Устройство для измерения скорости развития трещины

 

Изобретение относится к оптическим средствам измерения скорости движущихся объектов и может быть использовано при исследовании процессов роста трещин в конструкционных материалах при их нагружении. Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения ложных срабатываний при появлении локальных разрывов материала за пределами трещины. Эта цель достигается выполнением блока определения скорости развития трещины в виде набора элементов И 5 с формирователями 6 импульсов на выходе, элемента 7 задержки, соединенного с выходом первого формирователя 6, элемента ИЛИ 8, входы которого соединены с выходами элемента 7 задержки и выходами второго и последуюНапдаВление разбития трещины образца щих формирователей 6 импульсов, счетчика 10с ключом 9 на входе, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 8, и генератора 11 временного интервала, выход которого соединен с другим входом ключа 9, а установочный вход соединен с выходом первого формирователя 6 импульсов и с установочным входом счетчика 10, вследствие чего в счетчик 10 пропускаются лишь те импульсы , которые получены при последовательном срабатывании один за другим фотоприемников 3 в линейке. При появлении сигнала на более удаленном фотоприемнике 3 элемент И 5, один вход которого соединен с пороговым элементом 4 предыдущего фотоприемника 3, а другой - с пороговым элементом 4 последующего фотоприемника 3, не пропускает такой сигнал на вход стоящего за ним формирователя 6 импульсов. Устройство позволяет повысить надежность определения скорости развития трещины за счет исключения сбоев в работе устройства, вызванных посторонней засветкой отдельных фотоприемников, в том числе, вследствие локальных разрывов материала с неоднородной структурой упрочненных и ослабленных участков. 1 ил. V Ё О чэ о ««А XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з . G01 В 11/16

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4243210/28 (22) 26.03,87 (46) 07,01.91. Бюл. N 1 (72) Э.В.Борисов, В.Ф.Гавриш, А.Ю.Добродеев и M,В.Мукомела (53) 531.781,2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 579540, кл. G 01 В 11/16, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СК0РОСТИ РАЗВИТИЯ ТРЕЩИН61(57) Изобретение относится к оптическим средствам измерения скорости движущихся обьектов и может быть использовано при исследовании процессов роста трещин в конструкционных материалах при их нагружении.

Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения ложных срабатываний при появлении локальных разрывов материа- ла за пределами трещины, Зта цель достигается выполнением блока определения скорости развития трещины в виде набора элементов И 5 с формирователями 6 импульсов на выходе, элемента 7 задержки, соединенного с выходом первого формирователя 6, элемента ИЛИ 8, входы которого соединены с выходами элемента 7 задержки и выходами второго и последую„, ЯЦ„1619017 А1 щих формирователей 6 импульсов, счетчика

10 с ключом 9 на входе, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 8, и генератора 11 временного интервала, выход которого соединен с другим входом ключа 9, а установочный вход соединен с выходом первого формирователя 6 импульсов и с ус-. тановочным входом счетчика 10, вследствие чего в счетчик 10 пропускаются лишь те импульсы, которые получены при последовательном срабатывании один за другим фотоприемников 3 в линейке. При появлении сигнала на более удаленном фотоприемнике 3 элемент И 5, один вход которого соединен с пороговым элементом 4 предыдущего фотоприемника 3, а другой — c пороговым элементом 4 последующего фотоприемника 3, не пропускает такой сигнал на вход стоящего за ним формирователя

6 импульсов. Устройство позволяет повысить надежность определения скорости развития трещины за счет исключения сбоев в работе устройства, вызванных посторонней засветкой отдельных фотоприемников, в том числе, вследствие локальных разрывов материала с неоднородной структурой упрочненных и ослабленных участков. 1 ил.

1619017

Изобретение относится к оптическим средствам измерения.скорости движущихся объектов и может быть использовано при исследовании процессов роста тоещин в конструкционных материалах при их нагружении.

Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения ложных срабатываний при появлении локальных разрывов материал а за и редел а ми трещин ы, Поставленная цель достигается выполнением блока определения скорости развития трещины в виде набора элементов И с формирователями импульсов на выходе, элемента задержки, соединенного с выходом первого формирователя, элемента

ИЛИ, входы которого соединены с выходами элемента задержки и выходами второго и последующих формирователей импульсов, счетчика с ключом на входе, один вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ, и генератора временного интервала, выход которого соединен с другим входом ключа, а установочный вход соединен с выходом первого формирователя импульсов и с установочным входом счетчика, вследствие чего в счетчик пропускаются лишь те импульсы, которые получены при последо- вательном срабатывании один за другим фотоприемников в линейке.

На чертеже представлена схема устройства для измерения скорости развития трещины.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллиматор 2, установленную против коллиматора 2 с зазором, предназначенным для размещения испытуемого образца материала, линейку фотоприемников 3, соединенные с последними пороговые элементы

4 по числу фотоприемников 3, набор элементов И 5 с двумя входами, число которых на единицу меньше числа фотоприемников

3 линейки, набор формирователей 6 импульсов по числу элементов И 5, кахсдый из которых своим входом соединен с выходом соответствующего элемента И 5, элемент 7 задержки, элемент ИЛИ 8, число входов которого равно числу элементов И 5, ключ 9, один вход которрго соединен с выходом элемента ИЛИ 8, счетчик 10, счетный вход которого соединен с выходом ключа 9, и генератор

11 временного интервала, выход которого соединен с другим входом ключа 9.

