SU1425720A1 - Устройство дл контрол структурной целостности объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной и.испытательной технике и может быть использовано дл  диагностики целостности конструкций при исследовании их структурной прочности. Цель изобретени  - повьше- ние достоверности контрол  состо ни  объекта. Устройство содержит датчики дефектов, коммутационное поле 2, элементы ИЛИ-НЕ , форми (Л

Description

1

ISO

CTI

Nl

to

рователи имдульсов .„, блок 5 преобразовани  кодов и определени  момента срабатывани  объекта, элемент НЕ 6, блоки 7 и 8 параллельно-последовательных сдвиговых регистров, коммутаторы 9-12, блоки 13 и 14 регистров , блоки 15, 16 и 17 мультиплексоров , счетчик 1ЩКЛОВ нагружени  18, реверсивный счетчик 19, демульти- плексор 20, блок 21 счетчиков, генератор 22 тактовых импульсов, блок 23 сравнени , блок 24 индикации и блок 25 управлени . Сущность изобретени  заключаетс  в аппаратурной реализации строго последовательной регист- .рации номеров датчиков, сигнализирующих на определенном цикле нагружени  о распространении структурного дефекта объекта испытаний. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

. 1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной и испытательной технике и может быть использовано дл  диагностики целостности конструкций, например, авиационных, автомобиль- ных, строительных и т.п. при исследовании их структурной прочности.

Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  состо ни  объекта .

Сущность изобретени  состоит в обеспечении аппаратурной реализацией устройства строго последовательной регистрации номеров датчиков,сигнализирующих о нарушении cтpyктVpнoй целостности объекта (например, в процессе образовани  трещины). Кроме того, аппаратурна  реализаци  позвол ет определить цикл нагружени  объек та,- на котором происходит направлен- ное разрушение структуры.

На Фчг.1 представлена функциональна  схема устройства на фиг.2 - cxeма блока преобразовани  кодов и определени  момента срабатьтани у на фйг.З - функциональна  схема блока управлени .

Устройство содержит датчики Ь-1п дефектов, коммутационное п оле 2, элементы И-НЕ 3,-3f,, формирователи 4,-4 импульсов, блок 5 преобразовани  кодов и определени  момента срабатывани , элемент НЕ 6, блоки 7 и 8 параллельно-последовательных сдвиговых регистров, коммутаторы 9-12, блоки 13 и 14 регистров, блоки 15-17 мультиплексоров , счетчик 18 циклов нагружени  j реверсивный счетчик 19, демуль- типлексор 20, блок 21 счетчиков, генератор- 22 тактовых импульсов, блок 2 сравнени , блок 24 индикации,блок 25 управлени  информационные 26 и 27 и командные 28 и 29 входы и выходы 30-35 блока управлени .

Блок 5 преобразовани  кодов и определени  момента срабатьгоани  содержит преобразователи 36,-36ц кода (дес тичного в двоично-дес тичный), первые 37,-37j , вторые 38,-38 и третий элементы ИЛИ.

,Блок 25 управлени  содержит первый элемент ИЛИ 39, элемент И 40, второй элемент ИЛИ 41, первый счетчик 42, первьй дешифратор 43, второй счетчик 44, второй дешифратор 45, третий элемент ИЛИ 46, элементы 47 и 48 задержки.УстройствЪ работает следующим образом .

Коммутационное поле 2 обеспечивает подключение каждого датчика из массива датчиков 1 к первому входу соответствующего .элемента 3. При исследЪ- вании долговременной прочности объекта формирователи 4 контролируют замкнутое состо ние датчиков путем определени  наличи  нулевого потенциала датчика относительно общей шины. В случае возникновени  повреждени  объекта, например трещины, последовательно во времени происходит размыкание датчика, его потенциал относительно общей шины скачком измен етс , в результате чего при наличии разрешающего потенциала на вторых входах элементов ц скачком измен етс  потенциал на входе соответствующего формировател  4, которьй

формирует импульс напр жени  малой длительности, поступающий на один из входов блока 5.

