Ковалевской Ларисе Владимировне мв. Ковалевский учебное пособие
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
Acoustpol? 15 Аппаратное обеспечение Акустополярископ с автоматизированным приводом поворотной платформы. Акустополяризационные измерения осуществляются специально разработанным прибором, получившим название акустополярископ Ас. Нами создана конструкция автоматического акустополярископа, состыкованного с персональным компьютером (ПК), при этом его поворотная платформа получает движение от электродвигателя (Рис. 6, [Ковалевский и др, 2001] ). Рис. 6. Внешний вид акустополярископа с автоматическим приводом поворотной платформы. 16 На ободе поворотной платформы этого прибора имеется червячное колесо. В свою очередь червячное колесо соединено с червяком и через него – с электроприводом. Электропривод с низким числом оборотов обеспечивает равномерное вращение образца, что позволяет сохранять стабильным акустический контакт между преобразователями и исследуемым образцом. Это существенно увеличивает точность измеряемых при акустополярископии характеристик. Увеличению точности также способствует обработка этих данных на персональном компьютере путем имеющейся в составе ПО Acustpol коррекции ошибок. Юстировка акустополярископа Перед проведением комплекса акустополяризационных измерений необходимо провести юстировку акустополярископа. Юстировка акустополярископа состоит из двух этапов. Целью первого этапа юстировки является определение взаимного положения векторов поляризации (ОВП) верхнего и нижнего преобразователей. На втором этапе производится установка преобразователей таким образом, чтобы ОВП нижнего преобразователя был ориентированна градусов шкалы углов поворотной платформы. В положении "векторы параллельны" направление ОВП верхнего преобразователя должно совпадать с ОВП нижнего. Для проведения второго этапа юстировки необходим анизотропный материал с хорошо известным направлением элементов симметрии в нем. Из этого материала нужно изготовить длинный брусок таким образом, чтобы его длинная сторона была параллельна элементу симметрии. Длина такого пробного бруска должна быть равна диаметру шкалы углов поворотной платформы. Его ширина должна быть не меньше диаметра контактной поверхности преобразователей. В качестве такой среды можно применить отрезок деревянной линейки с четко выраженной линейной текстурой. Вдоль линий текстуры через центр линейки, для лучшей ориентировки, следует провести маркировочную линию. Юстировка акустополярископа состоит из следующих операций [ Горбацевич, 2002 ]: Вставить преобразователи в гнезда акустополярископа и закрепить их стопорными винтами. Нанести контактную среду на центры рабочих поверхностей преобразователей. Перевести переводную рукоятку прибора влево до упора, в положение "векторы скрещены" и закрепить ее. 17 Совместить рабочие поверхности преобразователей, освободить стопор поворота верхней обоймы и, наблюдая за сигналом по экрану прибора, найти положение ВС при котором амплитуда сигнала на экране прибора будет минимальна. Затем закрепить стопор поворота верхней обоймы. Нанести с двух сторон пробного бруска по капле контактной среды и вставить его между преобразователями. Поворачивая брусок вокруг оси, проходящей через центры преобразователей, находят его положение, при котором на экране прибора наблюдается минимум сигнала. Совместив ноль шкалы поворотной платформы с указателем (меткой) угла поворота, отсчитать угол между указателем угла поворота и маркировочной линией на бруске. Разведя рабочие поверхности преобразователей, вынуть брусок из зазора между ними. Освободив стопорный винт, повернуть нижний преобразователь на угол 1 , в сторону, противоположную направлению отсчета угла 1 от указателя угла поворота. После этого снова закрепить нижний преобразователь в гнезде стопорным винтом. Нанести контактную среду на центры рабочих поверхностей преобразователей, совместить рабочие поверхности преобразователей. Освободить стопор поворота верхней обоймы и, наблюдая за сигналом по экрану прибора, снова найти положение ВС. Затем закрепить стопор поворота верхней обоймы. Выполнить операции по пп. 5, 6. Если маркировочная линия на бруске точно совпадает