Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю акустико-эмиссионным методом и может быть использовано при прочностных испытаниях конструкций. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет расширения динамического диапазона устройства и исключения помех. В каждом измерительном канале акустический сигнал детектируется по амплитуде и при достижении ее максимума происходит сравнение с опорным уровнем в компараторе, который формируется по заданному закону в зависимости от вида акустических сигналов. Сравнение происходит в период стробированного интервала, исключающего помехи. Моменты прихода сигналов заносятся в память в требуемом масштабе. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

GOUDA ËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈÕ

РЕСПУБЛИК (51)5 01 > 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 448996?/25-28 (22) 04.10.88 (46) 30.08.90. Бюл. < 32 (72) А.Ф.Паньков, А.Н.Серьезнов и Л.Н.Степанова (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1171707, кл. G 01 N 29/04, 1983. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю акустико-эмиссионным методом и может быть использовано при прочностных испытаниях констИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при прочностных испытаниях конструкций.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет расширения динамического диапазона устройства и исключения помех.

На фиг. 1 показана функциональная схема многоканального акустико-эмиссионного устройства для контроля качества изделий; на фиг. 2 — схема формирователя строба; на фиг. 3временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 4 - то же, с сигналами акустической эмиссии, обладающими малым динамическим диа" паэоном; на фиг. 5 - то же, с сигналами акустической эмиссии, обладающими большим динамическим диапазоном.

„„SU„„1589204 А 1

2 рукций. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет расширения динамического диапазона устройства и исключения помех. В каждом из" мерительном канале акустический сигнал детектируется по амплитуде, и при достижении ее максимума происходит сравнение с опорным уровнем в компараторе, который формируется по заданному закону в зависимости от вида акустических сигналов. Сравнение происходит в период стробированного интервала, исключающего помехи.

Моменты прихода сигналов заносятся в память в требуемом масштабе. 5 ил.

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля качества изделий содержит 1,...,N идентичных каналов приема и обработки сигналов акустической эмиссии, каждый иэ которых состоит из последовательно сое" диненных пьезоэлектрического акусти" ческого преобразователя 2, предусилителя 3, фильтра 4, основного усилителя 5, к выходу которого подключенпиковый детектор 6 и формирователь

7 строба, а также цифроаналоговый преобразователь 8 и регистратор 9.

Кроме того, в каждом канале устройство содержит компаратор 10, элемент

11 памяти и общий. для всех каналов коммутатор 12, а также соединенные последовательно генератор 13, счетчик 14, блок 15 памяти, причем в каж- дом канале выход пикового детектора

1589204 б соединен с инвертирующим входом компаратора 10, выход формирователя

7 строба соединен со стробирующим входом компаратора 10, выход которого соединен с входом сброса пикового детектора 6 и входом элемента 11 памяти каждого канала. Выход элемента 11 памяти каждого канала соединен с соответствующим входом коммутатора 12. Блок 15 памяти имеет задающий режим вход, а второй вход его соеди.нен с выходом счетчика 14 и вторыми входами формирователя 7 строба и элемента 11 памяти каждого канала.

Выход блока 15 памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя 8, выход которого соединен с неинвертирующими входами компараторов 10 каждого канала. Выход коммутатора 12 соединен с входом регистратора 9. Выход элемента ИЛИ-НЕ 16 формирователя 7 строба (Фиг. 2) соединен с первым входом элемента И 17 и с первым входом элемента И 18, второй вход элемента И 17 соединен с выходом элемента И 19, а выход элемента И 17 - с входом триггера 20, неинвертирующий выход которого соединен с вторым входом элемента И 18 и с выходом формирователя 7, а инвертирующий выход соединен с вторым входом элемента И 19. Выход усилите" ля 5 соединен с входом компаратора

21, выход которого соединен с входом элемента 22 задержки. Выход последнего соединен с S-входом триггера 23, выход которого соединен с первым входом элемента И 19. Входы

Сброса тРиггеров 20 и 23 объединены 40 и соединены с выходом элемента И !8.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в блок 15 памяти записывается информация об общем для всех каналов типе аналогоцифрового преобразования. Это определяется условиями конкретного эксперимента и может варьироваться в широких пределах, что адаптирует устройство к условиям реального эксперимента и, в частности, расширит динамический диапазон (при задании логарифмического или линейно-логарифмического закона аналого-цифрового, преобразования). После записи в бло" 55 ке 15 памяти информации о типе преобразования счетчик 14 под управлением задающего генератора 13 адресует ячейки памяти блока 15 памяти. С его выхода информация о типе преобразования поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8. Далее с выхода ЦАП 8 аналоговый сигнал подается на неинвертирующие входы компараторов 10 всех каналов измерения. Сигналы акустической эмиссии поступают на пьезопреобразователи 2

