of the hardness of products in the place of their production, i.e. on the stream, regardless of the configuration of the product and its location.

Известны устройства для измерения твердости стационарного типа. Твердость определяется по величине отпечатка при известной силе и длительности нагружения [1] Устройство представляет собой прибор, содержащий корпус, нагружающее устройство, связанный с ним шток с индентором, устройство для автоматического измерения размера отпечатка, выполненное в виде каретки. Каретка установлена на нагружающем штоке с возможностью перемещения с постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной оси штока, установленных в ней индентора, щупа и датчика его вертикального перемещения. Прибор также содержит генератор постоянной частоты, в цепь которого включены датчик и счетчик импульсов. Known devices for measuring the hardness of a stationary type. The hardness is determined by the magnitude of the print with a known strength and duration of loading [1] The device is a device containing a housing, a loading device, a rod connected with it with an indenter, a device for automatically measuring the size of a print made in the form of a carriage. The carriage is mounted on a loading rod with the ability to move at a constant speed in a plane perpendicular to the axis of the rod, the indenter, probe and sensor for its vertical movement installed in it. The device also contains a constant frequency generator, the circuit of which includes a sensor and a pulse counter.

Недостатки такой конструкции невысокая производительность и невозможность использовать прибор непосредственно в технологической линии производства изделий. The disadvantages of this design are low productivity and the inability to use the device directly in the production line of products.

Известно устройство для измерения твердости [2] которое содержит корпус с пружиной и расположенный в нем челнок с индентором, датчик скорости челнока, выполненный в виде находящегося в челноке постоянного магнита и катушки. В устройство входят также два запоминающих устройства, блок деления и индикаторы. Входы блока деления подключены к выходам запоминающих устройств, а выход блока деления к индикатору. A device for measuring hardness [2] is known, which comprises a housing with a spring and a shuttle with an indenter located in it, a shuttle speed sensor made in the form of a permanent magnet and a coil located in the shuttle. The device also includes two storage devices, a division unit and indicators. The inputs of the division block are connected to the outputs of the storage devices, and the output of the division block is connected to the indicator.

Недостаток этого устройства невысокая точность по следующим причинам: постоянный магнит в процессе каждого измерения подвергается удару, после которого его магнитные свойства меняются; при движении челнока с магнитом в частях твердомера и контролируемом объекте возникают вихревые токи, влияющие как на скорость челнока, так и на вырабатываемую катушкой ЭДС. The disadvantage of this device is its low accuracy for the following reasons: a permanent magnet is subjected to impact during each measurement, after which its magnetic properties change; when the shuttle with the magnet moves in the parts of the hardness tester and the controlled object, eddy currents occur, affecting both the shuttle speed and the emf generated by the coil.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является установка для измерения твердости материалов [3] которая содержит рабочую камеру с двойными стенками, которые охлаждаются водой. Внутри камеры находится устройство для поворота образца. Сверху камера имеет фланец также охдаждаемый водой, на котором располагается узел сброса индентора, узел улавливания индентора и регистрирующее устройство с фотоэлементом. Осветитель и фотоэлемент установлены один напротив другого так, что момент пролета индентора регистрируется при пересечении прямого светового пучка. The closest in technical essence to the claimed object is a device for measuring the hardness of materials [3] which contains a working chamber with double walls, which are cooled by water. Inside the chamber is a device for rotating the sample. At the top of the chamber there is a flange, also cooled by water, on which an indenter discharge assembly, an indenter trap assembly and a recording device with a photocell are located. The illuminator and the photocell are mounted one opposite the other so that the moment of indenter flight is recorded when the direct light beam crosses.

Недостаток указанной установки недостаточная точность измерения момента пролета индентора при прохождении пучка света от осветителя к фотоэлементу за счет рассеивания светового пучка при значительном расстоянии между осветителем и фотоэлементом. The disadvantage of this installation is the insufficient accuracy of measuring the moment of indenter passage during the passage of the light beam from the illuminator to the photocell due to the scattering of the light beam at a significant distance between the illuminator and the photo cell.

