Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Лисицин Олег Николаевич

Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники
<
Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Лисицин Олег Николаевич. Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.13.- Москва, 2006.- 118 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/1214

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современное состояние неразрушающего электромагнитного контроля цилиндрических объектов 7

1.1 Особенности контроля миниатюрных цилиндрических объектов оборонной техники 7

1.2 Современное состояние научных исследований в области электромагнитного неразрушающего контроля и сортировки изделий массового производства 10

1.3 Развитие средств вихретоковой дефектоскопии на современном этапе.

1.4 Выводы и постановка задач исследования 17

Глава 2. Теоретическое исследование взаимодействия переменного электромагнитного поля с цилиндрическими объектами ограниченной длины, содержащими дефекты 18

2.1 Расчет выходных сигналов проходных вихретоковых преобразователей при их взаимодействии с цилиндрическими объектами ограниченной длины, содержащими дефекты 18

2.2 Выводы: 44

Глава 3. Разработка способов и средств электромагнитной дефектоскопии миниатюрных цилиндрических изделий 45

3.1 Выбор методологии дефектоскопии миниатюрных цилиндрических изделий 45

3.2 Способы выделения информации о дефектах путем анализа огибающей сигнала 48

3.2.1 Способ анализа формы огибающей по соотношению сигналов в характерных точках 48

3.2.2 Способ динамического самосравнения 48

3.2.3 Способ анализа формы огибающей по аппроксимирующим функциям выбранных участков 49

3.3 Разработка блоков средств электромагнитного контроля миниатюрных цилиндрических изделий 51

3.3.1 Автогенераторные блоки формирования огибающей сигнала вихретокового преобразователя 51

3.4 Выводы 61

4. Разработка автоматизированных средств электромагнитного контроля миниатюрных цилиндрических объектов 62

5.1. Дефектоскоп с блоком динамического контрольного образца 62

5.2. Средства дефектоскопии с анализом огибающей на основе многоуровневых пороговых устройств 65

5.3. Средства дефектоскопии с применением микропроцессорной обработки 75

5.4. . Автоматизированные средства дефектоскопии изделий конечной длины с элементами дефектометрии 81

5.5. Результаты испытаний разработанных средств дефектоскопии 94

5.6. Выводы 95

5. Разработка способов и средств измерения механических напряжений в стальных цилиндрических изделиях 96

5.1. Причины возникновения механических напряжений в процессе хранения стальных цилиндрических объектов оборонной техники. 96

5.2. Экспериментальные исследования взаимосвязи механических напряжении в мартенситностареющей стали с ее электромагнитными характеристиками 97

5.3. Выводы 105

Заключение 106

Литература

Введение к работе

Значительная часть изделий оборонной техники имеет цилиндрическую форму. К ним относятся гильзы, капсюли и другие элементы боеприпасов. Капсюли и гильзы малого калибра имеют вид колпачков, выполненных из латунных сплавов. Подобные изделия, преимущественно, изготавливаются методом холодной вытяжки. При этом достаточно велика вероятность образования сквозных продольных трещин. Наличие дефектов в данных элементах боеприпасов может привести к тяжелым последствиям. Это диктует необходимость 100% контроля данной продукции. Производство боеприпасов относится к массовому производству, что определяет целесообразность проведения контроля непосредственно в производственном потоке с требуемой производительностью. Другая проблема состоит в оценке ресурса хранения боеприпасов со стальными оболочками. Как показывает практика, существует вероятность саморазрушения оболочек под действием имеющихся в них механических напряжений. В связи с этим весьма актуально совершенствование приборных средств и методик для высокопроизводительного контроля цилиндрических изделий оборонной техники в процессе производства и оценки их технического состояния в процессе хранения.

Состояние проблемы.

