SU1379711A1 - Устройство многопараметрового контрол физико-механических показателей ферромагнитных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к методам неразрушающего контрол  физико-механических параметров изделий из ферромагнитных материалов, определ ющих запас остаточной эксплуатационной прочности. Целью изобретени   вл етс  повьшение точности контрол  абсолютных реологических напр жений и оценки остаточной прочности за счет отстройки от вли ни  аддитивной составл ющей погрешности измерени .Цикл работы устройства состоит из этапов обучени  на эталонных образцах и этапа измерени  контролируемых изделий по данным эталонных образцов.Изделие помещаетс  в первичный измерительный преобразователь, генератор 13 тока намагничивани  согласно информации , накопленной в банке 10 данных , возбуждает соответствующий ток в возбуждающих катушках. Одновременно стенд 17 испытани  изделий нагружает контролируемое изделие. Аналоговый коммутатор 5 выбирает коэффициент включени  измерительных обмоток . Сигнал преобразуетс  в цифровую форму и поступает в мини-ЭВМ У дл  анализа и обработки согласно алгоритмам . 1 ил. (О (Л

Description

со

со

Изобретение относитс  к устройствам неразрушающего контрол  физико- механических показателей изделий из ферромагнитных материалов, определ ю- щих в совокупности запас остаточной эксплуатационной прочности, и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промьшшенности дл  определени  остаточного ресурса эксп- луатации ответственных изделий.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  абсолютных реологических напр жений и оценки остаточной прочности за счет отстройки от вли ни  аддитивной составл ющей погрешности измерени .

На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первичный из- мерительный преобразователь I, выполненный в виде возбуждающих обмоток 2 и двух пар измерительных обмоток 3 и 4, соединенные последовательно аналоговый коммутатор 5, вход ко- торого подключен к двум парам измерительных обмоток 3 и 4, управл екый коммутатор 6% аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 сопр жени  и мини-ЭВМ 9.

Устройство содержит также банк 10 данных, подключенный к блоку 8 сопр жени , соединенные последовательно контроллер 11 тока намагничивеши , подключенный к блоку 8 сопр жени , цифроаналоговый преобразователь 12 и генератор 13 тока намагничивани , подключенный к возбуждающим обмоткам 2, блок 14 управлени  периферийными блоками, подключенный входом к блоку 8 сопр жени , а выходами - к аналоговому коммутатору 5 и к управл ющим входам управл емого коммутатора 6 и аналого-цифрового преобразовател  7, генератор 15 калиброванных сигналов, выход которого подключен к управл емому коммутатору 6, и соединенные последовательно контроллер 16 управлени  стендон, вход которого подключен к блоку 8 сопр жени , и

стенд 17 испытани  изделий. Последни св зан с первичным преобразователем 1, а дополнительные входа управл емого коммутатора 6 подключены к выходу генератора Гз тока намагничивани .

Устройство работает следующим образом .

Первоначально в цикле обучени  устанавливаютс  на представительной

обучающей выборке образцов параметры коэффициентного подключени  выходов первичного измерительного преобразовател  1, соответственно и

, (попер)

k , , которые вычисл ютс  в мини- ЭВМ 9.

В качестве информативных составл кгщих при вычислении k

и k

(Ronepi

используютс  нулевые гармонические составл ющие Уолша сигналов отклика первичного измерительного преобразовател  1, измер ющих соответственно продольную и поперечную составл ющие намагниченности контролируе1«1Х образцов .

Дл  реализации используютс  образцы представительной обучающей выборки различшох прочностных групп с равномерным шагом измерени  по пределу текучести (б) и пределу прочности (G) в диапазонах контрол  последних. Мини-ЭВМ 9 в данной фазе цикла обучени  воздействует первоначально через блок 8 сопр жени  на тракт формировани  эталонного нагружени , осуществл ющий силовое воздействие на образ- цы обучающей выборки. Тракт формировани  эталонного нагружени  состоит из контроллера 16 управлени  стендом и стенда 17 испытани  изделий. В первой фазе обучени  параметры электромагнитного зондировани  на образцы поддерживают с помощью тракта управлени  зондирующим воздействием , состо щего из контроллера 11 тока намапшчивани , цифроана- логового преобразовател  12, генера: тора 13 тока намагничивани , блока.8 сопр жени , 1«1Ни-ЭВМ 9. В последней (с помощью программного обеспечени ) задаетс  исходна  частота, форма намагничивани  в продольном и поперечном направлени х, например 4U Гц, гармоническое воздействие с амплитудным значением 20 кА/м при исходном фазовом соотношении между намагничивающими токами (cfj 0°). Указанна  информаци  через блок 8 сопр жени  поступает на информационные входы контроллера II тока намагничивани , а затем - на генератор 13 тока намагничивани , обеспечивающий соответ- ствук цее изменению тока в возбуждаю- 1ЦИХ обмотках 2.

