Способ регистрации сигнала акустической эмиссии

 

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, заключаняцийся в том, что устанавливают на исследуемый объект пьезоэлектрический узкополосный преобразователь с пьезопластиной , измеряют разность потенциалов на поверхности пьезопластины и на основании этой величины судят о парамет1 «г. OamuiM ,отн.ев. pax сигнала акустической эмиссии, о тличающий с я тем, что, с целью повышения информативности, используют в качестве пьезопластшП) пластину гексагонального иодата лития , предварительно устанавливают на исследуемый объект несколько дополнительных узкополосных преобразователей , полосы пропускания которых перекрывают рабочий диапазон частот, с их помощью определяют верхнюю граничную частоту fo спектра сигнала акустической эмиссии и выбирают толщину d пластины гексагонального иодата лития из условия It (О где fg - верхняя граничная частота спектра сигнала акустической эмиссии, МГц; d - толщина пьезопластины,, мм СО 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (1!) 4(51 С

g)

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 3

c d c б в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3642514/25-28 (22) 14.09 ° 83 (46) 07.02.85. Бюл. 11- 5 (72) А. А. Абрамович, А. И. Недбай, В. А. Шутилов и С. Н. Сакиев (71) Ленинградский ордена Трудово".о

Красного Знамени технологический институт целлюлозно-бумажной прожшшенности и ЛГУ им. А. А. Жданова (53) 620.!79.16(088.8) (56) 1. Грешников В. А., Дробот Ю. Б.

Акустическая эмиссия. М., изд-во стандартов, 1976, с. 71-76.

2. Там яе(протстип ). (54 )(57) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛА

АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, заключающийся в том, что устанавливают на исследуемый объект пьезоэлектрический узкополосный преобразователь с пьезопластиной, измеряют разность потенциалов на поверхности пьезопластнны и на основании этой величины судят о параметрах сигнала акустической эмиссии, отличающийся тек, что, с целью повышения информативности, используют в качестве пьезопластины пластину гексагонального иодата лития, предварительно устанавливают на исследуемый объект несколько дополнительных узкополосных преобразователей, полосы пропускания которых перекрывают рабочий диапазон частот, с их помощью определяют верхнюю граничную частоту fo спектра сигнала акустической эмиссии и выбирают толщину d пластины гексагонального иодата лития из условия где f - верхняя граничная частота спектра сигнала акустической эмиссии, МГц;

d - толщина пьезопластины;.мм, 1 1138

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при неразрушающих испытаниях материалов, в частности, при обнаружении дефектов в деталях и конструкциях.

Известен, способ регистрации сигнала акустической эмиссии, заключающийся в том, что устанавливают на исследуемый объект емкостной преобра- 10 зователь, измеряют его емкость и на основании этой величины судят о параметрах сигнала акустической эмиссии Г1 ).

Однако для данного способа харакI терна недостаточно высокая чувствительность, что обусловлено типом применяемого преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регистрации сигнала акустической эмиссии, заключающийся в том, что устанавливают на исследуемый объект пьезоэлектрический узкополос- ный преобразователь с пьезопластиной, измеряют разность потенциалов на поверхности пьезопластины и на основании этой величины судят о параметрах сигнала акустической эмиссии, причем в качестве пьезоэлектрического преоб30 разователя используется узкополосный преобразователь с пьезопластиной, выполненной из пьезокерамики (2).. Однако для известного способа характерна недостаточная эффективность, М так как узкополосность преобразова-, теля приводит к искажению формы сигнала акустической эмиссии, а в форме сигнала содержится значительная инфор:мация о параметрах процесса, происхо-40 дящего в исследуемом объекте.

Цель изобретения — повышение информативности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регистрации сиг"45 нада акустической эмиссии, заключаю.щемуся в том, что устанавливают на иссЛедуемый объект пьезоэлектрический узкополосный преобразователь с пьезопластиной, измеряют разность потенци- 0 алов на поверхности пьезопластины и на основании этой величины судят о параметрах сигнала акустической эмиссий, используют в качестве пьезопластины пластину гексагонального иодата 5 лития, .предварительно устанавливают на исследуемый объект несколько дополнительных узкополосных преобразо731 2 иателей, полосы пропускания которых перекрывают интересующий диапазон частот, с их помощью определяют верхнюю граничную частоту f спектра сигнала акустической эмиссии и выбирают толщину d пластины гексагонального иодата лития из условия

2 3 — (Д (f .f где f - верхняя граничная частота в спектра сигнала акустической эмиссии, МГц;

d - толщина пьезопластины, мм.