Для высокопроизводительной дефектоскопии цилиндрических изделий успешно применяются электромагнитные (вихретоковые) средства контроля с проходными вихретоковыми преобразователями (ВТП). К наиболее известным относятся приборы ВД-41П (МНПО «Спектр», Россия), Defec-tomat, Circograph (Института д-ра Ферстера, Германия), Eddyscan 3D (CMS, Франция), Эддо Рото (Эддо, Япония). Данные дефектоскопы не позволяют проводить дефектоскопию коротких цилиндрических изделий из-за эффекта формы при их перемещении через проходной вихретоковый преобразователь. Для контроля коротких цилиндрических на машиностроительных предприятиях применяются специализированные вихретоковые дефектоскопы типа ДВТ-11. Для выявления дефектов на фоне изменяющегося под влиянием эффекта формы сигнала в нем предусмотрены измерения с помощью дополнительных ВТП, реагирующих на торцы изделия. Дефектоскопы типа ДВТ-11 весьма чувствительны к вариации таких параметров, как изменение температуры, радиальные перемещения изделия в рабочем объеме ВТП. Кроме того, их пороговая чувствительность не удовлетворяет в полной мере требованиям практики. Для измерения механических напряжений в сталях разработаны и успешно применяются на практике электромагнитные приборы основанные на магнитном и магнитонгумовом методах. Вместе с тем, цилиндрическая форма оболочек и специальные марки применяемых для изготовления боеприпасов сталей накладывают свою специфику. Это не позволяет достаточно эффективно применять известные методики для оценки возникающих в них механических напряжений.

Цель работы и задачи исследования.

Цель работы состоит в повышении эффективности средств электромагнитного контроля цилиндрических изделий оборонной техники в процессе их производства и при длительном хранении.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: исследовать зависимости вносимых параметров электромагнитных (вих-ретоковых) преобразователей при их взаимодействии с цилиндрическими объектами конечной длины; определить условия, близкие к оптимальным, для выявления характерных дефектов сплошности в цилиндрических объектах оборонной техники; разработать способы высокопроизводительной дефектоскопии изделий оборонной техники с подавлением эффекта формы, вариации скорости перемещения, температуры, радиальных смещений и других мешающих факторов; исследовать взаимосвязь коэрцитивной силы и параметров магнитных шумов с механическими напряжениями в мартенситностареющих сталях; установить количественный уровень действующих напряжений в деталях из стали соответствующей марки, который может привести к образованию трещин в цилиндрических изделиях в процессе их хранения.

Методы исследования:

Для теоретических исследований взаимодействия вихретоковых преобразователей (ВТП) с объектом цилиндрической формы конечной длины применялось сочетание аналитических и численных методов. Разработка методики контроля механических напряжений в мартенситностареющих сталях проводилось путем экспериментальных исследований.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Путем эквивалентного преобразования воздействия продольной трещины цилиндрического объекта к изменению удельной электрической проводимости металла вдоль осевой координаты получена экономичная расчетная модель для анализа взаимодействия дефектных цилиндрических объектов с проходными вихретоковыми преобразователями; получены зависимости вносимых параметров проходных ВТП от характерных для изделий оборонной техники дефектов сплошности; предложены эффективные способы подавления эффекта формы и других мешающих факторов при выявлении дефектов сплошности характерных для изделий оборонной техники. определены квазиоптимальные режимы для оценки уровня остаточных напряжений в цилиндрических в ферромагнитных объектах оборонной техники магнитным и магнитошумовым методами.

Практическая ценность работы заключается в том, что: определены квазиоптимальные параметры ВТП и режимы контроля для выявления характерных дефектов сплошности в цилиндрических объектах оборонной техники; разработаны высокопроизводительные средства электромагнитной дефектоскопии цилиндрических изделий оборонной техники в производственном потоке с повышенной чувствительностью к продольным трещинам и высокой степенью подавления дестабилизирующих факторов; разработана методика оценки технического состояния цилиндрических изделий из мартенситностареющей стали, как при их изготовлении, так и при диагностике после длительных сроков хранения.

Реализация и внедрение результатов работы:

Результаты работы использованы МШІО «Спектр» при разработке средств неразрушающего контроля изделий оборонной техники в процессе производства и хранения.

Апробация работы.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на 5-ой Международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва, 2006 гг.), на VIII Международной научно- практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права», на 15-ом международном научно - техническом семинаре в г. Алушта (2006 г.), на НТС в МНПО «СПЕКТР», и МГУПИ.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 1 в журнале, признанном ВАК научным изданием. Список работ приведен в автореферате.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 118 страницах машинописного текста, иллюстрируется 59 рисунками и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 153 наименований.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

Зависимости вносимых параметров ВТП от продольных трещин в цилиндрических объектах конечной длины; влияние характерных дефектов и дестабилизирующих факторов после автогенераторного преобразования сигнала ВТП; средства повышенной эффективности вихретокового контроля цилиндрических объектов конечной длины в производственном потоке; зависимости коэрцитивной силы и параметров магнитных шумов от механических напряжений в мартенситностареющей стали.

