Устройство для акустико-эмиссионного контроля изделий

 

Изобретение касаемся неразрушающего контроля методом акустической эмиссии и может быть использовано при определении наличия и степени опасности развивающихся дефектов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля, В устройстве сигналы акустической эмиссии (АЭ) преобразуются в электрические, усиливаются , детектируются и поступают на интегратор, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и с первым входом компаратора. На второй вход компаратора подается опорное напряжение. При превышении . выходным сигналом интегратора опорного уровня компаратор срабатывает, при этом интегратор и АЦП сбрасываются, а число срабатываний компаратора подсчитывается счетчиком. Таким образом , число на счетчике соответствует числу равных по площади зон под огибающей амплитуды, АЦП сбрасывается при каждом срабатывании компаратора и по окончании импульса АЭ код на нем соответствует площади последней зоны под огибающей амплитуды события АЭ, Коды с АЦП и счетчика объединяются в выходном слове следующим образом: чем болЫпе произошло срабатываний компаратора, тем больще усекается разрядность кода АЦП, например, чтобы суммарная разрядность АЦП и кода числа срабатьшаний счетчика была бы равна разрядности щины передачи данных в регистратор . Следовательно, при малых амплитудах событий АЭ все разряды сигнала определяют информации с АЦП. С увеличением амплитуды сигнала АЭ количество разрядов сигнала, передаваемых с АЦП, уменьшается, освобождая разряды для передачи информации со счетчика о количестве равных по площади зон под огибающей сигнала АЭ, Следовательно, при малых амплитудах точность измерения площади под огибающей сигнала повышается благодаря использованию всех разрядов шины передачи данных для кода АЦП. При больших амплитудах динамический диапазон измерения увеличивается благодаря использованию всех разрядов шины данных для передачи сигналов со счетчика о количестве равных по площади зон под огибающей амплитуды АЭ. ил. (Л ГС кэ Од ND СО 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1191 (11) (51) 1 G 0 l N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3766619/25-28 (22) 05.06.84 (46) 23.04.86. Бюл. 9 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) В.Б.Пастернак, М.М.Шпинер, Б.А.Буденков и Т.В.Мазур (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1113736, кл. С 01 N 29/04,,1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение касаешься неразрушающего контроля методом акустической эмиссии и может быть использовано при определении наличия и степени опасности развивающихся дефектов, Цель изобретения — повышение достоверности контроля. В устройстве сигналы акустической эмиссии (A3) преобразуются в электрические, усиливаются, детектируются и поступают на интегратор, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и с первым входом компаратора °

На второй вход компаратора подается опорное напряжение. При превышении . выходным сигналом интегратора опорного уровня компаратор срабатывает, при этом интегратор и АЦП сбрасываются, а число срабатываний компаратора подсчитывается счетчиком. Таким образом, число на счетчике соответствует числу равных по площади зон под огибающей амплитуды. АЦП сбрасывается при каждом срабатывании компаратора и по окончании импульса АЭ код на нем соответствует площади последней зоны под огибающей амплитуды события АЭ. Коды с АЦП и счетчика объединяются в выходном слове следующим образом: чем больше произошло срабатываний компаратора, тем больше усекается разрядность кода

АЦП, например, чтобы суммарная pasрядность АЦП и кода числа срабатываний счетчика была бы равна разрядности шины передачи данных в регистратор. Следовательно, при малых Е амплитудах событий АЭ все разряды сигнала определяют информаци1р с АЦП.

С увеличением амплитуды сигнала АЭ С количество разрядов сигнала, передаваемых с АЦП, уменьшается, осво- с бождая разряды для передачи информации со счетчика о количестве равных по площади зон под огибающей сигнала АЭ. Следовательно, при малых амплитудах точность измерения площади под огибающей сигнала повышается благодаря использованию всех разрядов шины передачи данных для кода АЦП. При больших амплитудах динамический диапазон измерения увеличивается благодаря использованию всех разрядов шины данных для передачи сигналов со счетчика о количе- Ъ стве равных по площади зон под огибающей амплитуды АЭ. ) ил.