с указателем угла поворота (а при нулевой отметке шкалы поворотной платформы, совмещенной с указателем, линия проходит через 0 0 и 180 0 шкалы) юстировка может считаться законченной. Однако если между линией текстуры пробного бруска и меткой указателя угла поворота наблюдается некоторый угол 2 , операции по пп. 5-9 следует повторить. После всех операций юстировки переводную рукоятку переводят вправо до упора в положение "векторы параллельны" и закрепляют ее в этом положении. При этом векторы поляризации преобразователей расположены на линии, проходящей через указатель угла поворота поворотной платформы и центры контактных площадок. 18 Схема установки образца на поворотную платформу акустополярископа Контроллер вывода данных в параллельный порт ЭВМ Для того чтобы передать данные акустополяризационных измерений, те. изменение максимальной амплитуды сигнала, проходящего через образец, в компьютер (Рис. 7) необходимо его оцифровать. Это означает то, что сигнал, проходящий через образец, аналоговый и его надо преобразовать в двоичный код, который может распознать компьютер. Для этого используют аналого-цифровые преобразователи – АЦП [ Мюллер, 1997 ]. В качестве схемы преобразования сигнала из аналогового в цифровой можно использовать схему, встроенную в дефектоскоп УД2-12. Но для того, чтобы передавать данные в порт компьютера необходим стартовый сигнал (сигнал старт) и сигнал остановки (сигнал стоп. Следовательно, необходимо такое устройство, которое могло бы все время сохранять оцифрованный сигнал в своей памяти ив момент прихода сигнала старт могло бы передать его в порт компьютера. Нами применяется схема, которая считывает оцифрованный сигнал, запоминает его и когда приходит сигнал старт, передает его в порт компьютера. Схема такого устройства представлена на Рис. 7. Элементы схемы электрической принципиальной представлены в диссертационном материале [ Ковалевский, 2002 ]. 19 Рис. 7. Функциональная схема контроллера вывода данных в прараллельный порт компьютера. CPU – однокристальнная микроЭВМ й серии (КР18169206ВЕ51); порт – параллельный порт ввода/вывода данных компьютера АТ – аттенюатор УД2-12; СП - сенсорный переключатель УД2-12: ЦИ – цифровой индикатор УД2-12 Работа контроллера. Схема контроллера передачи данных в порт компьютера построена на базе микроконтроллера КР18169206ВЕ51 [ Буреев и др, 1989 ; Однокристальные..., 1994 ]. Схема организована по принципу работы микропроцессора с внешней памятью программ. В качестве внешней памяти программ используется постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ) на базе интегральной микросхемы M2764AF1 Интегральные микросхемы ..., 1985 ; Шило, 1989 ]. Контроллер представляет собой печатную плату размером 90 х 63 мм, которая прикреплена к корпусу дефектоскопа УД2-12 с внутренней стороны. При включении питания дефектоскопа напряжение +В подается на все элементы схемы контроллера. Так как микропроцессор организован по схеме с внешней памятью данных, в момент включения происходит считывание программы из внешнего постоянного запоминающего устройства (ПЗУ. Сигналы старт и стоп создаются при помощи специального программного обеспечения [ Ковалевский, 2000 ]. Контроллер находится в состоянии ожидания сигнала старт от параллельного порта ввода/вывода компьютера. Одновременно происходит фиксация информации с аттенюатора, сенсорного переключателя и цифрового индикатора на выводах микропроцессора, но обработки ее не происходит. После прихода сигнала старт, начинается считывание микропроцессором данных с аттенюатора, сенсорного переключателя и цифрового Блоки УД2-12 АТ СП ЦИ C P U порт PC данные данные 20 индикатора и выдача одного бита данных через универсальный асинхронный приемопередатчик (АСПП) Петровский и др, 1993 ] в параллельный порт ввода/вывода компьютера [ Мюллер, 1997 ]. Так происходит до тех пор пока не будет переслано 8 бит (1 байт) информации. В параллельный порт компьютера передается объем информации размером четыре байта. Первый и второй байты соответствуют информации считанной с цифрового индикатора дефектоскопа, те. информацию о самом сигнале. Третий несет информацию о нажатой сенсорной кнопке дефектоскопа УД2-12, тек какой области относится информация (децибеллы, микросекунды, толщина и т.