Современное состояние научных исследований в области электромагнитного неразрушающего контроля и сортировки изделий массового производства

Для высокопроизводительного контроля цилиндрических изделий широко применяются средства электромагнитной (вихретоковой) дефектоскопии с проходными вихретоковыми преобразователями (ВТП). Расчет и проектирование средств вихретоковой дефектоскопии базируется на фундаментальных работах Аркадьева [1] Акулова Н.С. [2] , С.В.Вонсовского [15], Н. Н. Зацепина [33-35], А. Б. Сапожникова [57-58] В.Г.Герасимова [17-19], А.К.Денеля [28], В.В.Клюева [39], В.Ф.Мужицкого [45-47], А.Д.Покровского [20], В.В.Сухорукова [62-63], Ю.И.Стеблева [61], КХК.Федосенко [71-72], В.Е.Шатерникова [19], П.КШкатова [79-82], Ю.М.Шкарлета [76], Ф.Ферстера [69-70], Додда [101], Диддса [101], Кахна [107-108], Добмана [ 100] и ряда других ученых. Первые фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования в области вихретоковой дефектоскопии принадлежат А.Б. Сапожни кову и его ученикам [57-58].

В.Н. Кессених [37] предложил метод решения интегро-дифференциальных уравнений, позволивший исследовать влияние сквозной трещины в бесконечно широкой и длинной пластине конечной толщины в однородном продольном магнитном поле. Идеи В.И. Кессениха получили дальнейшее развитие в работе Н.М. Шилова [75], в которой автор путем перехода от интегрального уравнения к системе алгебраических уравнений, представил вторичное электромагнитное поле пластины, помещенной в поперечное переменное поле, в виде конечной системы контуров с токами.

Последовательность изложения задач вихретоковой дефектоскопии и соответствующие экспериментальные исследования обобщены в докторской диссертации А.Б. Сапожникова [57].

В.И. Михановский [44] решил методом возмущений задачу расчета вторичного поля ферромагнитного цилиндра с малым дефектом произвольной формы. Дефект представляется в виде локальной вариации удельной электрической проводимости. Данный подход позволил получить решения только для сильно выраженного поверхностного эффекта в виде изменения действительной составляющей ЭДС, вносимой в ВТП.

Впервые качественную картину перераспределения вихревых токов, обусловленное дефектом, возбуждаемых ВТП, дали В.В. Власов и В.А. Комаров [13,14]. Ими показано, что характер распределения токов вдоль дефекта является общим для магнитных и немагнитных материалов.

В дальнейшем В.А. Бурцевой и В.В. Власовым показано [12], что магнитное поле дефекта, обусловленное вихревыми токами, подобно магнитному полю двухпроводной линии.

В. В. Власовым и В. А. Комаровым в работе [13] представлена физическая картина формирования поля дефекта, обусловленного вихревыми токами, с учетом плотности периферийных токов, которые следует учитывать при рассмотрении общей картины поля дефекта.

А. Я. Тетерко [67] исследовал модель объекта в виде полупространства с цилиндрическим пазом бесконечной длины, находящегося в продольном однородном магнитном поле.

Эффективный подход к решению задач при наличии в пространстве ряда различных по свойствам сред дал Г.А. Гринберг [25]. Сущность предложенного им метода сводится к замене поверхности раздела фиктивными поверхностными зарядами, которые могут быть описаны посредством интегральных уравнений, решаемых методом последовательных приближений.

С помощью данного подхода О. В. Тозони удалось аналитически рассмотреть большой класс угловых задач магнито- и электростатики, решение которых по методу дифференциальных уравнений невозможно [66]. Особенно большой вклад в развитие теории вихретокового контроля с проходными ВТП внесли В.Г. Герасимов, В.В. Сухорукое и Ф.Ферстер.

Ф.Ферстером впервые получены аналитические выражения, описывающие изменение выходного сигнала проходного ВТП с однородным магнитным полем при его взаимодействии с цилиндром [87]. Им же проведены экспериментальные исследования на ртутной модели, позволившие установить взаимосвязь между регистрируемыми сигналами ВТП и параметрами дефектов сплошности типа трещин в цилиндрических объектах[89].

В.Г. Герасимовым [18] в общем виде решена задача о взаимодействии проходного ВТП с многослойной цилиндрической средой. Проведен анализ вносимых параметров и чувствительности проходных ВТП с однородным и неоднородным возбуждающим полем при вариации геометрических и электрофизических параметров многослойного цилиндра.

В.В. Сухоруковым взаимосвязь между параметрами дефектов сплошности и регистрируемыми сигналами проходных ВТП исследовалась с помощью методов цифрового и аналогового моделирования, а также на основе ряда приближенных аналитических методов [62-63].