1226293

Изобретение относится к неразрушающему контролю методом акустической эмиссии и может быть использонано при определении наличия и степени опасности развивающихся дефектов.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

На чертеже представлена блок-схема устройства для случая носьмиразрядной магистрали передачи данных.

Устройство содержит соединенные последовательно преобразователь 1, предусилитель 2, усилитель 3, детектор 4, интегратор 5, компаратор 6, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения Е „, расширитель 7 и счетчик 8. Выход интегратора 5 подсоединен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 9. Выход расширителя 7 соединен с входами сброса интегратора 5 и АЦП 9, а также с входом сдвига регистра 10 сдвига.

Каждый разряд выхода АЦП 9 подсоединен через последовательно включенные элементы И 11-18 и ИЛИ 19-26 к соответствующему разряду входа данных блока 27 регистрации, в состав которого может входить 3ВМ. Каждый разряд выхода регистра 10 сдвига соединен с вторым входом соответствую-, щего элемента И 11-18. Каждый разряд выхода счетчика 8 подключен к вторым входам соответствующего элемента

ИЛИ 19-26 и к входу порядка расположения данных блока 27 регистрации.

Разрядные входы регистра 10 сднига соединены с источником "JIor.1", а информационный вход — с источником Лог. О". При восьмиразрядной магистрали данных блока 27 регистрации нось— миразрядными должны быть выход АЦП 9, выход счетчика 8, вход разрядов и выход регистра 10 сдвига ° Так как порядок расположения данных на восьмиразрядной магистрали данных блока 21 регистрации определяется только тремя разрядами (остальные пять разрядов не несут информации) с выхода счетчика 8, то на вход порядка блока 27 регистрации достаточно подключить только три младших разряда с выхода счетчика 8.

Устройство работает следующим образом.

При появлении на преобразователе

1, установленном на контролируемом изделии (не показано), сигналов А3 они преобразуются н электрические, усиливаются в предусилителе 2 и усилителе 3 и поступают на детектор 4 для преобразонания н нидеосигнал, который интегрируется в интеграторе

5 и поступает на АЦП 9 и на первый вход компаратора б. На второй вход компаратора 6 подается опорное напряжение Е, при превышении которого компаратор срабатывает, импульс с его выхода расширяется на нремя, достаточное для сброса интегратора 5 и АЦП 9 и запуска счетчика 8. Опорное напряжение Е на входе компа оп ратора б устанавливается таким, что интегратор 5 работает только н линейной области. Когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает значения Е д„, компаратор б срабатывает.

Количество срабатываний компаратора 6 за длительность события запоминается на выходе счетчика 8 и сигнализирует о числе. зон, равных по площади под огибающей амплитуды.

АЦП 9 сбрасывается.при кажцом срабатывании компаратора 6 и измеряет площадь последней зоны под огибающей амплитуды события. Точность измерения зависит от линейности той области, в которой работае-. интегратор 5, и от количества разрядов АЦП 9.

Установка информации на разрядных входах регистра 10 сдвига происходит с источника "Лог. 1". Сброс счетчика 8 и АЦП 9, а также начальная установка регистра 10 сдвига производятся при включении питания и после каждого приема информации блоком 27 регистрации. Сдвиг информации в регистре 10 сдвига происходит импульсом с расширителя 7 при каждом срабатывании компаратора б. При этом н младший разряд регистра !0 сдвига записывается "Лог. 0 по информационному входу. Информация с каждого разряда АЦП 9 и регистра

l0 сдвига подается на соответствующий разряду элемент И 11 18, а сигнал с выхода каждого элемента И поступает на соответствующий ему элемент ИЛИ !9-26. С каждого разряда счетчика 8 информация подается на соответствующий разряду второй вход элемента ИЛИ 19-26 и на вход порядка блока 27 регистрации (на этот вход достаточно подать три младших

