Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКОЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ , содержашее не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно, электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя , измерителя временных интервалов, цифрового блока памяти, блока вывода информации , соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом цифрового блока памяти, второй - с управляюшим входом блока вывода информации , отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, каждый канал приема сигналов снабжен соединенными последовательно и включенными между первым фильтром и первым входом измерителя временных интервалов первым детектором , первым дифференцирующим блоком и первым блоком сравнения, первым аналоговым блоком памяти, вход которого соединен с выходом первого детектора, выход первого детектора соединен с вторым входом первого блока сравнения, соединенными последовательно н включенными между вторым фильтром и вторым входом измерителя временных интервалов вторым детектором, вторым дифференцирующим блоком и вторымблоком сравнения, вторым аналоговым блоком памяти, вход которого соединен с выходом второго детектора, выход второго детектора соединен с вторым входом второго блока сравнения, соединенными последовательно аналоговым вольтметром, блоком логарифмирования, блоком умножения и цифровым вольтметром, входы аналогового вольтметра соединены соответственно с выходом первого и второго аналоговых блоков памяти, третий аыход блока управ (Л ления соединен с управляющим входом измерителя временных интервалов, четвертый выход блока управления соединен -с вторым входом блока умножения его пятый выход - с управляющим входом цифрового вольтметра , второй выход блока логарифмирования подключен к второму входу цифрового вольтметра, выход измерителя временных интервалов подключен к входу цифрового блока памяти, первый выход цифрового вольтметра соединен с вторым входом цифрового блока памяти, второй выход цифросо вого вольтметра - с первым входом блока 00 вывода информации, выход цифрового блоto ка памяти - с вторым входом блока высо вода информации, выход блока умножения -с третьим входом блока вывода информации, вход синхронизации и выход синхронизации блока управления соединены с соответствующими выходами и входами блоков управления остальных каналов приема.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ъ(51) G 01 N 2904

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ""

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ говым блоком памяти, вход которого соединен с выходом первого детектора, выход первого детектора соединен с вторым входом первого блока сравнения, соединенными последовательно н включенными между вторым фильтром и вторым входом измерителя временных интервалов вторым детектором, вторым дифференцирующим блоком и вторым блоком сравнения, вторым аналоговым блоком памяти, вход которого соединен с выходом второго детектора, выход второго детектора соединен с вторым входом второго блока сравнения, соединенными последовательно аналоговым вольтметром, блоком логарифмирования, блоком умножения и цифровым вольтметром, входы аналогового вольтметра соединены соответственно с выходом первого и второго аналоговых

Ж блоков памяти, третий выход блока управления соединен с управляющим входом измерителя временных интервалов, четвертый выход блока управления соединен с вторым С входом блока умножения его пятый выход— с управляющим входом цифрового вольт- ф метра, второй выход блока логарифмирова, ния подключен к второму входу цифрового вольтметра, выход измерителя временных интервалов подключен к входу цифрового блока памяти, первый выход цифрового арР вольтметра соединен с вторым входом циф- ) рового блока памяти, второй выход цифро- (© вого вольтметра — с первым входом блока © вывода информации, выход цифрового блока памяти — с вторым входом блока вывода информации, выход блока умножения -- АР с третьим входом блока вывода информации, вход синхронизации и выход синхронизации блока управления соединены с соответствующими выходами и входами блоков управ- фр, ления остальных каналов приема. (21) 3395526/25-28 (22) 05.02.82. (46) 23.05.83. Бюл. № 19 (72) И. С. Гузь, М. А. Серединский, В. А. Пепеляев и Е. А. Бабушкин (71) Украинский заочный политехнический институт (53) 620.1?9.16 (088.8) (56) 1. Грешников В. А.,Дробот К) Q Акус тическая эмиссия. М., Изд-во стандартов.