Измерительна  информаци  о контролируемых физико-мехаиических показател х ферромагнитных образцов поступает с выходе первичного измерительного преобразовател  1 через аналоговый Ь и управл емый b коммутаторы в аналого-цифровой нреобразова- тель 7. Блок 14 управлени  периферий ными блоками, синхронизируемый контроллером 11 тока намагничивани , обеспечивает в указанной фазе цикла обучени  поочередно поступление измерительной информации о продольной и поперечных компонентах намагниченности , содержап;ейс  в откликах сигналов первичного измерительного преобразовател  l(U(t), lP(t)).

В аналого-цифровом преобразова- тепе 7 осуществл етс  преобразование исходного континуального сигнала в совокупность дискретных отсчетов,информации которых представл ютс  в виде двоичного параллельного кода. Шаг квантовани  исходных континуальных сигналов задаетс  блоком 14 управлени  периферийными блоками. В первой фазе цикла обучени  с помощью мини-ЭВМ 9 параметры и поддерживаютс  равными единице, последнее достигаетс  тем, что мини- ЭВМ 9 воздействует через блок 8 сопр жени  на блок 14 управлени  периферийными блоками, а последний обес- печивает управление аналоговым KONT- мутатором 5.

Во второй фазе обучени  используетс  сменный образец средней прочностной группы контролируемого ассор- тимента, который ступенчато нагружаетс  с помощью тракта формировани  эталонного нагружени  в области Гука Параметры электромагнитного зондировани  образцов поддерживаютс  в данной фазе неизменными, как и в первой фазе обучени  с помощью тракта управлени  зондирующим воздействием.При этом во второй фазе обучени  коэфф - циенты подключени  вторичных обмоток первичного измерительного преоб-

, (прол) (попер)

разовател  1 ) устанавливаютс  согласно данных 5. ,0 испытуемого образца, дл  этого не- пользуютс  соответствующие п отводов вторичных обмоток первичного измерительного преобразовател  1. Первоначально мини-ЭВМ 9 согласно программного обеспечени  через блок 8 сопр - жени  в цифровой форме последовательно выдает на вход контроллера 16 управлени  стендом начальные услови  о характере нагружени  указанного об

о

5 0 5 О

5

Q

5

разца обучающей выборки: о верхнеи и нижней границах нагружеии , жесткости нагружени  (б,, /CJjj, i-„г ) j скорости изменени  нагружени  .Со;-,цас- но прин той информации в контроллере 16 управлени  стендом осуществл ютс  вычисление уровней текущего Hai- ружени  в двух ортогональных направ- и преобразование информации в аналоговую форму, котора  в даль- нейщем поступает на испытательные механизмы стенда 1 испытани  образцов. Последний обеспечивает эталонное наг- ружение сменного образца обучающей выборки.

Во второй фазе обучени  контроллер 16 управлени  стендом реализует цп  повыщени  точности контрол  многозвенный цикл нагружени  указанного образца обучающей выборки в области Гука при нескольких градаци х жесткости нагружени .

всей совокупности дискретов нагружени  указанного образца обучающей представительной выборки снимаютс  отклики сигналов первичного измерительного преобразовател  1, которые в дальнейщем через аналоговый 5 и управл емый 6 коммутаторы, аналого- цифровой преобразователь 7, блок 8 сопр жени  поступают в мини-ЭВМ 9. Б последней согласно принимаемой ий- формсщии первоначально вычисл ютс  гармонические составл ющие в базисе ортогональных функций Уолща, а в дальнейшем, использу  регрессионную процедуру, устанавливаетс   вный вид алгоритмов вычисле«и  оценок составл ющих тензора абсолютных реологических напр жений в объекте контрол .

