SU1633353A1 - Устройство дл ультразвуковых измерений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  ультразвукового контрол  образцов горных пород. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет автоматизации измерени  базы прозвучивани . Перед началом контрол  включением электродвигател  привод т во вращение ходовой винт, который перемещает подвижную бабку с закрепленным на ней преобразователем, вставленным в шаровой шарнир с центральным отверстием. На ходовом винте закреплен кодовый диск, а на корпусе - оптоэлектронные датчики. Прорези кодового диска при вращении последнего проход т между лампочками и фотодиодами , закрепленными на оптоэлектронных датчиках, что позвол ет точно установить базу контролируемого образца. Контроль производитс  продольными или поперечными волнами . 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  ультразвукового контрол  образцов горных пород.

изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет автоматизации измерени  базы прозвучивани .

На фиг. 1 показано устройство дл  ультразвуковых . измерений, общий вид; на фиг. 2 - шаровой шарнир, разрез; на фиг. 3 - кодовой диск и оптоэлектронные датчики; на фиг. 4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5 - блок-схема цифрового измерител  длины образца.

Устройство дл  ультразвуковых измерений содержит основание 1, закрепленные на нем направл ющие 2, подвижный 3 и неподвижный 4 держатели ультразвукового преобразовател , верхний 5 и нижний 6 ультразвуковые преобразователи, ходовой

винт 7 с ходовой гайкой 8 и маховиком 9 дл  перемещени  подвижного держател  3, измеритель базы прозвучивани , выполненный в виде корпуса 10, жестко закрепленного на направл ющих 2, закрепленных на нем электродвигател  11, электронного блока 12 со счетчиком 13, усилителем 14 и цифровым индикатором 15, оптоэлектронных датчиков 16, указател  базы отсчета, ведущей шестерни 17, ведомой шестерни 18, жестко соединенной с ходовым винтом 7, жестко соединенной с ходовой гайкой подвижной бабки, выполненной в виде верхней платформы 19, соединительных стержней 20, нижней платформы 21. жестко соединенной с верхней платформой 19 соединительными стержн ми 20, и кодового диска 22, жестко закрепленного на ходовом винте 7 и предназначенного дл  взаимодействи  с оптоэлектронными датчиО СО СО СО

ел со

ками 16, подвижный держатель 3 выполнен в виде шарового шарнира с центральным отверстием 23, верхний ультразвуковой преобразователь 5 закреплен в центральном отверстии 23 шарового шарнира, а вход счетчика 13 электрически соединен с указателем базы отсчета, выполненным в виде двух концентраторов 24 магнитного пол , установленных на фиксированных рассто ни х от основани  1, и магнитной головки 25, закрепленной на верхней платформе 19.

Вход счетчика 13 соединен с магнитной головкой 25 через усилитель 14.

Кроме того, устройство дл  ультразвуковых измерений содержит коммутатор 26 режима работы устройства, кнопки 27 управлени  электродвигателем, кнопки 28 выбора типа ультразвуковых преобразователей 5 и 6 (продольных или поперечных волн), индикатор 29 типа ультразвуковых преобразователей 5 и 6, две пластины 30 креплени  шарового шарнира, винты 31 креплени  пластины 30 к нижней платформе 21, прорези 32 ходового диска 22, отверсти  33 и 34, выполненные в ходовом диске 22, отверсти  35 оптоэлектронных датчиков 16, электролампочки 36 и фотодиоды 37, вставленные в отверсти  35, триггеры Шмидта 38, формирователь 39 управл ющих сигналов и дешифратор 40.

Устройство дл  ультразвуковых измерений работает следующим образом.

Образец 41 ставитс  на нижний ультразвуковой преобразователь 6. закрепленный в неподвижном держателе 4 на основании

I,кнопкой 27 включаетс  электродвигатель

II,который через редуктор (не показан) приводит во вращение ведущую шестерню 17, ведомую шестерню и через нее ходовой винт 7, который через ходовую гайку 8, же- скрепленную с верхней платформой 19 подвижной бабки, приводит последнюю в поступательное движение (вверх или вниз) по направл ющим 2. Верхний ультразвуковой преобразователь 5, вставленный в отверстие 23 шарового шарнира, продолжает свое движение, пока преобразователь 5 не войдет в соприкосновение с поверхностью образца 41. В это врем  электродвигатель 11 автоматически выключаетс . После зажима образца 41 выбираетс  наилучший режим регистрации упругих колебаний. Дл  этого кнопками 28 через коммутатор 26 к генератору колебаний (не обозначен) и к усилителю 14 электронного блока 12, закреплены на корпусе 10, подключаетс  та из пар ультразвуковых преобразователей 5 и 6, котора  необходима в данный момент - излучатель и приемник продольных или поперечных волн. При измерении скорости