1976, с. 86.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3358280/28, кл. G 01 N 29/04 1981 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКОЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащее не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно, электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя, измерителя временных интервалов, цифрового блока памяти, блока вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом цифрового блока памяти, второй — с управляющим входом блока вывода информации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, каждый канал приема сигналов снабжен соединенными последовательно и включенными между первым фильтром и первым входом измерителя временных интервалов первым детектором, первым дифференцирующим блоком и первым блоком сравнения, первым аналоÄÄSUÄÄ 1019323 А

1019323

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для акустико-эмиссионного контроля материалов, содержащем не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя, измерителя временных интервалов, цифрового блока памяти, блока вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом цифрового блока памяти, второй — с управляющим входом блока вывода информации, каждый канал приема

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для определения координат дефектов по сигналам акустической эмиссии5

Известно устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее не менее трех каналов приема, каждый из которых состоит из соединенных последовательно преобразователя, усилителя и блока фильтров, блока определения разности времени прихода сигналов и блока вычислений (1).

Недостатком этого устройства является малая достоверность, обусловленная сложной математической обработкой полученной информации, заключающейся в решении триангуляционной задачи для сигналов акустической эмиссии, пришедших на преобразователи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройст- о во для акустико-эмиссионного контроля материалов, содержащее не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, 25 входы которых соединены с выходом усилителя, измерителя временных интервалов, цифрового блока памяти, блока вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом цифрового блока памяти, второй— с управляющим входом цифрового блока памяти, второй — с управляющим входом блока вывода информации (2).

Недостатком известного устройства является малая достоверность контроля, обусловленная погрешностью измерения разности времени прихода сигналов различных частот, входящих в энергетический спектр сигналов акустической эмиссии.

40 сигналов снабжен соединенными последовательно и включенными между первым фильтром и первым входом измерителя временных интервалов первым детектором, первым дифференцирующим блоком и первым блоком сравнения, первым аналоговым блоком памяти, вход которого соединен с выходом первого детектора, выход первого детектора соединен с вторым входом первого блока сравнения, соединенными последовательно и включенными между вторым фильтром и вторым входом измерителя временных интервалов вторым детектором, вторым дифференцирующим блоком и вторым блоком сравнения, вторым аналоговым блоком памяти, вход которого соединен с выходом второго детектора, выход второго детектора соединен с вторым входом блока сравнения, соединенными последовательно аналоговым вольтметром, блоком логарифмирования, блоком умножения и цифровым вольтметром, входы аналогового вольтметра соединены соответственно с выходом первого и второго аналоговых блоков памяти, третий выход блока управления соединен с управляющим входом измерителя временных интервалов, четвертый выход блока управления соединен с вторым входом блока умножения, его пятый выход — с управляющим входом цифрового вольтметра, второй выход блока логарифмирования подключен к второму входу цифрового вольтметра, выход измерителя временных интервалов подключен к входу цифрового вольтметра — с первым входом блока вывода информации, выход цифрового блока памяти — с вторым входом блока вывода информации, выход блока умножения — с третьим входом блока вывода информации, вход синхронизации и выход синхронизации блока управления соединены с соответствующими выходами и входами блоков управления остальных каналов приема.

На чертеже представлено устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов.

Устройство содержит каналы 1 — 3 приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя 4 и усилителя 5, первого 6 и второго 7 фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя 5, измерителя 8 временных интервалов, цифрового блока 9 памяти, блока 10 вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя 5 блока 11 контроля и блока 12 управления, первый выход которого соединен с управляющим входом цифрового блока 9 памяти, второй — с управляющим входом блока 10 вывода информации.

Каждый канал 1 — 3 приема сигналов снабжен соединенными последовательно и включенными между первым фильтром 6

1019323 и первым входом измерителя 8 временных интервалов первым детектором 13, первым дифференцирующим блоком 14 и первым блоком 15 сравнения, первым аналоговым блоком 16 памяти, вход которого соединен с выходом первого детектора 13,. выход которого соединен с вторым входом первого блока 15 сравнения, соединенными последовательно и включенными между вторым фильтром 7 и.вторым входом измерителя .8 временных интервалов вторым детектором 17, вторым дифференцирующим блоком 18 и вторым блоком 19 сравнения, вторым аналоговым блоком 20 памяти, вход которого соединен с выходом второго IO детектора 17, выход которого соединен с вторым входом второго блока 19 срав-. t> нения, соединенными последовательно аналоговым вольтметром 21, блоком 22 логарифмирования, блоком 23 умножения и цифровым вольтметром 24, входы аналогового вольтметра 21 соединены соответственно с выходом первого и второго аналоговых блоков 16 и 20 памяти, третий выход блока 12 управления соединен с управляющим входом измерителя 8 временных интервалов, четвертый выход блока 12 управления соединен с вторым входом бло- 25 ка 23 умножения, его пятый выход — с управляющим входом цифрового вольтметра