Цель изобретения повышение точности измерений твердости путем определения скорости челнока на фиксированном расстоянии от поверхности контролируемого изделия при использовании для определения скорости оптоэлектронного метода, на точность которого не влияют удары челнока и при использовании которого не возникают вихревые токи. The purpose of the invention is to increase the accuracy of hardness measurements by determining the speed of the shuttle at a fixed distance from the surface of the controlled product when using the optoelectronic method to determine the speed, the accuracy of which is not affected by the impact of the shuttle and when using which eddy currents do not occur.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения твердости, содержащем корпус с пружиной и расположенный в нем челнок с индентором, оптико-электронный датчик скорости челнока и соединенный с ним блок обработки и индикации сигналов, оптико-электронный датчик скорости выполнен в виде прикрепленного к челноку флажка, оптически связанного с установленным на корпусе, в котором выполнен продольный паз, оптрона с открытым каналом, а блок обработки и индикации сигналов в виде усилителя формирователя, ключа, переключателя, делителя на два, блока задержки, триггера и двух измерителей длительности импульсов. Выход оптрона, усилитель-формирователь, ключ и переключатель соединены последовательно. Выход ключа и управляющий вход переключателя соединен с входом делителя, выходы которого соединены с входом блока задержки и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходным блоком задержки. Выход триггера соединен с управляющим входом ключа, выходы переключателя с входами измерителей, связанных с запоминающими устройствами. This goal is achieved by the fact that in the device for measuring hardness, comprising a housing with a spring and a shuttle with an indenter located therein, an optoelectronic shuttle speed sensor and a signal processing and indication unit connected to it, an optoelectronic speed sensor is made in the form of attached to the shuttle of the flag optically connected to the longitudinal groove mounted on the housing, the optocoupler with an open channel, and the signal processing and indication unit in the form of an amplifier of a driver, a key, a switch, divides By dividing into two, delay units, a trigger, and two pulse width meters. The output of the optocoupler, the amplifier-driver, the key and the switch are connected in series. The key output and the control input of the switch are connected to the input of the divider, the outputs of which are connected to the input of the delay unit and the first input of the trigger, the second input of which is connected to the output delay unit. The trigger output is connected to the control input of the key, the outputs of the switch with the inputs of the meters associated with storage devices.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 график длительности сигнала при измерении твердости. In FIG. 1 presents the proposed device; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a graph of signal duration for measuring hardness.

Устройство для измерения твердости содержит корпус 1 с продольным пазом 2. В корпусе 1 установлен челнок 3 с индентором 4. На челноке 3 установлен флажок 5, входящий в паз 2 корпуса 1 и открытого канала оптрона 6, датчик скорости, включающий оптрон 6 с открытым каналом, флажок 5, усилитель-формирователь 7, ключ 8, переключатель 9, делитель 10 на два, триггер 11, блок 12 задержки, измерители 13 и 14 длительности импульсов, запоминающие устройства 15 и 16, блок 17 деления, индикатор 18. The hardness measuring device comprises a housing 1 with a longitudinal groove 2. A shuttle 3 with an indenter 4 is installed in the housing 1. A flag 5 is installed on the shuttle 3, included in the groove 2 of the housing 1 and the open channel of the optocoupler 6, a speed sensor including the optocoupler 6 with an open channel , flag 5, amplifier-driver 7, key 8, switch 9, divider 10 into two, trigger 11, delay unit 12, pulse width meters 13 and 14, memory devices 15 and 16, division block 17, indicator 18.