Информаци  о числе циклов нагру- жени  объектов в виде импульсного кода поступает с системы нагружени  на вход счетчика 18, который подсчитьша- ет число импульсов и формирует двоично-дес тичный код, соответствующий числу циклов нагружени . При срабатывании одного из датчиков 1 импульс, сигнализирующий о наличии обрьша, поступает на управл ющие входы .блоков 7

и 8 регистров. В первые  чейки регист-15 сбрасыва  его, и на вычитающий вход

35

ров этих блоков производитс  запись кодов, подаваемых в зтот момент на их информационные входы с выхода блока 5. Одновременно этот импульс поступает на суммирующий вход счетчи- 20 ка 19, на выходе которого образуетс  код, соответствующий единице - количеству сработавших датчиков. Этот же импульс, пройд  через элемент НЕ 6 в виде сигнала запрета поступает на вто- 25 рыв входы элементов 3. Если в этот момент происходит срабатьгаание еще одного датчика 1, то соответствующий формирователь 4 вьщает импульс только после окончани  сигнала запрета, ЗО вызванного предыдущим срабатыванием.

Параллельньм код с выхода счетчика 19 поступает на управл ющие входы коммутаторов 9 и 10, которые подсое- дин ют к своим выходам входы первых  чеек блоков 7 и 8. Одновременно код с выхода счетчика 19 поступает на входы элемента 39, на выходе которого по вл етс  потенциал высокого уровн . Элемент 40 начинает пропускать им-.,, пульсы генератора 22 на вход счетчика 42, и образующийс  код с его выхода поступает на управл ющие входы блоков 15-17 и демультиплексора 20. Блок 15 по очереди подключает выходы дс регистров блока 13 к первым входам блока 23. В это же врем  на второй вход блока 23 подаетс  код, соответ- ствук ций номеру первого сработавшего датчика (например, 0011 0111). А так как в начальный момент времени в блоке 13 регистров записан нулевой код, то совпадени  не происходит, и код на выходе 32 возрастает до тех пор, пока не примет значени , равного количеству регистров в бло- ке 13.

В этот момент дешифратор 43 вьщает сигнал, KOTOpbrii поступает на упра вл гр50

с Q

4257204

Щие входы блоков 13 и 14 и осуществл ет запись в них кодов, подаваемых на их информационные входы, а также 1- измен ет состо ние счетчика 44, увеличива  код на его выходах на единицу . Это приводит к тому, что выходы коммутаторов 11 и 12 оказываютс  подключенными к входам следующих регистров в блоках 13 и 14, а сигнал с выхода 31, задержанный в блоке 47 на врем  переходных процессов в счетчике 44 и блоках 13 и 14, поступает на вход установки в О счетчика 42,

5

0 5 О

,, с

0

счетчика 19, уменьша  код на его выходах на единицу. Если за врем  обработки предьщущего кода не произошло следующего срабатьшани  датчиков, то выходной код счетчика 19 становитс  равным нулю, элемент И 40 перестает пропускать импульсы от генератора 22 на вход счетчика 42. На этом обработка информации заканчиваетс . Возобновл етс  она при срабатывании следующего датчика или повторном замыкании-размыкании уже срабо - тавшего датчика.

При срабатьшании следующего датчика , например с номером 86, происходит запись кода 1000 0110 в первые  чейки блока 7 и кода номера цикла нагружени , воспроизводимого в дан- ньй момент системой нагружени , в первые  чейки блока 8. Предьщуща  информаци , находивша с  в этих  чейках блоков 7 и 8, сдвигаетс  вправо. Код на выходе счетчика 19 увеличиваетс  на единицу, с помощью коммутаторов 9 и 10 осуществл етс  подключение выходов первых  чеек регистров к выходам этих коммутаторов. Цикл обработки информации повтор етс  аналогично предыдущему случаю.

Если за врем  обработки информации происходит срабатывание еще одного датчика, то код этого датчика записываетс  в первые  чейки блока 7, код, который обрабатьгоаетс  в данный момент, сдвигаетс  вправо в данном блоке. Одновременно увеличиваетс  на единицу код, записанный в счетчике 19, .коммутатор 9 подключает к своим выходам выходы второго регистра блока 7, т.е. код на выходе .блока 9 не мен етс . После записи содержимого второго регистра блока 7 в блок 13 содержимое счетчика 19 уменьшаетс  на единицу, блок 9 .подключает к

своим выходам выходы первого регистра блока 7, Счетчик А2 после сброса на О начинает подсчитывать импульсы , поступающие на его вход, т.е. цикл обработки информации повтор етс .

