Устройство для определения дефектов изделий по сигналам акустической эмиссии

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 G 01 N 29/04!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ "

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3555701/25-28 (22) 21.02.83 (46) 15.09.84. Вюл. Р 34 .(72 ) В. H.!1àêñèìoâ (71 ) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Маслов B.Я., Денисов B.B., Колькин О. IJ. и Людтлирский И.I Обнаружение растущей трещины методом акустической эмиссии и определение ее координат. †"Дефектоскопия", 1978, Р 1, с. 67-74.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 636527, кл. 0 01 И 29/04., 1976. э (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФЕКТОВ ИЗДЕЛИЙ PO СИГНАЛАМ АКУСТИ

ЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, содержащее четыре электроакустических преобразователя, два усилителя, два формирователя

„.,SU„„1113735 А импульсов, измеритель интервалов времени и индикатор, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расцирения функциональных возможностей, оно снабжено двумя генераторами синусоидальных колебаний. и двумя фазовыми детекторами, выходы которых соединены соответственно через первый и второй формирователи импульсов с первым и вторым входами измерителя интервалов времени, выход которого соединен с индикатором, выход каждого генератора соединен с первыМ входом каждого фазового детекто ра и одним электроакустическим преобразователем, каждый из этих двух преобразователей через исследуемое ж изделие акустически связан с одним иэ двух других преобразователей, соединенных через усилитель с вторыми входами фазовых цетекторов.

1113735

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества из- делий и предназначено для выявления и определения координат развивающихся дефектон н изделиях сложной формы (цилиндры, сферы). 5

Известно устройство для определения дефектов изделий по сигналам акустической эмиссии, содержащее четыре электроакустических преобразователя, соединенные через усилители с блока- 10 ми обработки и индикации (П .

Недостатком этого устройства является его сложность, вызванная применением ЭЦВМ для решения задачи триангуляции. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для Ьпределения дефектов изделий по сигналам акустической эмиссии, содержащее четыре электроакустических преобразователя, дна усилителя, дна формирователя импульсов, измеритель интервалов времени и индикатор (2).

Недостатками этого устройства являится его сложность вызванная необ-, 2 ходимостью решения задачи триангуляции, и связанные с этим ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей.

Постанленная цель достигается тем, что устройство для определения дефектов иэделий по сигналам акустической эмиссии, содержащее четыре электроакустических преобразователя, дна усилителя, два формирователя импульсон, измеритель интервалов нремени и индикатор, снабжено двумя генераторами синусоидальных колебаний и двумя фазовыми детекторами, выходы ко- 4В торых соединены соотнетственно через псрвый и второй формирователи импульсон с первым и вторым входами измерителя интервалов времени, выход которого соединен с индикатором, выход каждого генератора соединен с первым входом каждого фазового детектора и одним электроакустическим преобразователем, каждый из этих двух преобразователей через исследуемое иэделие акустически связан с одним из двух других преобразователей, соединенных через усилитель с вторыми входами фазовых детекторон.

На фиг. 1 изображена блок-Схема устройства для определения дефектов изделий по сигналам акустической эмиссии, на фиг. 2 — ход ультразвуковых волн в изделии, имеющем форму пластины.

Устройство содержит четыре элект- 60 роакустических преобразователя 1-4, два усилителя 5 и б, дна формирователя 7 и 8 импульсов, измеритель 9 интервалов времени, регистратор 10, два генератора 11 и 12 синусоидальных колебаний и два фазовых детектора 13 и 14, выходы которых соединены соответственно через первый 7. и нторой 8 формирователи импульсов с первым и вторым входами измерителя 9 интервалов времени, выход которого соединен с регистратором 10, выход каждого генератора. 11 и 12 соединен с входом фазового детектора 13 и 14 и одним электроакустическим преобразователем например, 1 и 4, каждый из этих двух преобразователей через исследуемое изделие акустически связан с одним иэ двух других преобразователей, например преобразователь 1 связан с преобразователем 3, преобразователь 4 — с преобразователем 2.

Преобразователи 3 и 2 соединены через усилители 5 и б соответственно с вторыми входами фазовых детекторов 13 и 14. На чертежах показаны также контролируемые иэделия 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

В контролируемое изделие с помощью генератора 11 и электроакустического преобразователя 1 излучают непрерывнуи ультразвуковую волну с частотой удовлетворяющей условию Г„ > 3 где — высшая частота регистрируемых сигналов акустической эмиссии (АЭ) . Этот me сигнал поступает на вход фазового детектора 13. Ультразвуковая волна, излучаемая преобразователем 1, проходит в материале изделия по спирали или по зигзагообразному пути, отражаясь от граней, и принимается электроакустическим преобразователем 3. В зависимости от толщины изделия используют поверхностные, лэмбовские или другие типы ультразвуковых волн.

Развивающиеся дефекты в контролируемом изделии излучают волны КЭ, которые при пересечении с ультразвуковой волной с частотой f âêýûâàâò фазовую модуляцию последней. При этом максимальный эффект взаимодействия наблидается при.малых углах пересечения, т.е. фановую модуляции указанной ультразвуковой волны практически вызывает волна АЭ, распространяющаяся н том же направлении, что и ультразвуковая волна. Модулированная по фазе ультразвуковая волна принимается электроакустическим преобразователем 3, имеющим полосу пропускания от fÄ -f до f +f, сигнал с его выхода усиливается усилителем 5 и поступает на второй нход фазового детектора 13. На выходе фазового детектора, верхняя частота пропускания которого ограничена неличиной f, получают напряжение, изменяющееся по закону изменения сигналов ЛЭ. Это напряжение поступает на вход формирователя 7 импульсов, на выходе ко1113735

Составитель Г.Максимочкин

Редактор Н.Ивыдкая Техред Ж.Кастелевич рр

Ко ектор В.Вутяга

Заказ 6612/37 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР п о делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. /

4 5

Филиал ППП"Патент", Г. Ужгород. ул. Проектная, торого получают импульс, соответст- вуюший одиночному акту акустической эмиссии, который в некоторый момент времени t поступает на вход измерителя 9 интервалов времени.

В то же время в изделие излучают с помошью генератора 12 и электроакустического преобразователя 4 ультразвуковую волну с частотой удовлетворяюшей условию f> > fq + 2 а f„ — Г . Эта ультразвуковая волна, распространяющаяся навстречу ультразвуковой волне с частотой

f, также модулируется по фазе той же волной АЭ, и в блоках усилителя

6, фазового детектора 14 и формиро- 15 вателя 8 преобразуется во второй одиночный импульс, поступаюший в некоторый момент времени tz на второй вход измерителя 9 интервалов времени, на выходе которого получают ве- 2р личин

У

t4 12 (14 12 3/сб (1) где 1 — акустический путь, проходимый ультразвуковой волной с частотой с

Ч; от источника АЭ до приемного преобразователя 3, 1 — акустический путь, проходимый ультразвуковой волной с частотой от того же источника АЭ до приемного преобразователя

2. Учитывая, что обшая длина акустического пути 1 = 1„ + 1 известна и определяется расположением электроакустических преобразователей и геометрией изделия, координаты источни- ка АЭ могут быть определены из соотношения(1)по измеренной величине

t, — tz, При этом шкала индикатора может быть проградуирована непосредственно в единицах величины 1, -12.

При использовании изобретения для определения местоположения дефекта в изделии сложной формы в нем необходи мо определить лишь один параметр ,1, — 1, что упрощает устройство, уменьшает время, необходимое для обработки результатов измерений, а в целом расширяет функциональные возможности устройства.