д.). При акустополяризационных измерениях используются децибеллы. Четвертый байт определяет положение аттенюатора дефектоскопа УД2-12 (изменение амплитуды в децибеллах). Таким образом, происходит полный перенос всех цифровых данных с дефектоскопа УД2-12 в компьютер для последующей их обработки программным обеспечением. Описанное устройство контроллера обеспечивает точную передачу данных. Точность передачи лимитирована лишь точностью регистрации ультразвукового сигнала приемным пьезодатчиком акустополярископа. Быстродействие контроллера определяется встроенным кварцевым генератором, частота которого составляет 13,4 МГц и объемом самой программы, находящейся в ПЗУ. Скорость передачи данных из контроллера в параллельный порт компьютера составляет 270 мкс. Далее сигнал через последовательный порт RS232 поступает в системный блок персонального компьютера и там распределяется по ячейкам памяти, сохраняется, по определенной программе вызывается в процессор и обрабатывается. Для обработки данных используется программа, написанная на языке программирования Borland C++ [ Ковалевский, 2000 ]. Вопросы для самоконтроля В чем заключается юстировка акустополярископа? Какое основное предназначение контроллера измерительного прибора УД2-12? Какой порт персонального компьютера используется для передачи данных в персональный компьютер 21 Программное обеспечение Acustpol Разработка программного обеспечения Пользовательский интерфейс Необходимо заметить, что удачно созданный интерфейс системы ввода-вывода помогает пользователю значительно сократить время, занимаемое на подготовку и оформление журнала, в который записываются и выводятся результаты измерений. Ключом легкости работы с любым программным продуктом является его пользовательский интерфейс. В представляемой работе программное обеспечение реализовывается с помощью языка программирования Borland C++. Как правило, основным элементом, через который пользователь взаимодействует с системой, является диалоговое окно. Язык программирования Borland C++ позволяет делать окна с помощью своих в нем заложенных функций [ Керниган и др, 1992 ]. Пример пользовательского интерфейса изображен на Рис. 18, Рис. 26. Проектирования окон предупреждений Окна предупреждений сигнализируют пользователю о том, что в системе произошла критическая ситуация, которая может привести к неправильной работе или потере данных. В программе используются несколько окон предупреждений (Приложение 2). Например, предупреждение о неуспешном открытии файла предупреждение о том, что если данные не введены, то обработка произведена не будет. В поле окна задается красный цвет для привлечения внимания пользователя. Проектирования окон сообщений В отличие от окон предупреждения, окна сообщений предназначены для информирования пользователя о происходящих в системе событиях. Они требуют от пользователя подтверждения приема сообщения. В разработанной программной системе используется несколько окон сообщений (Приложение 3). Это подтверждение успешного открытия файла и подтверждение выхода из программы. Фон диалоговых окон сообщений, для лучшей наглядности, залит зеленым цветом. Характеристика входных и выходных параметров Входными данными являются изменения максимальной амплитуды сигнала, регистрируемого на экране измерительного прибора. Эти данные вводятся в программу как вручную, таки автоматически. При этом данные запоминаются в отдельном файле. 22 После этого данные обрабатываются программой и выводят их в виде диаграмм изменения максимальной амплитуды (акустополяриграмм). Далее по этим диаграммам определяются проекции элементов упругой симметрии, ориентации которых наиболее точным образом позволяет определить положение элементов упругой симметрии в образце. Пример акустополяриграмм приводится на Рис. 21 Комплект поставки программы Рекомендации по использованию программы для обработки результатов акустополяризационных измерений с, ver.1.2 Комплекс программы состоит из следующих файлов auto.bat – исполняемый файл, включает последовательный старт файла keyrus.com, а затем файла akustpol.exe; acustpol.exe - программный (основной файл egavga.bgi – поддержка графического режима keyrus.com - драйвер русского шрифта. Необязателен если в операционной системе этот драйвер установлен bconverc.exe приложение для конвертации данных, написанных на Basic в формат данных, поддерживаемых Acustpol. Установка программы Acustpol Программа Acustpol разработана для работы в операционной системе MS DOS, версия от 6.0 и выше [ Йорг, 1995 ]. Поэтому все операции по работе с файлами данных (копирование, удаление, переименование и т.