Способ контроля качества изделий по сигналам акустической эмиссии при циклическом нагружении

 

Союз Советских

Соцмалмстических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!1) 602855 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено16.03,76 (21) 2347306/25 28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04.78оюллетень Ио 14 (45) Дата опубликования описания 31.03.78 (51) М. Кл.

g 01 )ч 29/04

Государственный квинтет

Сооото Министров СССР но долом нэааратеннй н отирытнй (53) УДК 620.1 79.16 (088.8) (72) Автор. изобретения

В. K. Анисимов

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушаюших методов и средств контроля качества материалов (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗдЕЛИЙ ПО СИГНАЛАМ

АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом акустической эмиссии и может быть использовано, в приборах акустической эмиссии, предназначенных для контроля изделий, работающих в условиях циклической нагрузки.

Известен способ контроля качества изделий по сигналам акустической эмиссии jlf, Этот способ дает низкую достоверность результатов контроля в ycnoaam с высоким уровнем акустических помех (трение и уда- ры), сопровождающихся неопасными микроразрушениями изделия.

Наиболее близким к изобретению явпяет» (5 ся способ контропя качества изделий по си натам акустической эмиссии при циклическом нагружении, который заключается в том, что прием сигналов акустической эмиссии производится в определенные интервапы времени, оп синхронизированные с нагрузкой ипи деформацией, например в периоды возрастания нагрузки j2).

Недостатком этого способа является низкая достоверность результатов контроля ус- 2к тапостных трещин в иэделиях, работа которых сопровождается помехами, равномерными или синхронизированными с нагрузкой.

Низкая достоверность результатов контроля обусловлена тем, что во время приема сигнапов помехи тоже регистрируются, накапливаются в счетчике, и прибор преждевременно сигнализирует о наличии аварийной ситуации.

Цепь изобретения — повышение. достоверности контропя в условиях помех. ,Пля этого дополнительно производят прием сигналов во время симметричных участков спадающей нагрузки, измеряют те же паpQMBTpbI и результаты измерений вычитают а по вепичине разности судят о качестве изделий.

На фиг. 1 изображены: график нагрузки или деформации-кривая I (штриховкой и буквами указаны рабочие участки и соответствующие им графики числа импульсов регистрируемых сигналов), общее число импупьсовкривы 11, число помех — кривая ill; на фиг, 2 — блок-схема устройства, ре апиэуюшего способ, первый" вариант; на фиг, 3 — то же, 60 28 55 второй вариант; на фиг, 4 — то же, третий вари ант.

Изобре тете Основано HQ том, что при циклическом нагружении число сигналов вкус тической эмиссии на участке спадающей на груэки много меньше числа сигналов амиссии на участке возрастающей нагрузки, тогда как число сигналов акустических помех на этих

cHMl4BtpH IHblx jfчастках приблизительно olIH наково (на участках б-в и д-е кривые Jl u

1 и совпадают). Те же закономерности наблюдаются по отношению к интенсивности или другим параметрам сигналов акустической эмиссии.

Устройство, блок-схема которого иэобра- 15 жена на фиг. 2, предназначено для реализации предлагаемого способа в случае, если обработка сигналов производится в цифровом виде (счет импульсов) . Устройство содержит акустический связанный с контролируемым 20 иэделием .приемный электроакустический преобразователь 1, последовательно соединен) ные электронный усилитель 2, формирователь

3, нормальноразомкнутый управляемый электронный ключ 4 и реверсивный цифровой счетчик 5 импульсов (измерительная часть устройства) .