24, второй выход блока 22 логарифмирования подключен к второму входу цифрового вольтметра 24, выход измерителя 8 временных интервалов подключен к входу цифро- ЗО вого блока 9 памяти, первый выход цифрового вольтметра 24 соединен с вторым вхо- . дом цифрового блока 9 памяти, второй выход цифрового вольтметра 24 соеди.нен с первым входом блока 10 вывода информации, выход цифрового блока 9 памяти — 35 с вторым входом блока 10 вывода информации, выход блока 23 умножения — с третьим входом блока 10 вывода информации, вход синхронизации и вйход синхронизации блока 12 управления соединены с соответствующими выходами и входами блоков управления каналов 2 и 3 приема.

Устройство работает следующим образом.

На .контролируемое изделие произвольным образбм устанавливаются электроакус- 4 тические преобразователи, при этом местоположение источника акустической эмиссии определяется пересечением окружностей с центрами в точках установки преобразователей и радиусами, равными вычисленным расстояниям от них до источника сигнала. Из сигнала, зарегистрированного электроакустическим преобразователем 4 и прошедшего усилитель 5, выделяются две гармоники разных частот с помощью первого и второго фильтров 6 и 7, скорости распространения которых и затухание в материале изделия различны. Расстояние I от источника акустической эмиссии до электроакустического преобразователя 4 записывается при этом выражением: (=к Сп

2 где U и Uz — амплитуды сигнала гармоники низшей и высшей частот соответственно.

Отсутствие дисперсии звука в жидкости на частотах до 2 мГц используется в устройстве для определения пути распростра нения сигнала, который может распространяться как по поверхности контролируемого материала изделия (полезный сигнал), так и через жидкость, заполняющую изделие, выполненное например, в виде сосуда высокого давления. С этой целью производит ся измерение временных интервалов.

Первым фильтром 6 выделяется низкочастотная составляющая (500 кГц), вторым фильтром 7 — высокочастотная (800 кГц). На первом и втором детекторах

13 и 17 выделяется огибающая гармонических составляющих сигнала. Далее амплитуда огибающих гармонических составляющих запоминается в первом и втором аналоговых блоках 16 и 20 памяти. Затем эта информация подается на .входы аналогового вольтметра 21, который измеряет отношение амплитуд огибающих гармонических составляющих сигнала. Это отношение амплитуд логарифмируется в блоке 22 логарифмирования и поступает на блок 23 умножения, если устройство находится в рабочем режиме, и на цифровой вольтметр 24 при калибровке устройства. В рабочем ре жиме информация с блока 22 логарифмирования подается на блок 23 умножения.

Установка коэффициента пропорциональности, определенного в режиме калибров- ки, в блоке 23 умножения производится через блок 12 управления. Напряжение на выходе блока 23 умножения измеряется цифровым вольтметром 24 и через блок 10 вывода информации выводится на цифровой индикатор устройства. Эта же информация о расстоянии от источника до преобразователя записывается в цифровой блок 9 памяти, что дает возможность многократно воспроизводить ее после окончания измерений.

Измерение временных интервалов производится следующим образом.

С выходов детекторов 13 и 17 огибающие гармонических составляющих сигнала подаются на выходы дифференцирующих блоков 14 и 18 и блоков 15 и 19 сравнения. Блоки 15 и 19 сравнения формируют импульсы в момент равенства на иМ входах мгновенных значений напряжений огибающей и его продифференцированного сигнала.

Эти импульсы определяют момент времени прихода сигналов к электроакустическому преобразователю 4. Импульсы с выходов

1019323

Составитель К. Хилков

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3692/37 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская ааб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 блоков 15 и 19 сравнения поступают на измеритель 8 временных интервалов, где и производится измерение их временной разности.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить достоверность контроля путем введения новых блоков, обеспечивающих измерение расстояния до источника сигналов акустической эмиссии по затуханию различных гармонических составляющих, и определения реального пути распространения сигналов.