д.) являются такими же, как при работе в MS DOS. Программа также работает в любой операционной системе MS Windows, в которой имеется поддержка режима работы MS DOS. Программа Acustpol не требует какой-либо установки или настройки. Необходимо комплект поставки программы (см. Комплект поставки программы) переписать в любое удобное место жесткого диска персонального компьютера и можно ею пользоваться (см. Проведение измерений (последовательность действий. Алгоритм работы программы Acustpol Знакомство с программой Acustpol рекомендуется начинать с алгоритма работы (Рис. 8). Алгоритм содержит все вершины с обозначениями и переходные дуги (линии со стрелками. Переход от одной вершины по дуге к другой осуществляется при помощи 23 цифровых клавиш. Например, обозначения нажатых клавиш 1, 2, 3 обозначается таким образом Ввод экспериментальных данных – Прозвучивание в направлении 1-1 2 – Прозвучивание в направлении 2-2 3 – Прозвучивание в направлении 3-3 Esc Выход в Главное меню пользователя 1,2,3 Ввод поправки угла Ввод амплитуды A.2=2,3 Ввод амплитуды A.2=1 Некоторые вершины имеют цифровое обозначение (например, А. Это необходимо для понимания переходов от одной вершины по дуге к другой в случае наличия условных переходов (ЕСЛИ. Например, Ввод экспериментальных данных – Прозвучивание в направлении 1-1 2 – Прозвучивание в направлении 2-2 3 – Прозвучивание в направлении 3-3 Esc Выход в Главное меню пользователя 1,2,3 Ввод поправки угла Ввод амплитуды A.2=2,3 Ввод амплитуды A.2=1 обозначает: А или А - если в диалоговом окне Выбор режима ввода данных (А) выбраны режимы Полуавтоматический (клавиша 2) или Ручной (клавиша 3), то переход по дуге осуществляется влево. Если выбран режим Автоматический (клавиша 1), то вправо. Запуск программы Acustpol В ПО Acustpol используются стандартные клавиши для работы с символами (Backspace, Enter, Space и т.д.). Команды и режимы в диалоговых окнах выбираются при помощи цифровых кнопок клавиатуры ПЭВМ. Программу Acustpol возможно запустить двум способами используется файл _auto.bat. Сначала произойдет установка поддержки русского шрифта (кириллицы, затем старт самой программы используется файл acustpol.exe в случае уже установленного драйвера русского шрифта кириллицы) в операционной системе с поддержкой MS DOS. Более подробно работа АПАК Acoustpol рассматривается при проведении измерений (см. Проведение измерений. Конвертер данных В комплект поставки ПО Acustpol (см. Комплект поставки программы) входит конвертирующая программа (конвертер, предназначенная для конвертации акустополяризационных данных, написанных на Basic в формат данных, поддерживаемых ПО Acustpol. Данный конвертер является приложением MS DOS (версия от 6.0 и выше) и запускается в режиме командной строки консоли (Far Manager и др) в следующем формате bconverc.exe пробел Имя входного файла на Basic пробел Новое имя выходного файла 24 Например, quartz1a.bas – имя входного файла написанного на Basic; quartz1a – имя выходного файла. В командной строке необходимо ввести следующую комбинацию bconverc.exe quartz1a.bas quartz1a клавиша Вопросы для самоконтроля Что представляет собой пользовательский интерфейс программы Acustpol? Привести примеры пользовательских интерфейсов. Какие данные программы Acustpol является входными и выходными Поддержка какой операционной системы является обязательным для работы программы Acustpol? Объяснить работу алгоритма программы Acustpol в режимах Новый Файл, Открыть Файл. Использовать термины вершина, дуга. Для какой цели служит конвертер данных программы Acustpol? Привести формат запуска конвертера. 