В случае повторного замыкани -размыкани  уже сработавшего датчика система работает в аналогичном режиме до MOMeHTaj когда блок 23 выдает сигнал совпадени  кодов. Этот сигнал поступает на вход демультш1лексора 20 который подклю 1ает свой вход к входу того счетчика в блоке 21 счетчиков, номер которого соответствует номеру регистра в блоке 13 Это достигаетс  тем, что блоки 15-17 и демультиплек- сор 20 управл ютс  одним и тем же кодом . Однорременно сигнал совпадени  поступает на вход 26, задерживаетс  блоком 47 на врем  переходньгх процессов в блоке счетчиков и регистрах, осуществл ет сброс счетчика 42 и поступает на вычитающий вход счетчи- ка 19, уменьша  записанный в нем код на единицу. При полном заполнении блоков 13 и 14 регистров дешифратор 45 вьщает сигнал, который информирует о необходи1 ости остановки нагруже- НИН конструкции.

Дл  того чтобы вывести данные из блоков 13 и 14 регистров на блок 24, подаютс  импульсы на вход-29, которые подсчитываютс  счетчиком 42, и на выходе 32 блока 25 управлени  формируетс  код, поступающий на управл ющие входы блоков 15-17, которые по очереди подсоедин ют выходы блоков 13 и 14 и блока 21 к входам бло- ка 24. Одновременно импульсы управлени , задержива сь на величину, равную длительности переходных процессов в блоках 15-17, поступают на управл ющий вход блока 24. Таким об- разом можно просмотреть содержимое блоков 13 и 14 и блока 21 в последовательности , соответствующей пор дку их заполнени .

Не используемые на данном этапе испытаний датчики или датчики, сработавшие на предьщущем этапе испытаний, исключаютс  из рассмотрени  с помощью перемычек коммутационного пол  2, которые имитируют замкнутое состо ние этих датчиков.

Блок 5 работает следующим образом. На представленной структурной схеме блока 5 (фиг.2) п 100 входов. Преобразователи 36 дес тичного кода в двоично-дес тичный представл ют собой комбинационные схемы на 10 входов и выхода. Пусть происходит срабатьтание тридцать седьмого датчи ка. Тогда на седьмой вход третьего преобразовател  36 кода поступает импульс напр жени , В результате на выходе этого преобразовател  выдаетс , параллельный импульсный код 0111. А так как выходы преобразователей 36 поразр дно объединены в МОНТАЖНОЕ ,ИЛИ, то на выходе элементов 37 по вл етс  код 0111, что соответствует 7 в младшем дес тичном разр де номера сработавшего датчика. Одновременно на выходе элемента 38, подключенного к выходам третьего преобразовател  , по вл етс  импульс который поступает на третий вход преобразовател  36,, кода. На выходах последнего по вл етс  код 0011, что соответствует 3 в старшем дес тичном разр де номера сработавшего датчика . На выходе элемента 384 по вл етс  импульс, сигнализирующий о наличии обрьгоа одного из датчиков 1.

Ф о рмула изоб тени 

Claims (3)

1 о Устройство дл  контрол  структурной целостности объекта, содержащее п датчиков дефектов, генератор тактовых импульсов, блок сравнени , счетчик циклов нагружени , блок индикации и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью . повьшени  достоверности контрол  состо ни  объекта, в него введены п элементов И-НЕ, п формирователей импульсов, блок преобразовани  кодов и определени  момента срабатывани  объекта, блок счетчиков, элемент НЕ, два блока параллельно-последовательных сдвиговых регистров, четьфе коммутатора, два блока регистров , три блока мультиплексоров, реверсивный счетчик, демультиплексор и коммутационное поле, входы и выходы которого соединены соответственно с выходами датчиков неисправносте и с первыми входами элементов И-НЕ, выходы которых св заны с входами со- атветствующих формирователей импульсов , выходы которых подключены к информационным входам блока преобразовани  кодов и определени  момента срабатьшани  объекта, информацион71