В работе [35] Н. Н. Зацепин исследовал топографию магнитного поля вихревых токов над поверхностными продольными дефектами, а также топография магнитного поля тока пропускаемого по пластине с трещиной. Измерение различных составляющих поля обтекающих трещину токов осуществлялось с помощью индуктивных микродатчиков и феррозондов. В результате проведенного анализа было установлено, что топография магнитного поля токов, обтекающих трещину, качественно совпадает с картиной распределения магнитостатического поля дефектов.

Этот результат был теоретически обоснован с помощью математической модели, предложенной П.Н. Шкатовым [79] для трехмерных задач электромагнитной дефектоскопии. Модель основана на выделении контуров циркуляции разностных токов, порождаемых трещиной.

Один из наиболее эффективных приближенных методов расчета сигналов ВТП под влиянием трещин был предложен Б. В. Гончаровым [21]. Его суть заключается в том, изменение длины контура вихревых токов под влиянием трещины представляется эквивалентным изменением удельной электрической проводимости слоя, пораженного трещиной. Это позволяет свести задачу о воздействии дефекта к задаче расчета воздействия многослойной среды. Однако получаемые решения являются приближенными и могут быть применены только в том случае, если для соответствующей "бездефектой" задачи есть аналитическое решение.

Расчет выходных сигналов проходных вихретоковых преобразователей при их взаимодействии с цилиндрическими объектами ограниченной длины, содержащими дефекты

Вихретоковый контроль цилиндрических объектов ограниченной длины, таких как колпачки, втулки, штоки и т.п. в зонах, прилегающих к торцам изделия, затруднен присутствием, так называемого, краевого эффекта. Вместе с тем, именно в торцевых зонах большинства изделий машиностроения массового производства возникают опасные дефекты. Для разработки и оптимизации соответствующих способов контроля необходимо установить и проанализировать основные закономерности изменения выходного сигнала ВТП в процессе перемещения через его рабочую зону "короткого" цилиндрического объекта с дефектом сплошности. Суть исследования заключается в выборе режима контроля и конструктивных параметров ВТП, при которых различия между функциями изменения сигнала от дефектного и бездефектного объектов будут наибольшими.

Проведенный анализ показал, что для решения поставленной задачи наиболее целесообразно применить метод интегральных уравнений [66]. Это обусловлено возможностью сведения задачи для объекта со сквозной трещиной к задаче для осесимметричного объекта, но с другой функцией распределения удельной электрической проводимости, что было ранее показано в работах П. Н. Шкатова [81].

Линии тока после отображении W = W{t) полосы с периодическими вырезами на сплошную полосу. Физический смысл уравнения (1) состоит в том, что э.д.с. ст, создаваемая в контуре сторонним источником, равна сумме напряжения, обусловленного напряжённостью E(Q) вдоль этого контура, и вносимых в этот контур всеми вихревыми токами э.д.с. При этом ]LioM(Q,P) есть не что иное, как коэффициент взаимной индукции между коаксиальными нетевидными контурами Q и Р.

Преобразуем уравнение (1), исходя из того, что Еет создается обмоткой ВТП, питаемой от источника тока. Дополнительно введем функционал а(Р)=сг(Р)/с о, где щ - номинальная удельная электрическая проводимость, а также обобщенный параметр X=RK, К = л/-/й% т0, где R - геометрический размер, характеризующий контур вихревых токов с максимальной плотностью.

Геометрическая расчетная модель для рассматриваемой задачи представлена на рис.2.1. Принятые обозначения геометрических размеров и система цилиндрических координат ясны из рисунка. На первом этапе рассматривается бездефектное изделие, т.е. й=0.

Полученное интегральное уравнение (2) может быть решено методом алгебраизации [2]. Его суть состоит в том, что поперечное сечение S изделия дискретизируется, например, разбивается на элементы прямоугольный формы. При этом искомая функция в пределах каждого элемента либо считается постоянной, либо принимается определенный закон его изменения.

Как показали предварительные расчеты на ЭВМ, удовлетворительной точности удается достигнуть, принимая линейный закон изменения между узлами элементов. При вычислении интегралов, входящих в (2), искомая функция представляется в виде полинома, а интегрирование выполняется численно. Для определения узловых переменных J (Р) составляется система алгебраических уравнений, получаемых из условия выполнения уравнения (2) в совокупности контрольных точек.