Выход оптрона 6, усилитель-формирователь 7, ключ 8, и переключатель 9 соединены последовательно. Выход ключа 8 и управляющий вход переключателя 9 соединены с входом делителя на два 10, выходы которого соединены с входом блока задержки 12 и первым входом триггера 11. Второй вход триггера 11 соединен с входом блока задержки 12, а выход триггера 11 соединен с управляющим входом ключа 8, выходы переключателя 9 с входом измерителей 13 и 14, соединенных с запоминающими устройствами 15 и 16. Выходы устройств 15 и 16 соединены с блоком деления 17, имеющим выход на индикатор 18. Оптрон 6 прикреплен к корпусу 1, снабженному пружиной 19, устанавливаемой на контролируемом изделии 20. The output of the optocoupler 6, the amplifier-driver 7, the key 8, and the switch 9 are connected in series. The output of the key 8 and the control input of the switch 9 are connected to the input of the divider by two 10, the outputs of which are connected to the input of the delay unit 12 and the first input of the trigger 11. The second input of the trigger 11 is connected to the input of the delay unit 12, and the output of the trigger 11 is connected to the control input of the key 8, the outputs of the switch 9 with the input of the meters 13 and 14 connected to the storage devices 15 and 16. The outputs of the devices 15 and 16 are connected to the division unit 17 having an output to the indicator 18. The optocoupler 6 is attached to the housing 1, equipped with a spring 19, mounted on in control product 20.

Устройство для измерения твердости работает следующим образом. A device for measuring hardness works as follows.

В походном положении установленная в корпусе 1 пружина 19 сжата, флажок на челноке находится в верхнем положении и удерживается стопорным устройством (не показано). Корпус 1 устанавливают на контролируемое изделие 20. Челнок 3 освобождают от стопорного устройства и он вначале под действием пружины 19, а затем по инерции движется вниз, к изделию 20, ударяется об него индентором 4 и отскакивает. В процессе движения флажок 5, прикрепленный к челноку 3, перемещаясь по пазу 2, пересекает ось оптрона 6. При пересечении оси оптрона 6 образуется видеосигнал, который поступает на вход усилителя-формирователя 7. Длительность видеосигнала при появлении челнока равна τ1= h/v1, где τ1 длительность видеосигнала при падении челнока; h высота флажка; v1 ско-рость падения челнока с флажком.In the stowed position, the spring 19 installed in the housing 1 is compressed, the flag on the hook is in the upper position and is held by a locking device (not shown). The housing 1 is installed on the controlled product 20. The shuttle 3 is released from the locking device and it is first under the action of the spring 19, and then by inertia moves down to the product 20, hits it by the indenter 4 and bounces. In the process of movement, the flag 5 attached to the shuttle 3, moving along the groove 2, intersects the axis of the optocoupler 6. When the axis of the optocoupler 6 is crossed, a video signal is generated, which is input to the amplifier-former 7. The duration of the video signal when the shuttle appears is τ 1 = h / v 1 , where τ 1 the duration of the video signal when the shuttle falls; h flag height; v 1 Drop speed of the shuttle with a flag.

При отскоке от поверхности контролируемого изделия длительность видеосигнала будет равна τ2= h/v2, где v2 скорость отскока челнока с флажком.When bouncing from the surface of the controlled product, the duration of the video signal will be equal to τ 2 = h / v 2 , where v 2 is the speed of the shuttle bounce with a flag.

Отношение длительности видеосигнала и равно искомому отношению скоростей v1 и v2, т.е. τ1/τ 2 h*v2/h*v1 v2/v1 и характеризует твердость изделия.The ratio of the duration of the video signal and is equal to the desired ratio of the speeds v 1 and v 2 , i.e. τ 1 / τ 2 h * v 2 / h * v 1 v 2 / v 1 and characterizes the hardness of the product.

