Устройство для выделения сигналов акустической эмиссии, генерируемых развивающейся трещиной из помех,создаваемых ударами

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (l l) 3002952

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свищ-ву (5I ) M Кл. (22)Заявлено 20.02.78 (21) 2582105/25-28

G01 М 29/04 с присоелиненнем заявки №

Гасударственный камктет (23) Приоритет ссса

Опубликовано 07 03 83 Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 09 .03 .83 йо делам кзабретеккй и открытий (53) УДК 620.179, .16{088.8) IÎ, I

Б.П. Буров и В.В. Лупанос ! (72) Авторы изобретения

Г .С (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНДЛОВ

АКУСТИ4ЕСКОЙ ЭМИССИИ, ГЕНЕРИРУЕМЫХ

РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ТРЕЩИНОЙ ИЗ ПОМЕХ, СОЗДАВАЕМЫХ УДАРАМИ

Ю

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материала и изделий методом акустической эмиссии (АЭ) и может быть применено для регистрации начала трещинообразования в материалах и изделиях в различных областях народного хозяйства.

Известно устройство для выделения сигналов АЭ, генерируемых развивающейся трещиной из помех, создаваемых ударами, содержащее последовательно соединенные акустический датчик, выполненный в виде двух апериодических пьезопреобразователей, закреплен-15 ных на одном стержне, двухканальный предварительный усилитель, двухканальный блок выделения полуволны, двухканальный дискриминатор нижнего уровня, а также дискриминатор удара,,дискри" го минатор переднего Фронта, формирователь прямоугольных импульсов, аналоговый ключ, блок обработки информации и формирователь заднего фронта $ 1 ).

Недостатками этого устройства является то, что в нем теряется часть информации о появлении трещины в ближней зоне приема при определенной ориентации трещины относительно преоб" разователя. Кроме того, ограничена зона приема сигналов АЭ от трещины из-за дисперсионных искажений.

Целью изобретения является повышение достоверности выделения и увеличения диапазона регистрируемых длин трещин.

Поставленная цель в устройстве выделения сигналов АЭ достигается тем, что оно снабжено аналоговым переключателем с триггером управления, схемой ИЛИ, линией задержки и триггером управления аналоговым ключом, причем выход дискриминатора удара подключен к первому входу триггера управления аналогового переключателя, выход ана. логового переключателя подключен к входу формирователя прямоугольных им3 10029 пульсов и к входу дискриминатора переднего фронта, первый выход которого подключен к второму входу триггера управления аналогoBHH переключателем, а второй выход дискриминатора переднего фронта и выход формирователя прямоугольных импульсов подключены к входам схемы ИЛИ, выход которой подключен к первому входу триггера управления аналоговым ключом, а выход последнего подключен к управляющему входу аналогового ключа, выход дискриминатора нижнего уровня подключен к неуправляемому входу аналогового переключателя и через линию задержки — к неуправляемому входу аналогового ключа, выход которого подключен к входу блока обработки информации и к входу формирователя заднего фронта, выход которого подключен к второму входу триггера управления аналоговым ключом.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема дискриминатора удара; на фиг. то же, переднего фронта.

Устройство содержит акустический датчик 1, в котором установлены два апериодических пьезопреобраэователя, выполненных на одном стержне иэ пьезо-3О керамики с поперечной поляризацией.

Выход одного преобразователя подключен к входу первого канала, а выход второго - к входу второго канала двухканального предусилителя 2. Выходы двухканального предусилителя 2 последовательно подключены к двухканальному блоку 3 выделения полуволны, а выходы последнего - к входам двухканального дискриминатора 4 ниж- 6 него уровня. Выход первого канала дискриминатора 4 нижнего уровня подключен к входу дискриминатора 5 удара, включающему (рис. 2) параллельно соединенные со входом инвертор 6 и формирователь 7 импульсов по переднему фронту, последовательно соединенные с выходом формирователя 7 ждущий мультивибратор 8, формирователь 9 импульсов по заднему фронту и схеме И Ю

10, а выход формирователя 6 подключен ко второму входу схемы И 10, выход которой является выходом дискриминатора 5 удара. Последний подключен к первому входу триггера 11 управления аналоговым переключателем 12, вы- ходы последнего подключены к первым двум входам аналогового переключателя 12, выходы которого подключены

52 4 к формирователю 13 прямоугольных импульсов и дискриминатору 14 переднего фронта импульсов, содержащего(фиг. 3) последовательно соединенные формирователь 15 запускающих импульсов, формирователь 16 < порных импульсов длительностью 1 мкс, формирователя 17 импульсов заднего фронта, а также последовательно соединенные аналоговый ключ 18 и пороговый формирователь 19 импульсов, причем первый вход аналогового ключа 18 соединен с входом формирователя 15 запускающих импульсов, а второй вход — с вторым выходом формирователя 16 опорных импульсов. Выход формирователя I7 импульсов заднего фронта дискриминатора 14 переднего фронта подключен к второму входу триггера ll управления аналоговым переключателем 12, а выходы порогового формирователя 19 импульсов дискриминатора 14 переднего фронта импульсов и формирователя 13 прямоугольных импульсов подключены ко входам схемы ИЛИ 20, выход которой подключен к первому входу триггера 21 управления, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 22, Второй выход дискриминатора 4 нижнего уровня подключен к третьему входу аналогового переключателя 12, а также к входу линии 23 задержки, выход которой подключен к управляющему входу аналогового ключа 22, а выход аналогового ключа 22 параллельно подключен к блоку 24 обработки информации и формирователю 25 импульсов заднего фронта, выход которого подключен ко второму входу триггера 21 управления.

Устройство работает следующим образом.

