Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом акустической эмиссии. Цель изобретения повышение достоверности контроля за счет фазового разделения актов акустической эмиссии. Пьезопреобраэова- . тель 1 принимает сигналы акустической эмиссии, которые преобразуются с помощью формирователей 5, 11 и 12, элемента 6 задержки, инвертора 13 и элемента И-НЕ 7 в последовательность, импульсов с различной длительностью. Импульсы с наибольшей длительностью, соответствующие моментам последующего акта акустической эмиссии, селектируются компаратором 9 и подсчитываются счетчиком 10. 2 ил. СО СП о О5 о ю Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (д1) 4 G 01 N 29/04

»»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4071267/25-28 (22) 26.05.86 (46) 07,11 87. Бюл. ¹ 41 (71) Ростовский государственный университет им. М.А. Суслова (72) Г.А. Кузьмин (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1045120, кл. С 01 N 29/04, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом акустической эмиссии. Цель изобретения—

„„SU„„1350602 А 1 повышение достоверности контроля за счет фазового разделения актов акустической эмиссии. Пьезопреобразова- . тель 1 принимает сигналы акустической эмиссии, которые преобразуются с помощью формирователей 5, 11 и 12, элемента 6 задержки, инвертора 13 и элемента И-НЕ 7 в последовательность, импульсов с различной длительностью.

Импульсы с наибольшей длительностью, соответствующие моментам последующего акта акустической эмиссии, селектируются компаратором 9 и подсчитываются счетчиком 10. 2 ил .

135060?

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исполь зовано для акустико-эмиссионного контроля материалов.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет фазового разделения актов акустической эмиссии, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. ? — времен- 10 ная диаграмма работы устройства.

Пьезопреобразователь 1 последовательно соединен с усилителем 2, выход которого соединен с входами блоков 3 и 4 отсечки импульсов, положительной полярности и импульсов отрицательной полярности соответственно. С блоком

3 отсечки последовательно соединены формирователь 5, элемент 6 задержки, элемент И-НЕ 7, преобразователь 8 длительность-амплитуда, компаратор 9 и счетчик 10. С блоком 4 отсечки последовательно соединены формирователь

11 отрицательной полярности, формирователь 12 положительной полярности 25 и инвертор 13, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ 7.

Источник 14 опорного напряжения подключен к другому входу компаратора

9, а генератор 15 стробов связан с другим входом счетчика 10, Устройство работает следующим образом.

Поступающие на пьезопреобразователь 1 импульсы акустической эмиссии

35 от развивающегося дефекта (диаграмма 1) преобразуются в электрические колебания резонансной частоты (диаграмма 2). Продолжительность колебаний пьезопреобразователя 1 значительно больше, чем постоянная затухания импульса в материале. Поэтому весьма высока вероятность поступления упругих импульсов на еще звучащий" от предыдущего импульса пьезопреобразо-ватель 1, т.е. вероятность непрерывной эмиссии (моменты времени а, б, в, г, е на временной диаграмме 1) . Следствием этого является изменение фазы колебаний ! пьезопреобразователя 1 (диаграмма 2) .

Блоки 3 и 4 отсечки импульсов положительной и отрицательной полярности служат для отстройки от электронных шумов аппаратуры и для дальнейшего формирования нормированных импуль- 5 сов положительной и отрицательной полярности. Положительные и отрицательные полуволны электрических колебаний с выходов блоков 3 и 4 изображены на диаграммах 3 и 4. Формирователи 5 и 11 формируют из положительных и отрицательных полуволн, поступающих на их входы, положительные и отрицательные нормированные импульсы соответственно (диаграммы 5 и 6). Из этих диаграмм видно, что длительность каждого последующего нормированного импульса равна длительности предыдущего.

В моменты времени, когда на звучащий" пьезопреобразователь 1 поступает новый упругий импульс, фаза его колебаний изменяется:,равенство по длидлительности нормированных импульсов нарушается. Поступающий на вход формирователя 12 импульс отрицательной полярности преобразуется в импульс положительной полярности и инвертируется инвертором 13, с выхода которого (диаграмма 7) нормированные импульсы положительной полярности поступают на второй вход элемента И-НЕ 7.

Нормированные положительные импульсы с выхода формирователя 5 поступают на элемент 6 задержки, на котором они задерживаются во времени на 1/2 периода резонансных колебаний пьезопреобразователя (диаграмма 8).

С выхода элемента 6 задержки задержанные импульсы положительной полярности поступают на первый вход элемента И-НЕ 7. Импульсы на выходе элемента И-НЕ 7 имеют вид, представленный диаграммой 9. Из этой диаграммы видно, что по фронтам поступающих на входы элемента И-HE 7 импульсов на его выходе образуются очень узкие импульсы„ когда фаза колебаний пьезопреобразователя не ме няется.

В моменты времени, когда фаза колебаний вследствие поступления на

"звучащий" пьезопреобразователь упругого импульса акустической эмиссии (моменты времени а, б, в, r) меняется,.на выходе элемента И-НЕ 7 образуется значительно более широкий импульс, который поступает на вход преобразователя 8 длительность-амнлитуда. Амплитуда импульсов этого преобразователя линейно зависит от длительности подаваемого на его вход импульса. Узкие импульсы, образовавшиеся на выходе элемента И-НЕ 7 по фронтам совпадающих по длительности входных импульсов, преобразуются преобразователем 8 в импульсы очень малой амплитуды, которые B дальнейшем отсекаются

1350602 компаратором очень малой амплитуды, которые в дальнейшем отсекаются компаратором 9.

Более широкие импульсы, образовавшиеся на выходе элемента И-НЕ 7 от несовпадающих по длительности входных импульсов, соответствующих моменту изменения фазу колебаний пьезопреобразователя 1, преобразуются пре- 10 образователем 8 в импульсы значительно большей амплитуды (диаграмма 10).

С выхода элемента И-HE 7 импульсы поступают на первый вход компаратора 9. На второй вход его подано поро- 1g говое напряжение от источника 14 опорного напряжения. Уровень напряжения порога выбирается несколько превышающим амплитуду импульсов, формирующихся по фронтам узких импульсов эле- 2О ментом -HE 7 (пунктир на диаграмме

10). С выхода компаратора 9 формируются прямоугольные импульсы по входным импульсам высокой амплитуды, превышающим уровень порога. 25

Таким образом, импульсы с выхода компаратора 9 являются признаком момента поступления упругого импульса акустической эмиссии на "звучащий" пьезопреобразователь 1. Подсчет таких импульсов за время строба (задаваемого генератором 15 строба) счетчиком 10 позволяет измерить интенсивность акустической эмиссии при ее

"непрерывном" характере. Так как пер- З вичным признаком является изменение фазы колебаний, появляется возможность измерять интенсивность упругих импульсов и импульсов очень малой амплитуды.

Формула изобретения

Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов, содержащее последовательно соединенные пьезопреобразователь, усилитель и блок отсечки, последовательно соединенные формирователь и элемент задержки, последовательно соединенные источник опорного напряжения и компаратор и последовательно соединенные генератор стробов и счетчик, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными дополнительным блоком отсечки, вход которого подключен к выходу усилителя, формирователем отрицательной полярности, формирователем положительной полярности, инвертором, элементом И-НЕ, второй вход которого связан с выходом элемента задержки, и преобразователем длительность-амплитуда, выход которого подключен к второму входу компаратора, подсоединенного выходом к счетному входу счетчика, а выход блока отсечки связан с входом формирователя.

1 ) 5 г) () () 2

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор П. Гереши Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 5280/45 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4