25 Старт Вво дна звания файла Вво дна звания образца Новы й Ф а й л 2 - О тк рыть Файл Выход Выбор режим а вв ода дан н ы х 1 – А вт ома ти чески й2По л у автоматический 3-Руч ной Выбор шага сканирования :11Гр аду с25Гр аду сов Груд усов Глав ноем е н ю п ол ь зо вате л я 1 – В во д эк спер имен таль н ы х д ан н ы х 2 – О б работка и вывод резу л ьт а то в 3 – Р е да кт и р о в ан и е данных Выходи з Гл а вн ого меню Ввод экспериментальных д ан н ы х 1 – П р озвучивание в н а п р а вл е н и и Про зв учи ван и е в н а п р а вл е н и и Про зв учи ван и е в н а п р а вл е н и и 3 -3 ’ E s Выход вГл а в ноем е н ю п о л ь зо вате ля Ввод поправки угла Вводам плиту д ы A .2 = 2 ,3 П о строение а куст оп о л яри граммы по одной с тороне Вводам плиту д ы A .2 = 1 С ч и ты ван и еда н н ы х A .1 = 2 В ы бор типа дефектоскопа Дефектоскоп УД2-1 Дефектоскоп УС И c E s c A .3 E s Обработка и вывод резу л ьт а то в 1 – Н а правление Направление Направление Все направления Выходи з м е н ю П о строение а куст оп о л яри грамм п овсе м сторонам Редактирование данных Направление Направление Направление Выходи з м е н ю c A .2 1 ,2 ,3 Векторы п ара л л е л ьн ы 2 – В е кто р ы с крещены обозначения вершин ал гори тм а Р у ч н а я операция Пр о ц е сс Р у ч н ой ввод Оконечная фигура Хр ан им ы е данные Сс ы л кана пункт меню Вы действительно хотите выйти (Выходи з п ро граммы Построить диаграмму Рис. 8. Алгоритм работы программы Acustpol. 26 Проведение измерений Если задачей исследования предусмотрено получение характеристик пространственного положения элементов упругой симметрии, то измерения следует проводить на кубических образцах в трех взаимно-перпендикулярных направлениях. Подготовка к проведению измерений. Перед проведением акустополяризационных измерений, в зависимости от используемого режима исследования (см. Особенности проведения исследований в различных режимах, необходимо иметь следующий набор аппаратуры и материалов предварительно отъюстированный акустополярископ (см. Юстировка акустополярископа); ультразвуковой измерительный прибор (например, УД2-12 или УС-13И); ПЭВМ с установленной операционной системой MS DOS версия 6.0 и выше) и ПО Acustpol; контактная среда например, высоковязкий раствор некристаллизующихся полисахаридов (искусственный мед исследуемый образец. Схема включения изображена на Рис. 1. Особенности проведения исследований в различных режимах Проведение исследований упругих характеристик анизотропных сред возможно водном из трех режимов ручной режим полуавтоматический режим автоматический режим. Ручной режим работы В ручном режиме поворотная платформа акустополярископа приводится в движение вручную. Измерения осуществляются ультразвуковыми приборами УД2-12 или УС-13И. При вращении поворотной платформы показания величины амплитуды сигнала на 27 каждом шаге сканирования считываются с экрана ультразвукового прибора. Эти данные заносятся в последовательные ячейки памяти ПО Acoustpol, соответствующие положениям углов гониометра акустополярископа. Недостатки ручного сканирования невысокая точность погрешность измерения элементов симметрии среды образца около 5 градусов нарушение стабильности акустического контакта, возникающее в результате неравномерного вращения поворотной платформы акустополярископа; низкая производительность высокая трудоемкость работы. Достоинства возможность использования любых типов акустополярископов [ Акустополярископия, 2004 ]; возможность использования любых типов ультразвуковых приборов. Примечание Снижение точности измерений связано стем, что при ручном вращении поворотной платформы акустополярископа постоянно происходит нарушение стабильности акустического контакта, возникающее в результате неравномерного вращения платформы. Ручное вращение существенно влияет на точность измерения амплитуды проходящего сигнала и вносит искажения в последующие результаты измерений. Данный режим рекомендуется использовать в случае исследования временных вариаций акустического контакта на изменение амплитуды сигнала. Режим, возможно, следует использовать для редактирования уже существующих данных (см. Редактирование данных) Полуавтоматический режим работы В полуавтоматическом режиме поворотная платформа акустополярископа может приводиться в движение как вручную, таки автоматически. Измерения осуществляются