SU954820A1 - Устройство дл ультразвукового контрол усили зат жки резьбовых соединений - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО дл  УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ : УСИЛИЯ ЗАТЯЖКИ - РЕЗЬБОШэ1Х СОЕДИНЕНИЙ

1

Изобретение относитс  к средствам измерени  физических параметркхв теп, в частности к ультразвуковому контропю вепичины напр жени  в резьбовых соединени х .

Известно устройство дл  ультразвукового контрол  усили  зат жки резьбовых соединений, содержащее соединенные последовательно преобразователь, усилитель, демодул тор и блок автомат11ческ й регу- Q лировки усилени , выход которого соединен со вторым входом усилител  l.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерений, обусловленна  тем, что при изп чении про-- |5 дольных колебаний в тонких и длинных болтах возникают несколько типов колебаний с близкими по величине скорост5 ми распространени  и с амплитудой одного пор дка. Это приводит к тому, .что при 20 определенных услови х может возникнуть резонанс то одного, то другого типа колебаний , что приводит к возникновению значительной погрешности.

Цель изобретени  - повышение точности Измерений усили  зат жки резьбовых соединкний путем образовани  в контролируемом болте непрерывной циркул ции импул1эсов ультразвука.

Claims (2)

1. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что устройст1во дл  упьтраз кового контрол  усиш  зат жки резьбовых соединений , содержащее соединенные последовательно преобразователь, усилитель, демодул тор и блок автоматической регулировки усилени , выход которого соединен с вторым входом усилител , снабжено подключёнными к выходу усилител  и соединенными последовательно первым формирователем, пинией задержки, вторым формирователем, частотомером, вычислительным блоком и индикатором, а также генератором, первый вход которого св зан с выходом второго формировател , &ыход - с прео азоватепем и блоком управлени , четыре выхода которого св заны соответственно с вторыми вхЪдами генератора , вычислитепьного блока, частотомера и первого формировател . На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит соединенные последовательно преобразователь 1, усилитель 2, демодул тор 3 и блок 4 автоматической регулировки усилени , выход которого соединен с вторым входом усилител  2, к выходу которого подключены соединенные последовательно первый формирователь 5, лини  6 задержки, второй формирователь 7, частотомер 8, вычислительный блок 9 и индикатор Ю, генератор 11, первый вход/которого св зан с вьтходом второго формировател  7, выход - с преобразователем 1, и блок 12 управлени , четыре выхода которого св заны соответственно с вторыми входами генератора 11, вычислительного блока 9, частотомера 8 и первого формировател  5 Преобразователь 1 акустически св зан с контролируемым изделием 13, например болтом. Устройство рзаботает следующим образом . Блок 12 управлени  запускает генератор 11, который вырабатывает эпектриче кий зондирующий импульс. Этот импупьс подаетс  на преобразователь 1, где он преобразуетс  в акустический и посылает с  в контролируемое изделие 13. Отра жа сь от противоположного торца койтролируемого издели  13, акустический импульс поступает вновь на преобразователь 1, где преобразуетс  в электрический и подаетс  на усилитель
2. 2. Последний охва чен цепью обратной св зи, состо щей из демодул тора 3 и устройства 4 автомати ческой регулировки усилени , служащего дл  поддержани  определенного уровн  усиленного отраженного импульса и исклю чени  тем самым дополнительных погрешностей измерени . Первый формирователь 5 срабатывает при поступлении на него переднего фронта усиленного отраженного импульса и посылает сформированный импульс на линию 6 задержки. Через врем  ТАЗ задержки импупьс с выхода линии 6 задержки через второй формирователь 7 подаетс  на генератор 11, который зондирующим электрическим импульсом возбуждает преобразователь 1. Далее процесс повтор етс  аналогично описанному выше. При этом в системе устройство контролируемое изделие создаетс  непре рывна  циркул ци  последовательнсюти мпульсов, период которой определ етс  ременем прохождени  акустического имульса в контролируемом изделии 13 и ременем задержки в схеме устройства выражаетс  формулой . период непрерывной циркул ции импульсов, с; врем  прохождени  акустическим импульсом контролируемого болта, с; Врем  задержки измерительным каналом устройства, с. Период непрерывнойциркул ции импульсов по