распространени  поперечных волн важно получить оптимальное соотношение между осью чувствительности ультразвуковых преобразователей 5 и 6 и положением в пространстве вектора смещени  поперечной волны. Дл  этого маховиком 9 ослабл етс  зажим образца 41 и поворотом шарового шарнира внутри двух пластин 30, соединенных винтами 31 и нижней платформой 21,

0 добиваютс  наилучшей крутизны фронта поперечной волны. При непараллельности противоположных граней образца 41 хороший контакт преобразователей 5 и 6 с образцом 41 обеспечиваетс  за счет

5 возможности поворота шарового шарнира. После получени  на экране осциллографа (не обозначен) требуемой волновой картины маховиком 9 окончательно зажимают образец 41 и производ т считывание времени

0 распространени  упругих колебаний. Измерение длины образца 41 производитс  с помощью кодового диска 22, .жестко закрепленного на винте 7. В оптоэ ектрон- ном датчике 16 просверлены три отверсти 

5 35 (показано два отверсти ), перпендикул рно ос м которых вращаетс  диск 22. Оп- топара состоит из миниатюрной лампочки

36,вставленной в отверстие 35, и фотодиода

37.При вращении диска 22 освещаютс  фо- 0 тодиоды 37 через прорези 32 или через отверсти  34 диска. Фотодиод 37, освещаемый через отверсти  33 и 34, вырабатывает импульс счета. Поскольку угол между оптическими ос ми оптопар больше,

5 чем угол между прорез ми, то в зависимости от направлени  вращени  один из фотодиодов 37 освещаетс  раньше других, Это используетс  дл  задани  направлени  отсчета (сложение или вычитание). При шаге

0 кодового винта 2 мм и 20 прорез х в диске 22 дискретность длины составл ет 0,1 мм. С фотодиодов 37 импульсы поступают на триггеры Шмидта 38, в которых формируютс  пр моугольные импульсы, поступающие на

5 формирователь 39 управл ющих импульсов. Последний формирует импульсы дл  управлени  двоично-дес тичным реверсивным счетчиком 13. Состо ние четырех декад счетчика 13 определ етс  дешифраторами 40 и

0 индицируетс  светодиодными семисегмен- тными индикаторами 15.

Дл  автоматической коррекции накапливающихс  ошибок при многократных измерени х на верхней платформе 19 со

5 стержн ми 20 установлена магнитна  головка 25, котора  при прохождении мимо концентратора 24 магнитного пол  вырабатывает импульс, поступающий через усилитель 14 на вход двоично-дес тичного счетчика 13, на счетчике 13 автоматически

устанавливаетс  значение длины, соответствующее рассто нию между рабочими поверхност ми преобразователей. Концентраторы 24 магнитного пол  установлены в точках, соответствующих нескольким фиксированным рассто ни м между преобразовател ми 5 и 6, например 50 и 70 мм. Работа контролируетс  индикатором 29 типа датчиков.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  ультразвуковых измерений , содержащее основание, закрепленные на нем направл ющие, подвижный и неподвижный держатели с установленными в них ультразвуковыми преобразовател ми, ходовой винт с ходовой гайкой и маховиком дл  перемещени  подвижного держател  и измеритель длины базы прозвучивани , о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, измеритель базы прозвучивани  выполнен в виде корпуса,

   жестко закрепленного на направл ющих, закрепленных на нем электродвигател , электронного блока со счетчиком, усилителем и с цифровой индикацией, оптоэлектронных датчиков, указател  базы отсчета, ведущей шестерни, ведомой шестерни, жестко соединенной с ходовым винтом, жестко соединенной с ходовой гайкой подвижной бабки, выполненной в виде верхней платформы , соединительных стержней, нижней платформы, жестко соединенной с верхней платформой соединительными стержн ми, и кодового диска, жестко закрепленного на ходовом винте и предназначенного дл  взаимодействи  с оптоэлектронными датчиками , подвижный держатель выполнен в виде шарового шарнира с центральным отверстием , ультразвуковой преобразователь закреплен в отверстии шарового шарнира, а

   вход счетчика электрически соединен с указателем базы отсчета.

   24

   /

   25

   Я

   26

   Фиг1

   Фиг. 2

   22Фиг . 5

   16

   Фиг.Ь

   J J J

   yj

   «У

   I