измерительным прибором УД2-12 с интегрированным контроллером передачи данных. В процессе вращения поворотной платформы показания величины амплитуды сигнала вводятся в последовательные ячейки памяти ПО Acustpol, соответствующие положениям углов гониометра акустополярископа. Это осуществляется путем двойного нажатия клавиши «Space» на клавиатуре ПЭВМ. Для работы в полуавтоматическом режиме, используется АПАК Acoustpol. Недостатки те же, что и для ручного режима в случае вращения поворотной платформы акустополярископа вручную возможность использования только автоматической конструкции акустополярископа и ультразвукового прибора с интегрированным контроллером передачи данных высокая стоимость комплекса 28 Достоинства повышенная производительность работы по сравнению с ручным режимом. Примечание указанный режим не рекомендуется использовать по причинам, описанным при работе в ручном режиме. Данный режим рекомендуется использовать в случае исследования временных зависимостей влияния акустического контакта на изменение амплитуды сигнала. Режим, возможно, использовать для редактирования данных (см. Редактирование данных. Автоматический режим работы В автоматическом режиме поворотная платформа акустополярископа приводится в движение автоматически при помощи электродвигателя. Измерения осуществляются измерительным прибором УД2-12 с интегрированным контроллером передачи данных. В процессе поворота поворотной платформы показания величины амплитуды сигнала автоматически вводятся в последовательные ячейки памяти ПО Acustpol, соответствующие положениям углов гониометра акустополярископа. Для работы в автоматическом режиме, как ив полуавтоматическом режиме, используется автоматизированный программно-аппаратный комплекс Acoustpol. Недостатки возможность использования акустополярископа только с электромеханическим приводом и измерительного прибора с интегрированным контроллером передачи данных. Соответственно, аппаратный комплекс имеет более сложную конструкцию и высокую стоимость. Достоинства высокая точность (погрешность измерения элементов симметрии среды образца не более 1 1,3 градуса отсутствие срыва акустического контакта между исследуемым образцом и преобразователями высокая производительность минимальная работа оператора. Примечание указанный режим рекомендуется использовать при исследовании зависимости изменения амплитуды сигнала от угла поворота образца, относительно ОВП излучателя и приемника. Режим не рекомендуется использовать в случае исследования временных зависимостей влияния акустического контакта на изменение амплитуды сигнала при одном угловом положении. Подробная последовательность действий описывается в разделе Проведение измерений (последовательность действий. 29 Примечание для всех режимов Диалоговое окно Помощь для каждого из режимов отличается (Приложение 1). АПАК Acoustpol позволяет повысить точность измерений, а также увеличить производительность. Точность измерений увеличилась до 1.0 1.3 0 . Производительность, в зависимости от используемого шага сканирования (1 0 , 5 0 , 10 0 ) изменяется согласно табл. Таблица. Сравнение затрат времени на полный цикл измерений в разных режимах. Шаг сканирования Кол-во измерений Время регистрации данных для одного направления прозвучивания (час, мин) Basic Использование Acustpol (режим) ручной ручной полуавтомат автомат 10 0 36*4 3 ч. 40 мин 3 ч. 10 мин 3 ч. 00 мин 2 ч. 25 мин 5 0 72*4 18 ч. 20 мин 15 ч. 50 мин 15 ч. 00 мин 2 ч. 25 мин 1 0 360*4 36 ч. 40 мин 31 ч. 40 мин 30 ч. 00 мин 2 ч. 25 мин Из таблицы следует, что при максимальной точности измерений шаг сканирования 1 0 ) время регистрации данных, по сравнению с ручным режимом, уменьшается уменьшилось сч мин до 2 ч. 25 мин, что соответствует увеличению производительности на 1400 %. Проведение измерений (последовательность действий) Описываемая ниже последовательность действий применяется для режима работы Автоматический, как наиболее оптимального. Для режимов работы Ручной, Полуавтоматический некоторые пункты могут, в соответствии с логическими предпосылками, не использоваться. Например, в режиме Автоматический необходимо использовать автоматический акустополярископ и обязательно выполняются