На фиг. 1 представлены экспериментально полученные амплитудно-частотные характеристики пьезоэлектрических преобразователей с пьезопластиной из

ЦТС-19 толщиной 6 мм (a)и с пьезопластиной из гексагонального иодата лития толщиной 0,4 мм (s}; на фиг, 2 — высокочастотная часть экспериментально полученной амплитудно-частотной характеристики пьезоэлектрического преобразователя с пьезопластиной из гексагонального иодата лития толщиной

0,05 мм.

Сущность способа заключается в следующем.

Устанавливают на исследуемый объект несколько дополнительных узкопо. — . полосных преобразователей, например, пьезоэлектрических преобразователей с пьезопластиной из ЦТС-19, амплитудно-частотная характеристика одного из которых приведена на фиг. 1, кри-. вая a . .Полосы пропускания узкополосных преобразователей выбирают таким образом, чтобы они перекрывали интересующий диапазон частот, т,е. тот диапазон частот, в который должна входить верхняя граничная частота спектра сигнала акустичеСкой эмиссии.

Определяют наличие разности потен- циалов на каждом из дополнительных преобразователей при попадании на них сигнала акустической эмиссии, постепенно переходя от низкочастотных к более высокочастотным (по собственной частоте дополнительных преобразователей ). Находят последний дополнительный преобразователь, т.е. в данном случае самый высокочастотI ный, на котором есть разность потенциалов. Определяют верхнюю граничную частоту f> спектра сигнала акустической эмиссии, как частоту, равную собственной частоте ранее выявленного

3 11387 последнего дополнительного преобразователя.

Затем снимают с исследуемого объекта дополнительные узкополосные преобразователи и устанавливают на него основной широкополосный пьезоэлектрический преобразователь с пьезопластиной из гексагональнбго иодата лития at - iJO>. При этом пластину вырезают из монокристалла с -LiJ03 Т К, 1р чтобы ее рабочие поверхности были препендикулярны направлению оптической оси (С ) кристаллической решетки материала, а толщину d пластины выбирают из условия

2 3

f6 (4 с —, где f - верхняя граничная частота

8 спектра сигнала акустичес- gp кой эмиссии, МГц;

d - толщина пьезопластины основного преобразователя, мм.

Условия выбора толщины d пластины определены авторами экспериментально 25 и позводяют получить наиболее равномерную амплитудно-частотную характеристику основного преобразователя при достаточно высокой его чувствительности. Амплитудно-частотная характе- що ристика основного преобразователя при частоте f, например, равной

8 ИГц (что соответствует приблизительно условию 0,3 мм

В случае высокой частоты f толщина d пьезопластины становится относительно малой. В этом случае следует применить какую-либо известную специальную технологию изготовления преобразователя. Например, наклеить пластину из гексагонального иодата лития толщиной л 0,5 мм при помощи жесткой акустической связки к торцу звуковода, сошлифовать ее до нужной толщины и нанести на вновь образованную поверхность электрод. Высокочастотная часть основного преобразователя при частоте f, например, равной 50 МГц (что соответствует приблизительно условию 0,04 мм d 6 0,06 мм) с пьезопластиной из гексагонального иодата лития толщиной

0,05 мм приведена на фиг. 2 и представляет собой "гладкую" кривую с неравномерностью э диапазоне частот 30-70 ИГц не более 3 дБ, {при среднем коэффициенте передачи 30 дБ ).

Таким образом, предлагаемый способ регистрации сигнала акустической эмиссии, заключающийся в установке пьезопреобразователя на исследуемый объект, измерении разности потенциалов в пьезопреобразователе и нахождении в результате этого параметра сигнала акустической эмиссии, позволяет повысить информативность за счет регистрации сигналов неискаженной формы благодаря предварительному определению верхней. граничнбй частоты спектра сигнала акустической эмиссии.и выбору на основании ее толщины пластины гексагонального иодата лития, применяемого в пьезопреобразователе.

1138731

Физ. 2

-Эакаэ 10680/34

Тирах 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Волков

Редактор П. Коссей Техред Л.Иратяшова Корректор,О. Билак