ный и синхронизирующий выходы которого соединены соответственно с информационным входом первого блока параллельно-последовательных сдвиговых регистр ов и с управл ющими входами первого и второго блоков параллельно последовательных сдвиговых регистров св занными с суммирующим входом реверсивного счетчика и с .входом эле- мента НЕ, выход которого подсоединен к вторым входам элементов И-НЕ, выход счетчика циклов нагружени  соединен с информационным входом второго блока параллельно-последовательных сдвиговых регистров, информационные входы первого блока параллельно-последовательных сдвиговых регистров соединены с информационными входами первого коммутатора, выходом св зан- ного с информационным входом второ- го коммутатора и с вторым входом блока сравнени , вьгход второго коммутатора подключен к информационному входу первого блока регистров, выходы которого соединены.с информационными входами первого блока мультиплексоров , выходом подсоединенного к первому входу блока сравнени  и к первому информационному входу блока и,ндика- ции, информационные выходы второго блока параллельно-последовательных сдвиговых регистров соединены с информационными входами третьего коммутатора , выход которого св зан с ин- формационным входом четвертого коммутатора , выходом соединенного с информационным входом второго блока регистров , информационные выходы которого подключены к информационным входам второго блока мультиплексоров, выходом соединенного с вторым информационным входом блока индикации, выход блока сравнени  св зан с информационным входом демультиплексора и с первым информационным входом блока управлени , выходы демультиплексора подсоединены к информационным входам блока счетчиков, информационные выходы которого соединены с информа- ционными входами третьего блока мультиплексоров , выходом подключенного к третьему информационному входу блока индикации, выход .реверсивного

счетчика соединен с управл ющими входами первого и третьего коммутаторов и с вторым информационным входом блока управлени , выход генератора тактовых импульсов св зан с первым

57

5 о 5 о g Q. g Q

5

208

командным входом блока управлени , первый выход которого соединен с управл ющими входами второго и четвертого коммутаторов, второй выход блока управлени  соединен с управл ющими входами первого и второго блоков регистров , третий выход блока управлени  соединен с управл ющими входами первого, второго и третьего блоков мультиплексоров и демультиплексора,, четвертый выход блока управлени  соединен с управл ющим входом блока индикации , шестой выход блока управлени  соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, информационный вход счетчика циклов, второй командный вход и п тый выход блока управлени   вл ютс  соответственно задающим, управл ющим входами и выходом устройства ,

2.Устройство по п.1, О т л и ч аю щ е е с   тем, что блок преобразовани  кодов и определени  момента срабатывани  объекта содержит К + 1 преобразователей кода (к О,In) 1 первых, К вторых и третий элементы ИЛИ, первые входы преобразователей кода соединены с первыми входами соответствующих вторых элементов ИЛИ, каждый выход преобразовател  кода св зан с соответствующим входом соответствующего первого и соответствующего второго элементов ИЛИ, выходы вторых элементов ИЛИ подключены к соответствующим входам (К+1)-го преобразовател  кода, выходы которого св заны с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ и вместе с выходами первых элементов ИЛИ образуют информационный выход блока, первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом первого и вторых элементов ИЛИ, а выход третьего элемента ИЛИ и входы преобразователей кодов кроме (К+1)-го  вл ютс  соответственно синхронизирующим выходом и информацион- ньми входами блока.

3.Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с   тем, что блок управлени  содержит три элемента ИЛИ, элемент И, два счетчика, два дешифратора и два элемента задержки, входы первого элемента ИЛИ  вл ютс  вторым информационным входом блока управлени , выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, а второй-вход  вл етс  пер91

вым командным входом блока управлени второй вход второго элемента ИЛИ  вл етс  BTOpbw командным входом блока управлени  и объединен с входом втор го элемента задержки, выход второго элемента ИЛИ соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого св зан с входом первого дешифратора и  вл етс  третьим выходом блока уп- равлени , выход первого дешифратора подключен к счетному входу второго с тетчика, к первому третьего э|1емента ИЛИ и  вл етс  вторым выхо- блока управлени , выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом пер

20

10

вого элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса в нуль первого счетчика и  вл етс  шестым выходом блока управлени , выход второго счетчика соединен с входом второго дешифратора и  вл етс  первым выходом блока управлени , выход второго дешифратора  вл етс  п тым выходом блока управлени , второй вход третьего элемента ИЛИ  вл етс  первым информационным входом блока управлени , выход второго элемента задержки  вл етс  четвертым выходом бло ка управлени .

iO

5

шт

Иг

С

«ч

о ем