пп. 16, 21. При этом для других типов акустополярископов данное требование не является обязательным. Перед началом проведения акустополярископии необходимо провести юстировку акустополярископа см. Юстировка акустополярископа). Преобразователи сдвиговых колебаний акустополярископа подключают к ультразвуковому прибору таким образом, чтобы верхний преобразователь был излучающим, а нижний преобразователь 30 - приемным. Подсоединяют провод сопряжения измерительного прибора с параллельным портом (LPT1) ПЭВМ - шлейф. Устанавливают подвижную платформу на нулевую отметку шкалы углов, напротив метки на дополнительном кронштейне. Отметки векторов поляризации преобразователей совмещают по одной линии (положение ВП). Наносят равномерным слоем контактную смазку искусственный мед) на пару противоположных граней исследуемого кубического образца. Примечание следует следить, чтобы контактная среда, без разрывов и пузырей, покрывала полностью контактные поверхности преобразователей и образца. Устанавливают образец на контактной поверхности нижнего преобразователя и закрепляют его на поворотной платформе, шток с верхним преобразователем подают вниз, до обеспечения полного акустического контакта преобразователей с образцом. Примечание исследуемый образец устанавливают согласно схеме установки (см. Схема установки образца на поворотную платформу акустополярископа). Если образец исследуется в направление грани 1 (1-1’), то нормаль к грани 2 должна быть направлена на 0 градусов поворотной платформы акустополярископа; исследуется направление грани 2 (2-2’), то нормаль к грани 3 должна быть направлена на 180 градусов поворотной платформы для направления грани 3 (3-3’) - нормаль к грани 2 должна быть направлена на 0 градусов поворотной платформы. Сжимают пружину в основании штока акустополярископа и фиксируя ее в сжатом состоянии, обеспечивают равномерное давление контактных площадок преобразователей на грани образца. Включают измерительный прибор (дефектоскоп. Включают ПЭВМ. На ПЭВМ запускают ПО Acustpol (см. Запуск программы Acustpol). Появиться диалоговое окно работы с файлом (Рис. 9). Рис. 9. Диалоговое окно работы с файлом. Примечание В ПО Acustpol все используемые команды и режимы выбираются при помощи цифровых кнопок клавиатуры ПЭВМ. 1 Новый Файл - Открыть Файл Выход 31 Ввод новых данных (создание нового файла данных) Для создание нового файла данных клавишей 1 выбирают Новый Файл (Рис. 9). Вводят название файла данных (не более 8 символов. Нажимают «Enter». Если название файла уже существует, то программа предупредит об этом (Приложение 2, п. Вводят название образца и выбирают режим ввода данных 1, 2 или 3 (Рис. 10, см. Особенности проведения исследований в различных режимах. Рис. 10. Диалоговое окно выбора режима ввода данных. Условное обозначение А. Примечание в зависимости от режима работы используется какой-либо один из ультразвуковых приборов. При выборе режима Автоматический или Полуавтоматический автоматически программа выбирает прибор УД2-12. При выборе режима Ручной возникает возможность ручного выбора прибора УД2-12 или УС-13И Рис. 11). Рис. 11. Диалоговое окно выбора типа измерительного прибора. Esc – выход в Главное меню пользователя (Рис. 10). Вводят шаг сканирования - угол, через который будет осуществляться последовательное снятие показаний амплитуды проходящего сигнала (Рис. 12). Рис. 12. Диалоговое окно выбора шага сканирования. Esc – выход в Главное меню пользователя (Рис. 10). Примечание Для проведения более точных измерений необходимо выбирать наименьшее значение – 1 градус. Выбор режима ввода данных Автоматический Полуавтоматический 3 - Ручной A.2 Выбор типа дефектоскопа Дефектоскоп УД 2-12 2 Дефектоскоп УС 13- И Выбор шага сканирования – 1 Градус – 5 Градусов – 10 Грудусов 32 Клавишей 1 выбирают Ввод экспериментальных данных Рис. 13). Рис. 13. Диалоговое окно Главное меню Пользователя. Условное обозначение А. 4 – выход в диалоговое окно работы с файлом Рис. 9). Выбирают направление прозвучивания, с которого необходимо проводить исследование кубического образца. Например, «прозвучивание в направлении 1-1'» (Рис. 14). Ввод экспериментальных данных – Прозвучивание в направлении 1-1 2 – Прозвучивание в направлении 2-2 3 – Прозвучивание в направлении 3-3 Esc Выход в Главное меню пользователя Рис. 14. Диалоговое окно Ввод экспериментальных данных. Esc – выход в Главное меню пользователя (Рис. 13). Рис. 15. Диалоговое окно Ввод поправки угла. Esc – выход в Главное меню пользователя (Рис. 13). В пункте Ввод поправки угла вводят корректирующий угол. Линейкой вычисляют поправку на угол между отклонением нормали к поверхности образца и положением 0 градусов гониометра акустополярископа (Рис. 15, Рис. 16). Главное меню пользователя Ввод экспериментальных данных Обработка и вывод результатов Редактирование данных 4 Выход из Главного меню A.3 Ввод поправки угла 33 Рис. 16. Поворотная платформа акустополярископа с установленным образцом пунктирная линия – это линия, проведенная от 0 0 до 180 гониометра сплошная линия – линия, проведенная по нормали от плоскости грани образца 1 – указатель углов 2 – образец 3 – поворотная платформа 4 – гониометр. Примечание поправка на угол в программе Acustpol устанавливается следующим образом если показания угла отклонения составляет положительное число (>0 градусов, ток величине вводимого в диалоговое окно, Рис. 15, угла добавляется знак "-", если показания составляет отрицательное число (<0 градусов 350-359), то знак "-" перед вводимой величиной не добавляется. Включить тумблер привода поворотной платформы автоматического акустополярископа. Обязательно, если используется режим работы Автоматический. Примечание Для притирки исследуемого образца необходимо произвести холостое (без снятия показаний) вращение поворотной платформы образца водном направлении в пределах 2 (лучше 3) полных оборотов. Устанавливается положение гониометра поворотной платформы в пределах от 340 до 350 градусов. Необходимо убедится в том, что сигнал в пределах экрана ультразвукового прибора находится между двумя красными ограничительными горизонтальными линиями Рис. 17). Рис. 17. Изменение амплитуды принимаемого сигнала на экране регистрирующего прибора при повороте анизотропного образца пунктир – ограничительные линии в пределах, которых должен измеряться сигнал. 1 2 3 4 34 В момент, когда показатель углов находится напротив го градуса на гониометре (не останавливая вращение поворотной платформы акустополярископа, чтобы не нарушить состояние акустического контакта, нажимают клавишу «Enter» на клавиатуре ПЭВМ. При этом на экране ПЭВМ появится диалоговое окно Ввод амплитуды 1» (Рис. 18). Примечание перед измерениями, пока образец притирается, программа с входит в режим ожидания (из-за особенностей операционной системы MS DOS), поэтому «Enter» необходимо нажимать 2 раза. Регистрацию изменения амплитуды прошедшего сигнала в зависимости от выбранного шага сканирования (Рис. 12) производят в течение следующих двух последовательных оборотов образца. Ввод показаний осуществляется в последовательные ячейки памяти программы Acustpol, соответствующие определенным положениям угла поворота гониометра относительно ОВП излучателя и приемника колебаний. Регистрация данных для различных режимов работы имеет следующие отличия Для режима работы Ручной. Осуществляется ввод с клавиатуры в ПЭВМ цифровых значений, считанных с экрана ультразвукового прибора в ячейки. После ввода нажимается клавиша «Enter». Для режима работы Полуавтоматический. Вводятся в ПЭВМ цифровые значения, считанные с экрана ультразвукового прибора в ячейки или дважды нажимается клавиша «Space». При этом данные автоматически считываются с контроллера передачи данных ультразвукового прибора в ячейки. Для перехода к следующей ячейки нажимают клавишу «Enter». Для режима работы Автоматический - данные в реальном режиме времени автоматически считываются с контроллера передачи данных ультразвукового прибора в ячейки (см. Контроллер вывода данных в параллельный порт ЭВМ. Когда указатель угла поворота поворотной платформы акустополярископа будет соответствовать отметке 360 градусов гониометра на экране ПЭВМ появится диалоговое окно Ввод амплитуды 2» и последовательность операций поп необходимо повторить. 35 Рис. 18. Пользовательский интерфейс ввода результатов программы Acustpol. Диалоговое окно Помощь (справа, в верхнем углу, см. Приложение 1 |