Первый вход первого элемента И 5 соединен с выходом первого порогового элемента 4, второй вход последнего элемента

И 5 соединен с выходом последнего порогового элемента 4, второй вход всех других элементов И 5 соединен соответственно с первым входом следующего за ним элемен10

25

40 состав устройства), Включают источник 1 излучения, и первый фотоприемник 3 линейки, засвечиваемый от источника 1 через прорезь в образце, вырабатывает сигнал, после поохождения через первый пороговый эле50

35 та И 5, а точка их соединения соединена соответственно с выходом второго и последующих пороговых элементов 4, элемент 7 задержки соединен своим входом с выходом первого формироьателя 6 импульсов, а выходом — с первым входом элемента ИЛИ

8, выходы последующих формирователей 6 импульсов соединены соответственно с вторым и последующим входами элемента ИЛИ

8, а установочный вход счетчика 10 и управляющий вход генератора 11 временного интервала соединены с выходом первого формирователя 6 импульсов.

" Для удобства компоновки линейка фотоприемников 3 может быть удалена от коллиматора 2, а оптические сигналы на входе фотоприемников 3 могут быть переданы с помощью световодов.

B тех случаях, когда положение траектории трещины заранее не может быть предсказано, линейка фотоприемников 3 может быть заменена матрицей таких же фотоприемников, в этом случае сигналы со всех фотоприемников 3 каждого столбца матрицы объединяются после прохождения пороговых элементов 4 с помощью дополнительных элементов ИЛИ (на схеме световоды и дополнительные элементы ИЛИ не показаны), Выходы этих элементов ИЛИ подключа-. ют к последующим элементам вместо выходов пороговых элементов 4.

Устройство для измерения скорости развития трещины работает следующим образом.

Испытуемый образец с прорезью, инициирующей начало развития трещины, устанавливают в зазоре между коллиматором 2 и линейкой фотоприемников 3 (или входными торцами световодов, если они введены в мент 4 открывающий первый элемент И

5 для прохождения сигнала с второго фотоприемника, При появлении сигнала с второго фотоприемника 3 устанавливается в исходное состояние счетчик 10 и запускается на периодическое формирование временных интервалов генератор 11.

При дальнейшем развитии трещины в образце последовательно срабатывают третий и последующие фотоприемники 3. При этом скачкообразно изменяется сигнал на выходе второго и последующих элементов И

5, соответствующие формирователи 6 импульсов формируют по переднему фронту этого.сигнала короткие импульсы, которые через ключ 9 поступают на вход счетчика 10, 1619017

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости развития трещины, содержащее последовательноо соединенные источник. излучения, коллиматор, линейку фотоприемников, блок пороговых элементов и блок определения скорости развития трещины, о т л и ч а юСоставитель Н. Тимошенко

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор Н. Бобкова

Заказ 36 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Так продолжается до тех пор, пока генератор 11 не закроет ключ 9 в момент окончания временного интервала. Записанное в счетчике 10 число импульсов, пропорциональное приращению длины трещины за этот интервал времени, т.е. пропорциональное скорости развития трещины, запоминается в регистраторе (не показан), с приходом -очередного временного интервала, формируемого генератором 11, ключ 9 вновь открывается, и процесс измерения повторяется.

В случае появления локальных разрывов материала за пределами трещины возможно появление еигнала на выходе фотоприемника 3, отстоящего от конца трещины в данный момент времени на несколько шагов квантования длины трещины, Однако при этом отсутствие сигнала с предыдущего фотоприемника 3 и риводит к тому, что этот сигнал не проходит через элемент

И 5. Таким образом, исключаются ложные срабатывания устройства, что повышает надежность его работы.

Использование предлагаемого устройства для исследования процессов трещинообразования в материалах позволяет получить более достоверные данные о пове. дении материалов, уменьшить число необходимых для испытания образцов и упростить сам процесс испытаний. щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения ложных срабатываний при появлении локальных разрывов материала за пределами трещи5 ны, блок определения скорости развития трещины выполнен в виде набора элементов И с двумя входами, число которых на единицу меньше числа фотоприемников линейки, набора формирователей импульсов

10 по числу элементов И, каждый иэ которых своим входом соединен с выходом соответствующего элемента И, элемента задержки, элемента ИЛИ, число входов которого равно числу элементов И, ключа, один вход кото15 рого 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 эле20 мента 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 соответ25 ственно 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

30 выходом первого формирователя импульсов, а выходом — с первым входом элемента

ИЛИ, выходы последующих формирователей импульсов соединены соответственно с вторым и последующими входами элемента

35 ИЛИ, а установочный вход счетчика и управляющий вход генератора временного интервала соединены с выходом первого формирователя импульсов.