1 в каналах и преобразуются ими в электрические сигналы. Далее преобразованный электрический сигнал усиливается предварительным усилителем

3, проходит через фильтр 4 и усиливается в основном усилителе 5. С выхода основного усилителя 5 сигнал проходит на вход пикового детектора

6, который осуществляет запоминание максимальной амплитуды данного сигнала. Выходной сигнал пикового детектора 6 поступает на инвертирующий вход компаратора 10, Одновременно с выхода усилителя 5 сигнал поступает на вход формирователя 7 строба, который формирует стробирующий сигнал, в течение которого разрешается работа компаратора 10. В момент равенства уровня напряжения с ЦАП 8 содержимому пикового детектора 6 (момент t, на фиг. 3 а) компаратор

10 срабатывает (Фиг. 3 д) и по переднему фронту импульса с выхода компаратора 10 в элемент 11 памяти канала записывается информация с выхода счетчика 14. При этом формирователь

7 строба работает следующим образом.

С выхода усилителя 5 сигнал акустической эмиссии поступает на компаратор 21 (фиг. 2), а далее - яа элемент 22 задержки, который задерживает его дальнейшее прохождение на время и (фиг. 3 в), которое устанавливается несколько большим, чем максимальная длительность сигнала акустической эмиссии. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность проведения аналого-цифрового преобразования на начальном участке сигнала акустической эмиссии, когда

его амплитуда еще не достигла максимума. По переднему фронту сигнала, поступающего с элемента 22 задержки, триггер 23 устанавливается в единичное состояние. Далее при обнулении счетчика 14 (момент t на Фиг. 3 а) элемент ИЛИ-НЕ 16 и элемент И 17 устанавливают триггер 20 в единичное состояние (фиг. 3 r). Сброс тригге9204

ФоРмула

5 158 ров 20 и 23 и возвращение Формирователя 7 строба в исходное состояние происходит в момент следующего обну" ления счетчика 14. При этом сигнал, с выхода триггера 20 (Фиг. 3 r) является стробирующим, разрешающим работу компаратора 10 (фиг. 3 д). Та. ким образом осуществляется аналогоцифровое преобразование. Все каналы измерения работают идентично. При этом информация о максимальной амплитуде вновь поступившего сигнала акустической эмиссии записывается в следующую ячейку памяти элемента

11 памяти канала. Вывод информации с каналов измерения на регистратор

9 осуществляется циклически комму" татором 12.

Предложенное устройство позволяет осуществлять практически любой вид аналого-цифрового преобразования (линейное, логарифмическое, ступенчатое, антилогарифметическое и,т,.д.).

При этом для конкретного эксперимента обеспечивается определенное соотношение между точностью измерения и динамическим диапазоном обрабаты" ваемых сигналов. Так как в предлагаемом устройстве в элемент 11 памяти каждого канала 1, ..., N записывается не оцифрованное значение амп" литуды сигнала акустической эмиссии, а информация с выхода двоичного счетчика 14, (т.е. адрес ячейки памяти, в которой хранится информация об амплитуде сигнала акустической эмиссии), то это существенно сокращает об ьем элемента 11 памяти канала и тем самым упрощает конструкцию устройства. изобретения

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля иэделий, содержащее коммутатор каналов, регистратор, генератор, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти и каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные акустический преобразователь, предварительный усилитель, фильтр, усилитель и пиковый детектор, формирователь .строба, вход которого подключен к выходу усилителя, и элемент памяти, о т л и ч а ю щ е е с я

20 тем, что, с целью повышения точности, каждый из каналов снабжен компаратором, первый вход которого подключен к выходу пикового детектора, управляющий вход - к выходу форми25 рователя строба, а выход - к входу

"Сброс" пикового детектора и инфор1 мационному входу элемента памяти, выход последнего связан с соответствующим входом коммутатора,соеди30 ненного выходом с регистратором, генератор, счетчик, блок памяти и цифроаналоговый преобразователь соединены в последовательную цепь, выход счетчика подключен к вторым

35 входам Формирователей строба и к управляющему входу элемента памяти, а выход цифроаналогового преобразо" вателя связан с вторыми входами компараторов.

1589204

Фиг.1

1589204 й/ХО

Э-И баиод

/ЩИРЫМ

Випми шригг.

Вв ког ц комп.1

uix фиг. Л

0mux

Фиг,4

1589204

С оста вител ь Л. Кондрыки нская

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Редактор М.Келемеш

Заказ 2Я8 Тираж «О« Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, %-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101