В исходном положении челнока 3 выход триггера 11 равен 1, ключ 8 открыт, а переключатель 9 находится в показанном на чертеже положении. При падении челнока 3 и пересечении флажком 5 оси оптрона 6 первый видеоимпульс с выхода оптрона 6 через усилитель-формирователь 7, ключ 8 и переключатель 9 поступает на вход измерителя 13 длительности импульсов, где фиксируется его длительность τ1, например, путем подсчета количества импульсов вспомогательного генератора за время видеоимпульса. Величина τ1, запоминается в запоминающем устройстве 16. Одновременно первый видеоимпульс поступает на вход делителя на два 10, однако изменения состояния триггера 1 не происходит.In the initial position of the shuttle 3, the output of the trigger 11 is 1, the key 8 is open, and the switch 9 is in the position shown in the drawing. When the shuttle 3 falls and the optron 6 axis is crossed by flag 5, the first video pulse from the output of the optocoupler 6 through the driver-shaper 7, key 8 and switch 9 is input to the meter 13 of the pulse duration, where its duration τ 1 is recorded, for example, by counting the number of auxiliary pulses generator during the video pulse. The value of τ 1 is stored in the storage device 16. At the same time, the first video pulse arrives at the input of the divider by two 10, however, the state of trigger 1 does not change.

Задним фронтом первого видеоимпульса производится переключение переключателя 9 и соединение выхода ключа 8 с входом измерителя 14 длительности импульсов. При отскоке челнока 3 на выходе оптрона 6 возникает второй видеоимпульс, который поступает в измеритель 14 длительности импульсов. Измеренная длительность второго видеоимпульса τ2 запоминается в запоминающем устройстве 15.The trailing edge of the first video pulse is the switch 9 and the connection of the output of the key 8 with the input of the meter 14 of the pulse duration. When the shuttle 3 bounces at the output of the optocoupler 6, a second video pulse appears, which enters the meter 14 of the pulse duration. The measured duration of the second video pulse τ 2 is stored in the storage device 15.

Задним фронтом второго видеоимпульса производится возврат переключателя 9 в исходное состояние. Одновременно сигналом с выхода делителя 10 на два производится переключение триггера 11 в состояние 0 и закрытие ключа 8 для запрета прохождения видеоимпульсов с выхода оптрона 6 при повторных подскоках челнока 3 до его успокоения. The trailing edge of the second video pulse returns the switch 9 to its original state. At the same time, the signal from the output of the divider 10 to two switches the trigger 11 to state 0 and closes the key 8 to prohibit the passage of video pulses from the output of the optocoupler 6 with repeated hops of the shuttle 3 until it calms down.

После этого сигналом с выхода блока 12 задержки производится переключение триггера 11 в состояние 1 и открытие ключа 8 для следующего измерения. При переходе триггера 11 в состояние 0 производится включение блока деления 17, осуществляется деление τ на τ и на индикаторе 18 появляется число, равное отношению v/v, являющееся мерой твердости. Значение твердости изделия 20 определяется при помощи переводимой таблицы или высвечивается на индикаторе 18, если в его состав входит функциональный преобразователь. After that, the signal from the output of the delay unit 12 switches the trigger 11 to state 1 and opens the key 8 for the next measurement. When the trigger 11 enters state 0, the division unit 17 is turned on, τ is divided by τ, and a number equal to v / v appears on indicator 18, which is a measure of hardness. The hardness value of the product 20 is determined using the translated table or is displayed on the indicator 18, if it includes a functional converter.

Предлагаемое устройство обеспечивает независимость показаний от выше перечисленных факторов, что повышает точность измерений. Испытания макета подтвердили получение точности порядка 1% The proposed device ensures the independence of the readings from the above factors, which increases the accuracy of the measurements. Tests of the layout confirmed obtaining accuracy of the order of 1%

