SU1742621A1 - Устройство дл исследовани процесса развити трещины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение информативности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве излучение источника 1 модулируетс  в оптическом модул торе 12 импульсами генератора 10, которые пространственно размножаютс  с помощью оптического расщепител  15, а во временной области - с помощью блока 16 оптических волокон различной длины. Одновременно расширенное с помощью коллиматора 2 излучение-освещает образец материала с приложенной раст гивающей нагрузкой. Блок 3 оптических волокон одинаковой длины формирует изображение трещины. Поскольку при последовательном соединении светодиодов 18-К и 17-К ток в цепи определ етс  меньшей их освещенностью, то в регистрах 23 блоков 4-п по каждому импульсу генератора 10 записываютс  отсчеты ширины трещины в соответствующих сечени х, а в регистре 7 - отсчеты длины трещины. 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим средствам измерения скорости движущихся объектов, и может быть использовано при исследовании процессов развития трещины в конструкционных материалах при их нагружении.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные источник излучения, коллиматор, линейку фотоприемников, блок пороговых элементов и блок определения скорости развития трещины.

Недостатком устройства является относительно низкая точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения' скорости развития трещины, содержащее последовательно соединенные источник излучения, коллиматор, линейку фотоприемников, блок пороговых элементов и блок определения скорости развития трещины, выполненный в виде набора элементов И с двумя входами, число которых на единицу меньше числа фотоприемников линейки, набора формирователей импульсов по числу элем., ιτοθ 14, каждый из которых своим входом соединен с выходом соответствующего элемента И, элемента задержки, элемента ИЛИ, число входов которого равно числу элементов И, ключа, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, счетчика, счетный вход которого соединен с выходом ключа, и генератора временного интервала, выход которого соединен с другим входом ключа, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого порогового элемента, второй вход последнего элемента И соединен с выходом последнего порогового элемента, второй вход всех других элементов И соединен соответственно с первым входом следующего за ним элемента И, а точка их соединения соединена соответственно с выходом второго и последующих пороговых элементов, элемент задержки соединен своим входом с выходом первого формирователя импульсов, а выходом - с первым входом элемента ИЛИ, выходы последующих формирователей импульсов соединены соответственно со вторым и последующими входами элемента ИЛИ, а установочный вход счетчика и управляющий вход генератора временного интервала соединены с выходом первого формирователя импульсов.

Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не позволяет одновременно измерять и параметры развития трещины в ширину.

Цель изобретения - повышение информативности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные источник излучения и коллиматор с установленным за ним образцом материала, к которому приложена-растягивающая нагрузка, элемент ИЛИ, счетчик и элемент задержки, введены последовательно соединенные генератор импульсов, усилитель и оптический модулятор, сигнальный вход которого через светоделитель и отражающее зеркало соединен с выходом источника излучения;, оптический расщепитель, вход которого соединен с выходом оптического модулятора, регистр памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а вход-установки в нуль соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с управляющим входом регистра памяти, генератор счетных импульсов, блок оптических волокон одинаковой длины и блок оптических волокон разной длины, а также блоки измерений ширины трещины, первые и вторые входы которых соединены с выходами соответствующих оптических волокон соответственно блока оптических волокон одинаковой длины и блока оптических волокон разной длины, третьи входы соединены с выходом генератора счетных импульсов, четвертый и пятые входы - соответственно с выходом и входом элемента задержки, а выходы - с входом элемента ИЛИ, при этом выход генератора импульсов соединен с входом элемента задержки.

На чертеже представлена электрическая структурная схема- предлагаемого устройства.

Устройство для исследования процесса развития трещины содержит последовательно соединенные источник 1 излучения, коллиматор 2 с установленным за ним образцом материала, к которому приложена растягивающая нагрузка, и блок 3 оптических волокон одинаковой длины, выходы которых соединены с первыми входами п блоков (4-1)-(4-п) измерений ширины трещины, выходы которых соединены с последовательно соединенными, элементами ИЛИ 5, счетчиком 6 и регистром 7 памяти, элемент 8 задержки, выход которого соединен с входом установки в нуль счетчика бис соответствующим входом блоков (4-1)-(4-п), генератор 9, последовательно соединенные генератор 10 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом регистра 7 памяти, & входом элемента 8 задержки и с соответствующим входом блоков (4-1)-(4-п), усилитель 11 (не показан), оптический модулятор 12, оптический вход которого через светоделитель 13 и отражающее зеркало 14 (не показано)'соединен с выходом источника 1 излучения, и оптический расщепитель 15, выходы которого через блок 16 оптических волокон различной длины соединен с соответствующими входами блоков (4-1)-(4п), каждый из которых содержит первую (171)-(17-К) и вторую (18-1)-(18-К) группы светодиодов, источник 19 постоянного напряжения, резистор 20 нагрузки, ключ 21, счетчик 22 и регистр 23 памяти.