Тензодатчик 6 и усилитель 7 образуют блок, позволяющий вводить в устройство информацию о деформации изделия в виде аналогового алектрического сигнала. При необходимости этот блок может быть заменен другим устройством, выполняющим ту же функцию, К выходу усилителя 7 подключены входы компараторов 8 и 9, Вторые входы компараторов 8 и 9 подключены к схемам 10 и 1 1 плавной регулировки потенциалов соответственноо, Выходы компараторов 8 и 9 подключены

40 иэрез схему ИЛИ 12 к управляющему входу нормально-разомкнутого электронного ключа

4. К выходу усилителя 7 подключены также входы пиковых детекторов 1 3 и 14, к кото45 рым подключены усилители-формирователи

15 и 16 соответственно (можно использовать триггеры Шмидта). К выходам усилителей-формирователей подключены дифференц.ирующие цепи 17 и 18 соответственно, к

50 их выходам подключены управляющие входы реверсивного цифрового счетчика 5 импульсов.

Выходы компараторов 8 и 9 через дифференцирующие цепи 19 и 20 подключены к

М входам импульсов сброса пиковых детекторов

14 и 1 3 соответственно. MOIOI 6-20 образуют схему управления устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы акустической эмиссии принимают60 ся электроакустическим преобразователем 1 и преобразуются им в электрические сигналы, усил ель 2 усиливает их до требуемой величины, формирователь 3 формирует иэ них прямоугольные импульсы, которые поступают на вход управляемого электронного ключа 4, находящегося в разомкнутом состоянии.

Одновременно сигналы с выхода усилителя

7 тензодатчика 6, установленного на контролируемом изделии в зоне контроля, поступают на входы компараторов 8 и 9, JlpH достижении положительной полуволной (фиг, 1, а) потенциала на входе компаратора 8 величины

А„, установленного заранЬе схемой 10, на выходе компаратора потенциал меняется скачком и на выходе схемы ИЛИ 12 появляется управляющее напряжение, or которого ключ 4 замыкается, и сигналы формирователя 3 начинают поступать на вход реверсивного счетчика 5, находящегося в положении прямого счета. Одновременно напряжение с выхода усилителя 7 поступает на вход пикового детектора 14, на выходе которого (выход зарядной цепи) появляется сигнал, по длитель. ности соответствующий интервалу времени между точками а-б.

Усилитель-формирователь 16 формирует прямоугол 6ный импулбс тО же дли тел ьностм иэ заднего фронта которого дифференцирующая цепь 18 формирует остроконечный коротKHH импульс, управляющий реверсивным счетчиком 5 (переключающим его в положении обратного счета), что соответствует во времени б (фиг, 1). Далее во времени следует спадающий участок нагрузки б-в, число импульсов, поступающих в счетчик 5 эа это время вычитается из числа импульсов, поступающих и накопленных за интервал времени а-б, При достижении сигналом на выходе усилитеря 7 уровня Л по (в, на фиг, 1) г4 комп ар а тор 8 о прок и дывае тся через схе му

ИЛИ 12, потенциал его выхода управляет электронным ключем и ключ размыкжтся.Одновременно образованный из заднего фронта импульса компаратора 8 дифференпирующей цепью 19 Остроконечный короткий импульс сбрасывает пиковый детектор 14, который по Окончании этого импульса, в соответствии с де йст вующи м напр яже нием (в) заломи нае т потенциал, соотютствУющий А ппр пор1

При отрицательной полуволне нагрузки работают компаратор 9, пиковый детектор 1 3, усилитель-формирователь 1 5, дифференцирующие задний фронт импульсов цепи 17 и 20.

Импульсы цепи 17 переключают реверсивный счетчик 5 в положение прямого счета, Таким Образом в счетчике накапливается числО импулбсов акустической эмиссии

Пе ре кл ю че ние м ре ве р си в ного сче тчи к а 5 в положения прямого и обратного счета осу, ществляется вычитание параметров (суммар602855 зо ного количества импульсов), соответствующих уч астк ам возр ест ающе и и си ад аюше и н агру зки.

Устройство, блок-схема которого изображена на фиг. 3, предназначено для реализации предлагаемого способа в случае, если обработка сигналов производится в аналоговом виде (измерение энергии или интенсипнос ти).