В третьей фазе цикла обучени ,как и во второй используютс  сменные образцы средней прочностной группы контролируемого ассортимента, причем в третьей фазе обучени  на испытуемый образец осуществл етс  нагруже- ние в области Максвелла и Кельвина с помощью тракта формировани  эталонного нагружени . Первоначально мини- ЭВМ 9 через блок 8 сопр жени  выдает на цифровые входы контроллера 1Ь управлени  стендом начальные услови : верхний и нижний предел нагружени , параметры жесткости нагружени , дискрет приращени  уровн  и амплитуды нагружени  от цикла к циклу в многозвенном цикле нагружени  испытуемого образца обучающей выоорки . Согласно прин той информа- шш из мини-ЭВМ 9 контроллер

16управлени  стендом формирует управл ющие воздействи  в реальном масштабе времени на стенд

17испытани  образцов в диапазоне упругопластичной деформации. Контрол лер 16 управлени  стендом на прот жении одного цикла нагружени  испытуемого образца обучающей выборки три посто нстве уровн  остаточных реологических напр жений обеспечивает изменение уровн  абсолютных реологических напр жений за счет изменени  уровн  нагружени  указанного образца , При переходе к другому дискрету уровн  нагружени  контроллер 16 управлени  стендом осущестаа ет запрос мини-ЭВМ 9 о приеме текущих зна- . Согласно прин той информации

в мини-ЭВМ 9 вычисл ют первоначально составл ющие тензора остаточных реологических напр жений и результирующее значение, а затем вычисл ют™ с  составл ющие тензора абсолютных реологических напр жений и результирующее значеш1е в испытуемом образце обучающей выборки.

В четвертой фазе цикла обучени  устанавливают закономерности исключени  дополнительной погрешности измерени  реологических полей в испытуемом образце, обусловленной изменением жесткости нагружени  (k,|r )

В режиме цикла измерени  предлагаемое устройство осуществл ет измерение физико-механических показателей ферромагнитных изделий на основе установленных закономерностей коррекций параметров зондирующего воздействи  на контролируемое изделие, при этом тракт формировани  эталонного нагружени  не функционирует, С помощью тракта управлени  зондирующим ЕС;Здействием объекта контрол  осуществл етс  электромагнитное зондирование контролируемого издели , которое первоначально обеспечивает характер зондировани  как в первой, так и второй фазах цикла обучени  преобразовател  1, а затем через аналоговый 3 и управл емый 6 коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь 7, ток 8 сопр жени  поступает на вход ни-ЗМ 9, В последней вычисл ютс  фвичныи оценки составл ющих тензора реологических полей. Указанна  ин- ормаци  из мини-ЭВМ 9 через блок 8

сопр жени  поступает в дальнейшем в контроллер 11 тока намагничивани , в котором вычисл ютс  параметры кор-

Claims (1)

1. рекции амплитуды зондирующего пол  в продольном направлении. Одновременно из банка 10 данных считываетс  в мини-ЭВМ 9.через блок 8 сопр жени  информащ   о предыдущих этапах нагружени  диагностируемого объекта.Контролируемые физико-механические показатели диагностируемого объекта через равные интервалы времени записываютс  из мини-ЭВМ 9 после их вычислени  в банк 10 данных, что позвол ет прогнозировать во ремени измене- 1ше остаточной эксплуатационной прочности диагностируемого объекта. Формула изобретени 

   Устройство многопараметрового

   контрол  физико-механическк: показателей ферромагнитных изделий, содержащее соединенные последо;зательно контроллер тока намагничивани , циф

   роаналоговый преобразователь, генератор тока намагничивани  и первичный измерительный преобразователь, а также аналого-цифровой преобразователь , отличающеес  тем,

   что, с целью повьп ени  точности контрол  абсолютных реологических напр жений и оценки остаточной прочности, оно снабжено генератором калиброван- 1шх сигналов, последовательно соединенными МИ1Ш-ЭВМ, блоком сопр жени , подключенным к контроллеру тока намагничивани , блоком управлени  периферийными блоками, аналоговым коммутатором , управл емым коммутатором,

   входы которого подключены к генератору калиброванных сигналов и генератору тока намагничивани , управл ющий вход объединен с управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател  и подключен к блоку управлени  периферийными блоками, а выход под- . : очен через аналого-цифровой преобразователь к блоку сопр жени , банком данных, подключенным к блоку соп- р же}1и , и последовательно : оединен-

   ными контроллером управлении стендом, подключенным к блоку сопр жени , и стендом испытани  изделий, а первичный измерительный преобразователь выполнен в виде двух пар измерительных обмоток, расположенных ортогонально и имеющих п отводов, подключенных к входам аналогового коммутатора .