ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Система «Фаза» (Фото. 1) основана на регистрации времени прихода акустической волны, воспринимаемой приемником при его перемещении относительно источника этой волны (излучателя).

Генератор формирует импульс электрического сигнала с частотой, равной собственной частоте колебаний пары пъезоэлементов, один из которых является излучателем акустической волны (электроакустический преобразователь), а другой - ее приемником (акустоэлектрический преобразователь). Этот сигнал поступает на излучатель каждого из измерительных каналов, где преобразуется в акустическую волну, которая, пройдя путь от излучателя до приемника, снова преобразуется в электрические колебания.

Пара излучатель-приемник лежит в основе ультразвукового датчика перемещений (УДП).

В выносном контроллере (ВК) определяется время прохождения акустической волны от излучателя до приемника, значение которого в виде 16-битного кода передается через интерфейс, расположенный в блоке преобразования и согласования (БПС), в персональный компьютер (ПК). В ПК по времени и скорости акустической волны вычисляется расстояние между приемником и излучателем, один из которых механически связан с неподвижной опорой, а другой - с испытуемым объектом. При вычислении перемещений используется такой параметр, как скорость звука. Так как скорость звука в воздухе зависит от температуры, при подготовке к измерениям предусмотрен ввод с пульта ПК значения этого параметра. Кроме того, от изменения температуры в период измерений зависит длина струны.

УДП представляет собой цилиндрическую конструкцию, внутри которой расположен на неподвижном основании излучатель, а на подвижном штоке - приемник акустической волны. Шток связан с корпусом пружиной. УДП растяжками из стальных проволок (струн) укрепляется вертикально под испытуемым объектом. При этом одна струна (связанная с корпусом) закрепляется в точке измерения перемещения, а другая (связанная со штоком) - к неподвижной опоре (например, с помощью груза). В исходном состоянии натяжение струны устанавливают так, чтобы в процессе измерений при максимальном перемещении подвижный шток не достигал верхнего или нижнего упоров корпуса УДП.

УДП состыковываются с ВК. Контроллеры собираются в два звена и пристыковываются к БПС. БПС связывается с ПК через последовательный порт.

В режиме обработки динамических испытаний измеренные перемещения для каждого канала раскладываются на сглаженные (квазистатические) перемещения и высокочастотную составляющую и строятся в виде отдельных графиков, соответствующих номеру канала (рис. 1). По алгоритму быстрого преобразования Фурье программно рассчитывается и строится амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) колебаний в заданном временном интервале, автоматически определяется собственная частота колебаний, динамический коэффициент и логарифмический декремент затухания выбранной конструкции.