Устройство содержит акустически связан— ный с контролируемым изделием приемный электроакустический преобразователь 1, электронный усилитель 2, линейные пропускатели 21 и 22, аналоговые измерители 23 и

24 среднего уровня энергии или интенсивнос- 15 ти вычитающее устройство 25 (измерительВ ная часть устройства). Тензодатчик 6 и усилитель 7, подключенные к нему компараторы

8 и 9 пиковые детекторы 13 и 14, формироФ ватели 15 и 16, схемы 10.и 11 плавной 2о регулировки потенциала дифференцирующи е цепи 19 и 20 образуют схему управленя я. Выходы формирователей 15 и 16, а также компаратор 8 и 9 подключены к блоку 26 логики, выполняющему логические операции по

25 образованию временных ворот для приема сигналов акустической эмиссии из импульсов компараторов и формирователей, Устройство работает следующим образом, Блоки 1 и 2 в измерительной части, 611, 13-16, 19 и 20 в схеме управления работают так же как в устройстве на фиг. 2

Из импульсов формирователя 15 и компаратора 8 логический блок 26 формирует

35 два прямоугольных сигйала, первый равен длительности формирователя 1 5, (а-б на фиг, 1), . второй равен разности длительностей импульсов компараторов. и формирователя 15 (б-в на фиг. 1). Первый из этих

40 сигналов поступает на линейный пропускатель 21, а второй — на 22, Под действием этих сигналов линейные пропускатели 21 и 22 поочередно открываются (соответственнО возрастающим и спадающнм участкам нагрузки) и B это время сигналы поступают в аналоговые измерители

23 и 24 среднзго уровня эн.ргии или интенсивности, С их выходов сигналы в виде напряжения поступают на вычитающее устройство 25, иа выходе которого сигнал пропорционален средней энергии или интенсивности сигналов акустической эмиссии, Таким образом производят измерение средних параметров сигналов на симметричных участках возраста- юницей и спадающей нагрузки, результаты из— мере ни и вы чи тают, Устройство, блок-схема которого изображена на фиг. 4, предназначено для реализации предлагаемого способа в случае, если обработка сигналов производится в аналоговом виде, но при разных уровнях срабатывания схемы управления А„= А „

Устройство содержит электроакустический преобразователь 1» усилитель 2, линейные пропускатели 21 и 22, аналоговые измерители 23 и 24 среднего уровня энергии или интенсивности, вычитающее устройство 25 (измерительная часть содержит те же блоки, что и в предыдущем случае), Схема управления состоит из тензодатчиков 6, усилителя, 7, двухполупериодного выпрямителя 27, пикового детектора 14, компаратора 8, схемы

10 плавной регулировки потенциала, формирователя 16, дифференцирующей цепи 18 и блока 28 логики.

Блок 28 логики, в отличие от блока 26 логики, образует временные ворота из импульсов двух устройс;в.

У этой схемы управления сигнал на выход двухпопупроводного выпрямителя 27 имеет одну полярность, и уровень, устанавливаемый схемой 10, одинаков для положительной и отрицательной нагрузки.

Формул а и зобре те ни я

Способ контроля xwecrBa изделий по сигчалам акустической эмиссии при циклическом нагружении, заключаощийся в том, что, производят прием сигналов акустической эмиссии при циклическом нагружении изделия и измеряют их параметры в определенные интервалы времени, соответствующие периодам возрастания нагрузки или деформации изделия и синхронизированные с ней, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля в условиях помех, дополнительно производя г прием сигналов î время симметричных участков спадающей нагрузки, измеряют те же параметры и результаты измерений вычигают, а по величине разности судят о качестве изделий, И с тОч ни ки и нфор м ац и еФ пр и К Я тые Bo B HHмание при экспертизе:

1. Патент СШАХО 3.713,127, кл, 73/67.7, 1972.

2 DrIstructiorI Manuelo Acoustic ErniS

sion instrumentation 3000@eries, описание блока 906А изд.фирмы дипендан (Endevoo, СабНогп1а) 602855 фм. 4

Составитель Л, Тришина

Редактор В, Козлова Техред Н. Бабурка Корректор С. Гарасищщ

Заказ 1840/40 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4