Все блоки устройства являются стандартными блоками измерительной техники.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания источник 1 из‘ лучает постоянное по уровню излучение, генератор 10 вырабатывает короткие импульсы с периодом Т, а генератор 9 счетные импульсы высокой частоты. Одновременно к образцу материала прикладывается растягивающая нагрузка. По импульсу генератора 10 производится перезапись информации в многоразрядный сдвиговый регистр 7 из счетчика бив многоразрядные сдвиговые регистры 23 из счетчиков 22 блоков (4-1)-(4-п). При первом импульсе генератора 10 это нулевая информация. После перезаписи (через малую задержку в элементе 8 задержки на длительность перезаписи) счетчики 6 и 22 обнуляются.

. В регистре 7 записываются числа, соответствующие длине трещины через равные интервалы времени Т (это характеристика скорости развития трещины), а в.регистры 23 блоков (4Ч)-числа, соответствующие ширине трещины в i-x сечениях трещины.

Излучение источника 1 расширяется коллиматором 2 и освещает образец материала, по другую сторону которого в .непосредственной близости с ним расположены концы оптических волокон одинаковой длины блока 3. Концы этих волокон соединены с оптическими входами второй группы светодиодов (18-1)-(18-К) блоков (4-1Н4-п). При этом оптические волокна блока 3 разделены на группы. Каждая группа соответствует 1-й. вертикальной полосе входов в непосредственной близости с образцом материала и соединена со светодиодами второй группы (18-1)-(18-К) соответствующего блока (4-i).

При этом каждый импульс генератора 10 вызывает появление оптического импульса на выходе оптического модулятора 12, который пространственно размножается с помощью оптического расщепителя 15, а во времени - с помощью оптических волокон различной длины блока 16.

В результате такого размножения осуществляется последовательное освещение без временных интервалов светодиодов (171J-0H9 вначале блока (4-1), затем с малым интервалом этих же светодиодов блока (4-2) и так далее до блока (4-п). ’

На оптические входы светодиодов (181)-(18-К) поступают сигналы с задней стенки образца материала. При этом, если вход соответствующего оптического волокна .вследствие развития трещины освещен, то на его выходе наблюдается максимальный по интенсивности сигнал, в противном случае оптический сигнал отсутствует.

Светодиоды (17-i) соединены последовательно со светодиодами (18-1). При таком соединении проявляется известное свойство, в соответствии с которым сигнал в цепи определяется меньшим уровнем освещенности светодиодов.

Ключи 21 в блоках (4-1) открыты на интервал времени, пропорциональный ширине трещины в i-й полосе (в I-м сечении), на каждый интервал их опроса по соответствующему импульсу генератора 10. Таким' образом, в регистрах 23 каждого из блоков (4-1)-(4-п) записывается последовательность чисел, соответствующая ширине трещины в каждом из временных интервалов. При этом счетчик 6 подсчитывает число импульсов, поступивших за интервалы следования импульсов генератора 10, поэтому в регистре 7 записывается последовательность чисел, соответствующая длине трещины на первом, втором и так далее импульсах генератора 10.

Таким образом,' благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку обеспечивается регистрация скорости развития трещины через дискретные интервалы времени и изменений ее ширины в сечениях.

Claims (1)

1. Фор му ла изобретения

   Устройство для исследования процесса развития трещины, содержащее последовательно соединенные источник излучения и коллиматор, элемент ИЛИ, счетчик и элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, оно снабжено светоделителем, предназначенным для деления светового потока на опорный и измерительный пучки и установленным между источником излучения и коллиматором, устанавливаемыми по ходу опорного пучка отражающим зеркалом, оптическим модулятором и оптическим расщепителем, блоком оптических волокон одинаковой длины, устанавливаемым по ходу измерительного потока после коллиматора, генератором импульсов, соединенным с электрическим входом оптического модулятора, блоком оптических волокон разной 5 длины, а также η блоками измерений ширины трещины, первые и вторые входы которых соединены с выходами соответствующих оптических волокон соответственно блока оптических волокон одинаковой длины и блока оптических волокон разной длины, регистром памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а вход установки в О соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с управляющим входом регистра памяти и генератором счет-ных импульсов, третьи входы блоков измерений ширины трещины соединены с выходом генератора счетных импульсов, четвертые и пятые входы соеди-, йены соответственно с выходом и входом элемента задержки, а выходы соединены с 10 входом элемента ИЛИ, при этом выход генератора ммпульсбв соединен с входом элемента задержки, а входные торцы блока оптических волокон одинаковой длины предназначены для расположения по по15 верхностй объекта.

   • Составитель Э.Борисов