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ, содержащее корпус с пружиной и расположенный в нем челнок с индентором, оптико-электронный датчик скорости челнока и соединенный с ним блок обработки и индикации сигналов, отличающееся тем, что оптико-электронный датчик скорости выполнен в виде прикрепленного к челноку флажка, оптически связанного с установленным на корпусе, в котором выполнен продольный паз, оптроном с открытым каналом, а блок обработки и индикации сигналов - в виде усилителя-формирователя, ключа, переключателя, делителя на два, блока задержки, триггера и двух измерителей длительности импульсов, причем выход оптрона, усилитель-формирователь, ключ и переключатель соединены последовательно, выход ключа и управляющий вход переключателя соединены с входом делителя, выходы которого соединены с входом блока задержки и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, а выход триггера - с управляющим входом ключа, выходы переключателя соединены с входами измерителей, связанных с запоминающими устройствами. A DEVICE FOR MEASURING HARDNESS, comprising a housing with a spring and a shuttle with an indenter located in it, an optical-electronic shuttle speed sensor and a signal processing and indication unit connected to it, characterized in that the optical-electronic speed sensor is made in the form of a flag attached to the shuttle, optically coupled to an optocoupler with an open channel mounted on the housing in which the longitudinal groove is made, and the signal processing and indication unit in the form of an amplifier-driver, a key, a switch, a divider into two, blocks a delay, a trigger, and two pulse width meters, the optocoupler output, the driver amplifier, the key and the switch connected in series, the key output and the control input of the switch connected to the input of the divider, the outputs of which are connected to the input of the delay unit and the first input of the trigger, the second input of which is connected with the output of the delay unit, and the trigger output with the control input of the key, the outputs of the switch are connected to the inputs of the meters associated with the storage devices.
SU5054492 1992-07-14 1992-07-14 Device for measuring hardness RU2052795C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054492 RU2052795C1 (en) 1992-07-14 1992-07-14 Device for measuring hardness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054492 RU2052795C1 (en) 1992-07-14 1992-07-14 Device for measuring hardness

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2052795C1 true RU2052795C1 (en) 1996-01-20

Family

ID=21609434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5054492 RU2052795C1 (en) 1992-07-14 1992-07-14 Device for measuring hardness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2052795C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 763739, кл. G 01N 3/42, 1978. 2. Монастырский О.В. Строительные и дорожные машины. М.: Стройиздат, 1982. 3. Авторское свидетельство СССР N 223423, кл. G 01N 3/54, 1965. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8261620B2 (en) Method and apparatus for the non-destructive measurement of the compressive strength of a solid
US4245997A (en) Gas measuring and warning device with indicator tube through which gas to be tested is directed
JPH03211443A (en) Surface hardness measuring instrument for building material
US4053234A (en) Thickness measurement
SU1227978A1 (en) Arrangement for determining dynamic characteristics of elastic materials
RU2052795C1 (en) Device for measuring hardness
US3816001A (en) Measuring length and velocity of single staple fibers within an airflow
JP2000121529A (en) Concrete testing device
US4354761A (en) Method and apparatus for automatic evaluation of indentations in hardness testing of materials
GB1272560A (en) Coin selector for determining the authenticity and denomination of coins
US3975644A (en) Flaw detecting method and apparatus
SU1346970A1 (en) Method of hardness test
SU1134906A1 (en) Method and device for determination of percussive adiabats of low-density materials
SU586379A1 (en) Eddy-current flaw detector
US3482430A (en) Portable rebound or skid resistance tester
SU1714447A1 (en) Device for testing elasticity of hard materials
US2645151A (en) Apparatus for dynamic determination of reduction in area of specimens during mechanical tests
SU1108353A1 (en) Device for checking mechanical properties of lengthy articles
SU1731700A1 (en) Method for determining capacity of belt conveyor
SU529412A1 (en) Method for ultrasonic inspection of products
JPS5730089A (en) Diagram evaluating machine for evaluating diagram at accident of service recording meter chart board
GB1222852A (en) Apparatus for measuring the damping of vibrations in visco-elastic materials
SU636508A1 (en) Method of determining impact adiabatic curve of materials
RU2034235C1 (en) Method for m depth of flaw in ferromagnetic object and device for implementation of said method
Zhang Measurement of large deformation of material under impact tensile loading