Селектор импульсов для аппаратуры акустических исследований

 

Союз Советских

Сецнанкстическнх

Республкк

<1 792577

Ф

lt

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. саид-ву— (22) Заявлено 2б1278 (2I) 2708314/18-21 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет—

Опубликовано 301280,6нзллетень Н9 48

Дата опубликования описания 05.01.81 (51)м. кл.з

Н 03 К 5/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 375.4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. П. Буров и Н. B Коновалов (71) Заявитель (54) СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к устройствам нераэрушающего контроля качества материалов и может быть применено для выделения сигналов акустической эмиссии от трещин при хрупком разрушении в листовых материалах и оболочках конструкций, находящихся под напряжением.

Известен дискриминатор импульсов по длительности, содержащий два тран- 1О зистора охваченные обратной связью, конденсаторы и резисторы (1).

Основным недостатком дискриминатора является недостаточная точность селектирования импульсов. 15

Наиболее близок к изобретению временной селектор импульсов, содержащий пиковый детектор, формирователи импульсов, линейный пропускатель (2f.

Временной селектор импульсов обеспе- 2О чивает в совокупности пропускание первого импульса из пачки радиоимпульсов, представляющих сигнал акустической эмиссии и селектирует все остальные импульсы, в том числе и отраженные, 25 если они примыкают к основному сигналу. По окончании радиоимпульса селектор вновь готов к приему и выделению первого импульса (полуволны). Таким образом, селектор обеспечивает ныделение первого поступившего импульса, т. е. палуволнkj из продольных волн, пришедших первыми иэ-эа большой скорости распространения.

Недостатком известного временного селектора импульсов является то, что выделенная полуволна несет недостаточную информацию о трещине, отсутствует информация об искажениях при распространении волн в твердом теле и ориентации приемного датчика .относительно направления -„аспространения трещины. Из .экспериментальных данных установлено, что если датчик установлен в зоне днагра,мы направленности излучения от краев трещины, то форма сигнала акустической эмиссии значительно отл .чается от формы сигналов, которые получены для одной и той же трещины при ориентации датчика на выход трещины. Полученная информация об ориентации трещины позволяет более точно построить зависимость между сиг налом акустической эмиссии и размером трещины.

Выделение огибающей радиоимпульса или измерение его пикового значения амплитуды, в котором заложена только часть информации о размере трещины, приводит к снижению достоверности не792577 разрушающего контроля методом акустической эмиссии. Для увеличения информативности контроля следует выделять сигналы акустической эмиссии одного типа волн, а остальные типы волн и отражениые сигналы необходимо подавлять. Для выделения сигналов акустической эмиссии, несущих дополнительНую информацию, например об ориентации раскрытия трещины относительно приемного датчика, необходимо обеспечить выделение нескольких волн одного типа при условии, что амплитуда последующей полуволны не должна превышать амплитуду предыдущей полуволны. Это приводит к определению ориентации трещины, а в конечном итоге к достоверности неразрушающего контроля.

Цель изобретения — повышение точности селектирования.

Поставленная цель достигается тем, что в селектор импульсов для аппаратуры акустических исследований, содержащий первый формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной и входом элемента задержки, выход которого подключен к первому входу аналогового ключа, пикоэый детектор со сбросом, второй формирователь импульсов, логический элемент И, один вход которого соединен с первым выходом первого формирователя импульсов, введены делитель частоты на два, ограничитель, пороговый элемент и триггер выход которого соединен с вторым входом аналогового ключа и вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, причем информационный вход пикового детектора со сбросом через ограничитель соединен с входной шиной, сбросовый вход через делитель частоты на два — с вторым выходом первого формирователя импульсов, а выход — с первым входом порогового элемента, второй вход которого подключен к входной шине, а выход — к входу второго формирователя импульсов.

Иа фиг. 1 представлена блок-схема

cåëåêòoðà; на фиг. 2 — импульсные осциллограммы для отдельных блоков селектора.

Селектор импульсов содержит формирователь 1 импульсов, делитель 2 часто ты на два, пиковый детектор 3 со сбросом„ ограничитель 4, пороговый элемент 5, формирователь б импульсов, логический элемент И 7, триггер 8, аналоговый ключ 9, элемент задержки

10, блок 11 дальнейшей обработки информации.