22б293

На входы порядка расположения данных блока обработки информации по- 4О ступает информация о том, сколько младших разрядов на магистрали данных определяет количество равных зон под огибающей и сколько старших разрядов определяет площадь под по- 45 следней зоной под огибающей амплитуды. Например, код на входах порядка 00000011 означает, что три младших разряда магистрали данных определяют количество равных зон, а ос- 50 тальные разряды — площадь последней зоны под огибающей (для восьмиразрядной магистрали данных достаточно трех разрядов входа порядка). При этом, если код на шине данных 55

10!11011, то это значит, что были три равные по площади эоны под огибающей и площадь последней зоны

3 1 разряд» при восьмиразрядной шине данных). С выхода каждого элемента

ИЛИ 19-26 информация поступает на соответствующий разряд входа данных блока 27 обработки информации.

При малой амплитуде события АЭ, когда компаратор еще не сработал; на всех выходах регистра сдвига — Лог.! и на выходах всех элементов И выставлена информация с АЦП, которая и проходит на блок обработки информации через элементы ИЛИ, так как на другой вход последних поступают со всех разрядов счетчика "Лог. 0", На входах порядка блока регистрации выставлены все "0", означающие, что все данные переданы только с АЦП.

Если событие АЭ такой амплитуды, что срабатывает один или несколько раз компаратор, то столько же раз происходит сброс АЦП, оставляя на выходе последнего значение в двоичном коде площади последней зоны под огибающей амплитуды. На выходе счетчика выставляется число срабатываний компаратора в двоичном коде. На выходе регистра сдвига выставляется столько "Лог. 0 (начиная с младшего разряда), сколько было срабатываний компаратора. Тогда на магистраль данных блока 27 регистрации поступает: с АЦП в двоичном коде площадь последней зоны под огибающей амплитуды (старшие разряды) — "мантисса"; со счетчика в двоичном коде количество равных по площади зон под огибающей амплитуды (младшие разряды) — "порядок".

3 t0 15

10111 условных единиц в двоичном коде.

Следовательно при малых амплитудах событий АЭ все разряды сигнала на входе данных блока 27 регистрации определяют линейный интегральный критерий, т.е. информации передается только с АЦП. С увеличением амплитуды события АЭ количество разрядов сигнала, передаваемых с АЦП, постепенно уменьшается, освобождая разряды для передачи информации со счетчика о количестве равных по площади зон под огибающей амплитуды события

АЭ. Следовательно, при малых амплитудах точность измерения линейного интегрального критерия повышается благодаря использованию всех разрядов магистрали данных для передачи всего сигнала с АЦП. При больших амплитудах динамический диапазон измерения увеличивается благодаря использованию всех разрядов магистрали данных для передачи сигнала со счетчика о количестве равных по площади зон под огибающей амплитуды АЭ.

Таким образом, устройство позволяет повысить достоверность контроля за счет улучшения определения значимости каждого события.

Формула изобретения

Устройство для акустико-эмиссионного контроля изделий, содержащее последовательно соединенные преобразователь, предусилитель, усилитель, детектор, интегратор, компаратор, второй вход которого подсоединен к источнику опорного напряжения, расширитель, счетчик и блок регистрации, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к выходу интегратора, выход расширителя соединен с входами сброса интегратора и аналогоцифрового преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено регистром сдвига, вход сдвига которого соединен с выходом расширителя, разрядные входы соединены с источником логической единицы, а информационный вход — с источником логического нуля, последовательно соединенными элементами

И и ИЛИ, включенными между каждым

Составитель В.Ржевкин

Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Редактор И.Дербак

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 2122/40

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

S разрядом выхода аналого-цифрового преобразователя и соответствующим разрядом входа данных блока регистрации, вторые входы элементов И сое1226293 6 динены.с соответствующим разрядом выхода регистра сдвига, а вторые входы элементов ИЛИ вЂ” с соответству. ющим разрядом выхода счетчика.