Устройство неразрушающего контроля прочности твердых материалов и изделий

 

Использование: контрольно-измерительная техника, неразрушающий контроль прочности твердых материалов и изделий. Сущность изобретения: устройство содержит мультивибратор, в одну коллекторную цепь которого включена эталонная емкость, а в другую - рабочий емкостный датчик. Вторичный преобразователь содержит усилитель мощности, нуль-прибор и прибор-регистратор. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле прочности твердых материалов и изделий.

Известны устройства неразрушающего контроля материалов и изделий (Арш Э. И. Автогенераторные методы и средства измерений. М. Машиностроение, 1979, с. 136-141, 150-157), когда применяют емкостные датчики с включением датчика в одноконтурный измерительный автогенератор. Недостаток однотактный режим работы автогенератора, когда индуктивный элемент является основным элементом резонансного контура.

Наиболее близким по существу и технологическим возможностям является емкостной измеритель концентрации (Крюков К.Г. Фарафонтов А.И. А.с. N 1741044 G 01 N 27/22. Б. И. N 22, 1992 г.), cодержащий емкостной датчик, датчик температуры, генератор и вторичный преобразователь. Генератор выполнен по схеме мультивибратора с включенными в эмиттерную цепь одного из транзисторов емкости и рабочего датчика.

Такой емкостной измеритель предназначен для контроля концентрации жидких сред, состоящих из смеси компонентов и непригоден для контроля прочности твердых материалов и изделий. Кроме того, включение емкостного рабочего датчика в эмиттерную цепь транзистора не обеспечивает высокой чувствительности и достаточно резкого изменения частоты генератора при контроле токонепроводящих твердых материалов.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей и упрощение контроля, повышение его точности.

На чертеже представлена блок-схема устройства неразрушающего контроля прочности твердых материалов и изделий.

Устройство содержит емкостной рабочий датчик 1, генератор 2 переменного высокочастотного напряжения, вторичный преобразователь 3, включающий последовательно соединенные усилитель мощности 4 и нуль-орган 5, подключаемые к прибору-регистратору 6.

Генератор 2 выполнен по схеме несимметричного мультивибратора, в одну коллекторную цепь которого включена эталонная емкость, а в другую коллекторную цепь включен рабочий емкостной датчик, устанавливаемый на контролируемый образец или деталь.

Применение в качестве генератора переменного высокочастотного напряжения несимметричного мультивибратора с включением в его коллекторные цепи эталонной емкости и рабочего емкостного датчика позволяет, в отличие от автогенераторных схем и схем с включением емкости и рабочего датчика в эмиттерную цепь, получать высокую чувствительность и требуемую разность частот генератора в большом диапазоне при применении рабочих емкостных датчиков различного типа и различной емкости.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства на выходе генератора 2 появляется переменное высокочастотное напряжение, частота которого зависит от соотношения емкости эталонного конденсатора и емкости рабочего датчика. При этом происходит усиление сигнала с помощью усилителя мощности 4, с которым связан нуль-орган 5 и прибор-регистратор 6.

При отсутствии контролируемого объекта на выходе генератора имеется электромагнитный сигнал одной частоты и нулевое значение на шкале прибора-регистратора устанавливается с помощью нуль-органа. При установке емкостного рабочего датчика на контролируемый образец или деталь из твердого материала изменяется емкость датчика из-за потерь электромагнитной энергии в материале образца или детали и на выходе генератора будет сигнал другой частоты. Изменение частоты фиксируется прибором-регистратором и зависит от прочности контролируемого объекта.

Основное достоинство несимметричного мультивибратора это его простота, универсальность, надежность в работе, возможность работы с емкостными рабочими датчиками различного типа и размеров как при контроле образцов из твердого материала, так и самих изделий. Включение эталонной емкости и емкостного рабочего датчика именно в коллекторные цепи транзисторов мультивибратора обеспечивает высокую чувствительность контроля, резкое изменение частоты генератора. При этом можно определять прочность любых твердых материалов и изделий непроводящих электрический ток, например бетона, мрамора, керамики, кирпича, бетонных блоков, свай, балок и вообще твердых изоляционных материалов.

Диапазон контролируемой прочности и уровень чувствительности легко регулируются и устанавливаются за счет изменения емкости только эталонного конденсатора в коллекторной цепи мультивибратора.

Устройство проверено при неразрушающем контроле прочности бетонных кубиков.

Формула изобретения

Устройство неразрушающего контроля прочности твердых материалов и изделий, содержащее емкостный рабочий датчик, генератор переменного высокочастотного напряжения и вторичный преобразователь, подключенный к выходу генератора, отличающееся тем, что генератор выполнен по схеме несимметричного мультивибратора, в одну коллекторную цепь которого включена эталонная емкость, а в другую коллекторную цепь включен рабочий емкостный датчик, предназначенный для установки на контролируемый образец или деталь, а вторичный преобразователь содержит последовательно соединенные усилитель мощности и нуль-орган, подключенные к прибору-регистратору.

РИСУНКИ

Рисунок 1