В системе уравнений (3) матрица коэффициентов не зависит от параметров ВТП и его положения относительно контролируемого объекта. Это следует использовать при организации вычислительного процесса, поскольку необходимо получить зависимости при перемещении изделия вдоль оси ВТП.

Для упрощения решения полевых задач, описываемых уравнениями Лапласса и Пуассона, применяется метод конформных отображений [ ]. С помощью отображения W W(t) область t, в которой ищется решение, преобразуется в более простую область W, для которой решение уравнения известно. Затем, связывая координаты обеих областей, находят решение в области t. Идея этого метода основана на том, что уравнения Пуассона и Лапласса не изменяют своего вида при конформном отображении.

Эквивалентный действию трещины коэффициент Кэ становится функцией координат, а расчетная область включает теперь бездефектное изделие.

Пользуясь малостью T=Rj-R2 по сравнению с Rj, перейдем к плоской картине поля вихревых токов в изделии и определим усредненное значение Кэ- С учетом периодичности по угловой координате р, получим область в виде полосы шириной k состоящей из примыкающих друг к другу цилиндрических разверток (рис.2.2).

В результате конформного отображения W = W(t) с периодическими разрезами из области t=x+jy на сплошную полосу в области W=u+Jv, линии тока примут вид прямых, параллельных оси и (рис.2.3). При этом коэффициент К, неизмененный вдоль трубки тока в области I будет изменяться вдоль координаты и в соответствии с (2.9).

Таким образом, для расчета сигналов ВТП необходимо определить функционал ос(Р) через функцию преобразования. Однако определить искомое соотношение длин контуров в общем случае достаточно сложно. Это связано с необходимостью учитывать ширину полосы 10 и периодический закон изменения вдоль оси х. Если влияние одного из этих факторов мало, то можно воспользоваться известными преобразованиями.

Способы выделения информации о дефектах путем анализа огибающей сигнала

Как было установлено ранее, при наличии дефектов изменяется форма импульса. Это изменение может характеризоваться соотношением сигналов в совокупности выбранных точек. Контроль дефектов при данном способе осуществляется по характерным точкам "а", "б", "в", "г", "д" на огибающей, соответствующим входящему концу детали (I канал), ее средней цилиндрической части (П канал) и выходящему концу детали (Ш канал) при предположении, что для бездефектной делали соотношение сигналов в указанных характерных точках одинаково в пределах заданных допусков (рис.3.1).

Привязка командных сигналов к форме исследуемого импульса в характерных точках осуществляется с помощью вспомогательных датчиков положения, конструктивно жестко закрепленных относительно проходного ВТП. Выбор характерных точек контроля б, в, г вполне однозначен. Точки "б" и "г" ограничивают неизменяющийся участок графика UcT(I) для эталонной детали (рис.1). Практически они выбираются на расстоянии 1-4 мм от торцев детали (выбор осуществляется соответствующим размещением вспомогательных датчиков относительно измерительного преобразователя). Точка мвм располагается на середине участка "б-г", где вероятность появления дефектов мала. Расположение точек контроля "а" и "д" следует выбирать так как показано на рис. 1.

При контроле цилиндрической части в точке "б" запоминается уровень сигнала начала цилиндрической части. На участке "б-г" происходит сравнение сигнала Uc = F(l) с уровнем заполненного сигнала Us, притом в заранее заданных по эталонной детали пределах. При контроле входящего конца детали запоминаются уровень сигнала восходящей ветви огибающей в точке "а" и уровень сигнала в точке "в" и сравнивают эти уровни. При контроле выходящего конца сравнивают уровни сигналов в точках "в" и "д".

Для эталонной детали уровни сигналов в точках "а", "д" и на участке "б-г" практически одинаковы, поэтому выполнение вышеуказанных процедур легко осуществить с помощью двухпорогового амплитудного дискриминатора.

В [1,2,3] описан дифференциальный способ контроля деталей путем сравнения с эталоном. Для применения в средствах автоматизированной дефектоскопии данный способ неприменим по причине низкой производительности контроля и невозможности контроля концевых зон изделий конечных размеров без перестройки дефектоскопа.

Поэтому был разработан новый способ с динамическим контрольным образцом, на основе которого построен высокопроизводительный автомат. Сущность метода заключается в синхронном перемещении контролируемого и эталонного объектов относительно измерительных преобразователей и одновременной обработки сигналов пар ВТП, которые в данный момент сканируют геометрически подобные участки эталона и изделия.