команде с блока 12 управлени  измер етс  частотомером 8 с высокой точностью по периоду, в частности, импульсов , запускающих генератор 11. Значение измеренного периода заноситс  в вычислительный блок 9. После окончани  измерени  периода блок 12 управлени  перестраивает первый формировате ль 5 на срабатывание от переднего фронта зондирующего импульса. В этом случае в устройстве возникает периодическа  поспедоватепьность импульсов с периодом, равным задержке tj осуществл емой в схеме устройства, поскольку из времени f ц исключаетс  врем  tg, По команде блока 12 управлени  замер етс  врем  задержки и его значение также заноситс  в вычислительный блок У, где оно вычитаетс  из значени  периода , а разность запоминаетс . Из формулы (1) следует, что указанна  разность равна i g. Далее блок 12 управлени  вновь перестраивает первый формирователь 5 на срабатывание от переднего фронта отраженного импульса. После занесени  значени  измеренного периода в вычислительный блок 9 блок 12 управлени  лерестра-т ивает первый формирователь 5 на срабатывание от переднего фронта зондирующего импульса и частотомером 6 измер етс  задержка. Значение задержки заноситс  в вычислительный блок 9, где оно вычитаетс  из значени  измеренного перед этим периода. Затем Вновь измер етс  значение периода и снова цикл повтор етс . При этом из полученной в каждом цикле разности периода непрерывной циркул ции импульсов и задержки (tg) вычитаетс  значение tg, занесенное в пам ть вычислительного блока 9 в первом цикле, тем самым определ етс  Д t g (изменение времени прохождет1Я акустическим импупьсом контропируемого иадепи  IS) опредеп етс  по формуле ; .2k Б- У где L. - Длина болта, м; V - скорость распространени  продольных ультразвуковых колеб ний, м/с. Если контролируемое издепие 13 не зат гиваетс , то его длина и скорость распространени  ультразвуковых колебаний неизменны и во всех циклах значение tp неизменно. В этом случае , вычислении равно нуто. Если же контролируемое изделие 13 будет зат гиватьс . то под действием возникающих в нем механических напр жений измен етс  его длина и скорость V. Эти изменени  могут быть определены по формулам Ab.|d(3) (A4(bd), 14V где Д L - удлинение болта, м; Е - модуль Юнга, Па; 6 - напр жение в контролируемом изделии 13, Па; Vy - скорость распространени  ультразвуковых колебаний в нагруженном контролируемом изделии 13, м/с; ,( 3- акустоупругий коэффициент, 1/Па Поэтому в вычислительном блоке 9 результат вычислени  будет отпмчатьс  от нул  и выразитс  зависимостью ) 2U ЦгЧ Б Б6 -БО где tc - изменение времени прохождени  акустическим импульсом контролируемого издели  13,с t/gj - врем  лрохожДени  акустическим импульсом зат нутого кон ролируемого издели . 13, с; врем  прохождени  акустическим импульсом ненагруженного контролируемого издели  13 (результат первого цикла), с. Подставл   в выражение (5) значение скорости и удлинение из (3) и (4) .V. . Определить напр жение 6 в зат гиваемом контролируемом изделии 13 по найденному значению д1 с можно двум  пут ми . В первом случае значение i.tg с вычислительного блока 9 подаетс  на индикатор Ю и значение. О определ ют по градуировочным кривым. Во втором случае выражение (6) можно представить в форме уравнени  второй степени относительной: 4V(ftM-fef%. Вычислительный блок 9, реша  в каждом цикле уравнени  (7), выдает на индикатор 1О вычисленное значение напр же- зат гиваемом контролируемом изделии 13 в зависимости от &t g . Использование устройства позволит с высокой точностью измер ть усилие зат жки резьбовых соединений. Формула изобретени  Устройство дн  ультразвукового контроп  усили  зат жки резьбовых соединений , содержащее соединенные последовательно преобразователь, усилитель, демодул тор и блок автоматической регулировки усилени , выход которого соединен с вторым входом усихштел , о т л и ч а ю щ- е е с   тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено подключенными к выходу усилител  и соединенными последовательно первым формирователем, пинией задержки, вторым формирователем, частотомером, вычислительным блоком и индикатором, а также генератором, первый вход которого св зан с выходом второго формировател , выход - с преобразователем , и блоком управлени , четыре выхода которого св заны соответственно с вторыми входами генератора, вычислительного блока, частотомера и первого формировате.л . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 4О62227, кл. G, 01 N 29/00, 1977 (прототип).