Акустические колебания преобразуются акустическим датчиком I e два электрических колебания, одно из которых задержано на 30 мкс за счет распространения в пьезоэлектрическом стержне, и поступают на входы двухканального предусилителя 2 и далее на блок 3 выделения полуволны.

Выделенные полуволны сигналов поступают на двухканальный дискриминатор 4 нижнего уровня, где по каждому каналу осуществляется компенсация флюктуационных помех. Сигналы с первого выхода дискриминатора 4 пос-упают на параллельно включенные инвертор 6 и формирователь 7 импульсов по перед5 10029 нему фронту дискриминатора 5 удара.

Инвертор 6 формирует из полуволны прямоугольный импульс и инвертирует его. Формирователь 7 формирует из принятои полуволны прямоугольныи им- 5 пульс и по переднему фронту сформированного прямоугольного импульса формирует короткий импульс, который поступает на вход ждущего мультивибратора 8, где вырабатывается прямо- .16 угольный импульс длительностью 30 мкс.

Этот импульс поступает на вход формирователя 9 импульсов по заднему фронту. Сформированный в формирователе 9 по заднему фронту поступивше- 15

ro прямоугольного импульса короткий импульс поступает на вход схемы И 10.

Одновременно на первый ее вход поступает. с выхода инвертора 6 импульс прямоугольной формы с длительностью, щ равной длительности принятой полуволны. Если длительность полуволны меньще или равна длительности 30 мкс, то на выходе схемы И 10 отсутствует сигнал, и триггер 11 управления аналоу5

I oBblM переключателем 12 находится в исходном состоянии, а выделенная полуволна, поступая на третий вход аналогового переключателя 12, проходит на вход формирователя 13 прямоугольных импульсов.

Если же длительность полуволны больше длительности 30 мкс, то на выходе схемы И 10 появляется короткий ийпульс, который переводит триггер 11 управления аналоговым пере35 ключателем 12 в такое положение, когда потенциалы последнего воздействуют на управляемые входы аналогового переключателя 12, устанавливая последний в положение, когда выделенная полуволна с выхода переключателя 12 поступает на параллельно включенные по входу (фиг. 3 формироввтвпв 15 запускающих импульсов дискриминатора 14 переднего фронта, где формиру- 45 ется из принятой полуволны короткий импульс, который поступает на вход формирователя 16 опорных импульсов с длительностью, равной 1 мкс, а с выхода формирователя 16 опорных им- So пульсов, прямоугольный импульс поступает на формирователь 17 импульсов заднего фронта и на управляемый вход аналогового ключа 18 дискриминатора 14 переднего фронта импульсов и на его неуправляемый вход фиг.3

Формула изобретения

Устройство для выделения сигналов акустической эмиссии, генерируемых развивающейся трещиной из помех, создаваемых ударами, содержащее по" следовательно соединенные акустический датчик, выполненный в виде двух апериодических пьезопреобразователей, закрепленных на одном стержне, двухканальный предварительный усилитель, двухканальный блок выделения полуволны, двухканальный дискриминатор нижнего уровня, а также дискримияатор удара, дискриминатор переднего фронта, формирователь прямоугольных импульсов, аналоговый ключ, блок обработки информации и формирователь заднего фронта, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности выделения и увеличения диапазона регистрируемых длин трещин, оно снабжено аналоговым переключателем с триггером управления, схемой ИЛИ, С выхода аналогового ключа 18 вырезанный импульс длительностью, 1 мкс

52 6 поступает на пороговый формирователь 19 импульсов дискриминатора 14 переднего фронта, где по превышению установленного порога селектируемым сигналом вырабатывается импульс, который поступает на второй вход схемы ИЛИ ?О. Одновременно сигнал с выхода формирователя 17 импульсов заднего фронта дискриминатора 14 поступает на второй вход триггера 11 управ" пения аналоговым переключателем 12, устанавливая его в исходнбе состояние.

Сигнал с выхода схемы ИЛИ 20 поступает на первый вход триггера 21 управления.

Потенциалом с триггера 21 управле" ния открывается аналоговый ключ 22 и полуволны, снятые со второго канала двухканального дискриминатора 4 нижнего уровня, через линию 23 задержки, создающую задержку в 1 мкс, поступают через аналоговый ключ 22 в блок 24 обработки информации и на формирователь 25 импульсов по заднему фронту., с выхода которого короткий импульс поступает на второй вход триггера 21 управления, переводя последний в исходное состояние, т.е. когда потенциал с выхода триггера 21 закрывает аналоговый ключ 22.

Таким образом, устройство позволяет повысить достоверность выделения сигналов от трещин и увеличить диапазон регистрируемых длин трещин.

7 10029 линией задержки и триггером управления аналоговым ключом, причем выход дискриминатора удара подключен к первому входу триггера управления аналогового переключателя, выход ана- логового переключателя подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов и к входу дискриминатора переднего фронта, первый выход которого подключен к второму входу триг- 1р гера управления аналоговым переключателем, а второй выход дискриминатора переднего фронта и выход формирователя прямоугольных импульсов подключены к входам схемы ИЛИ, выход ко- торой подключен к первому входу триггера управленИя аналоговым ключом, 92 8 а выход последнего подключен к управляющему входу аналогового ключа, выход дискриминатора нижнего уровня подключен к неуправляемому входу аналогового, переключателя и через линию задержки,- к неуправляемому входу аналогового ключа, выход которого подключен к входу блока обработки информации и к входу формирователя заднего фрон а, выход которого подключен к второму входу триггера управления аналоговым ключом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР по заявке Г1 2407349/28, кл. 6 01 и 29/04, 1977.

1002952

Составитель В. Ржевкин

Редактор Н, Бобкова Техреду А. Бабинец КорректорЕ. Роако

Заказ 1539/26 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 11)035 Москва Ж-Я Раушская наб. g. 4/g

Филиал flflll "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,