Выходы однотипных преобразователей через измерительные блоки подключены попарно к соответствующим входам схем вычитания сигналов, что обеспечивает получение разностных сигналов от динамического эталона и контролируемой детали, которые затем усиливаются и приводятся к нормализированному уровню. Данный способ позволяет полностью отстроится от влияния "эффекта формы", поэтому его целесообразно применять для дефектоскопии изделий сложной геометрической формы, например, для цилиндров с проточками, выемками; для колпачков и т.д.

Для синхронного перемещения эталонной и контролируемой деталей требуется достаточно сложная кинематическая схема с возможностью точной регулировки взаимного хода. Все этапы прохождения деталью и эталоном соответсвующих преобразователей контролируются блоком фотодатчиков; специальная шторка при своем движении последовательно перекрывает их, что приводит к посылке соответствующих управляющих сигналов на схему синхронизации.

Для полной идентификации импульса (рис.3) необходимо определить длительности временных интервалов и значения амплитуд Uci (і..5). Полученные данные позволят рассчитать характеристические коэффициенты Kj, bi , b3 , Кз, рь Рг- Аппаратная реализация данного способа достаточно сложна, т.к. требует использования функциональных арифметических блоков для задания аппроксимирующих функций.

Средства дефектоскопии с анализом огибающей на основе многоуровневых пороговых устройств

Обработка измерительной информации при автоматическом контроле качества изделий, как правило, сводится к решению неравенств вида (1.1). Для этой цели используют амплитудные дискриминаторы, цифровые пороговые устройства и т.д.

Для решения задач многопараметрового контроля промышленных изделий с учетом "эффекта формы" был разработан многоуровневый амплитудный дискриминатор, содержащий m сигнальных аналоговых входов и п управляющих входов (рис. 4.4). Дискриминатор обладает широкими функциональными возможностями и позволяет: производить амплитудную селекцию как импульсных, так и постоянных сигналов; работать как многопозиционное устройство сравнения напряжений; разбраковывать изделия (детали) на группы; производить до-пусковый контроль параметров (при необходимости с фиксацией процентного отклонения от нормы); регистрировать полярность выходных сигналов; выполнять функции нуль-индикатора; производить измерение экстремумов исследуемых функций; сравнивать синфазность и производить селекцию по длительности одиночных импульсов; с помощью внешних таймеров производить измерение скорости нарастания или спада анализируемых сигналов,

В дефектоскопе АНК-2 с времяимпульсным способом анализа информации требуется оценить количество импульсов, накопленных за измерительный интервал времени. В нем использовано однопороговое цифровое устройство, что является недостатком, т.к. его нельзя использовать для анализа формы огибающей с учетом "эффекта формы".

Далее рассмотрим функционирование синхронизатора 12 и формирователя 16 (рис. 4.6 и 4.9). На первый вход синхронизатора подаются импульсы Т], на второй Тг. На первом его выходе (ВЫХ.1) формируются не инвертированные импульсы Т[, положительные полупериоды которых заполнены импульсами с частотой f2=l/T2; на втором его выходе (ВЫХ.2) появляются неинвертированные импульсы Ть без частоты заполнения гМ/Т2, а на управляющий вход блока 12 подаются сигналы синхронизации "С".

Схема синхронизатора организована так, что при "С" = 0, на обоих выходах присутствует сигнал логического "О" (независимо от сигналов на выходах). При "С" = 1 независимо от фазности поступления импульсов и команды "С" сигналы Т] на выходах синхронизатора появляются всегда, начиная с положительного фронта Ті т.е. они не укорочены по положительному фронту. На вход формирователя сигналов подаются импульсы Ті со второго выхода синхронизатора. Блок-схема алгоритма обработки огибающей по характеристическим точкам. Для упрощения схемы синхронизатора окончание управляющего импульса не синхронизируется с отрицательным фронтом импульсов Ть т.к. в данный момент подача сигнала С = 0 на пятый вход схемы совпадения устраняет возможность появления на выходе дефектоскопа ложного сигнала "Брак" после подачи импульса "Считывание" в случае укороченного последнего импульса по отрицательному фронту.

Блоки аналоговой памяти построены на основе динамических устройств выборки-хранения (УВХ) и состоят из ячеек аналоговой памяти, т.е. двунаправленных аналоговых ключей, запоминающих конденсаторов и повторителей напряжения.

На рис. 4.10 показана циклограмма работы, а на рис. 4.11 - блок-схема алгоритма обработки сигналов дефектоскопа АНК-2.

Похожие диссертации на Электромагнитный контроль качества цилиндрических изделий оборонной техники