Селектор импульсов работает следующим образом..

На вход формирователя 1 импульсов ,по передним фронтам полуволны поступает аналоговый сигнал акустической эмиссии, имеющий например, форму указанную на фиг. 2. Этот же сигнал через ограничитель 4 поступает на первый вход пикового детектора 3 со сбросом, на второй вход порогового элемента 5 и на вход элемента задержки 10 на время коммутации сигнала в данном селекторе импульсов. С формирователя

1 импульсов через делитель 2 на два положительные импульсы поступают на второй вход пикового детектора 3 со сбросом, который обеспечивает заряд и последующий разряд емкости памяти, заряженной по первому входу от сигнала, предварительно ограниченного по нижнему уровню,(фиг. 2 ).

С выхода пикового детектора 3 уровень напряжений, соответствующий амплитудному значению сигнала первой или второй полуволн, имеющих равные амплитудные значения, поступают на первый вход порогового элемента 5, 20 на второй вход которого подается аналоговый сигнал акустической эмиссии.

В случае превышения амплитуды сигнала второй, третьей и т. д. полунолны порогового значения, заданного уров— д нем напряжений от первой или второй полуволны на выходе порогового элемента 5 выделяется импульс (фиг. 2), по переднему фронту которого происходит формирование короткого импульса в Формирователе б импульсов. С выхода формирователя 6 импульсов импульс поступает на второй вход триггера 8.

Одновременно с формирователя 1 импульсов сигналы поступают на первый вход логического элемента И 7, на второй вход которой подается потенциал разрешения или запрета с выхода триггера 8. В результате из серии коротких импульсов, поступающих на вход логического элемента И, выделяется

40 один импульс переднего фронта первой полуволны (фиг. 2), и триггер 8 своим потенциалом через логический элемент

И самоблокируется и выдает потенциал разрешения на первый вход аналогового ключа 9 (Фиг. 2), Сигнал разрешения будет присутствовать на первом входе аналогового ключа 9 до тех пор, пока с выхода формирователя б импульсов не поступит короткий импульс, сформированный по переднему фронту из сигнала превысившего по амплитуде установленное пороговое значение, поступившего на вход формирователя 6 импульсов. Поступивший на второй вход короткий импульс снимает триггер 8 с самоблокировки, который своим потенциалом подготавливает логический элемент И 7 к приему следующего сигнала и обеспечивает загрет аиалогового ключа 9. щ За время присутствия потенциала разрешения на первом входе аналогового ключа 9 через аналоговый ключ проходит аналоговый сигнал, поступивший на второй вход через элемент задержки

10, величина задержки которого выбира792577

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9619/64 Тираж 995 Подписное

Филиал ППГ Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ется на время, необходимое для коммутации триггера и срабатывания аналогового ключа 9. Выделенный сигнал с выхода аналогового ключа 9 поступает на схему 11 дальнейшей обработки информации. Таким образом, селектор импульсов выделяет полуволну или несколь. ко волн, если их амплитуды не превышают первую полуволну т. е. сигналы, несущие информацию о свойствах материала, если сигнал спадает по экспоненте, и об ориентации трещины.

Селектор импульсов, например, для аппаратуры акустических исследований, содержащий первый формирователь им.пульсов, вход которого соединен со входной шиной и входом элемента задержки, выход которого подключен Ко 20 входу аналогового ключа, пиковый детектор со сбросом, второй Формирователь импульсов, логический элемент И, один вход которого соединен с первым выходом первого формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности селектирования, в него введены делитель частоты на два, ограничитель, пороговый элемент и тригг=-р, выход которого соединен со вторым входом аналогового ключа и вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, причем информационный вход пикового детектора со сбросом через ограничитель соединен со входной шиной, сбросовый вход через делитель частоты на два — со вторым выходом первого формирователя им.пульсов, а выход — с первым входом порогового элемента, второй вход которого подключен ко входной шине, а выход — ко входу второго формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtrlA 9 380182), кл. 307-231, 02.04.74. .2. Авторское свидетельство СССР Р 617825, кл. Н 03 К 5/19, 24.01.77.