Способ определения координат источников сигналов акустической эмиссии
Изобретение может быть использо - вано при определении координат источ-- НИКОВ сигналов акустической эмиссии в тонкостенных конструкциях при их сложно напряженном состоянии. Целью изобретения является повышение досто-- верности определения координат источ- НИКОВ сигналов акустической эмиссии за счет учета влияния анизотропных свойств материала, .конструкции на величину скорости распространения акусти ческого сигнала В качестве приемников сигналов акустической эмиссии используют преобразователи, содержащие два акустических канала преобразования , например преобразователи, выполненные в виде диска из сегнетозлект рического материала, к которому подключены два потенциальных электрода . Группу, состоящую из четырех таких преобразователей, размещают на контролируемой зоне конструкции. Во время нагрутсения последней принимают сигналы акустической эмиссии, измеряют разницы времен прихода сигналов к преобразователям, а также разницу времен прихода сигналов с каналов каждого преобразователя. Для каждого преобразователя определяют скорость распространения принятой им моды акустического сигнала. Полученные величины скоростей распространения акустических сигналов используют для определения координат источниковпо зависимости между временами прихода, скоростью принятых мод акустических сигналов и расстоянием до источника , сигналов. 1 ил. с S
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (gl) 4 G 01 N 29/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4194520/25-28 (22) 12.02.87 (46) 07. 12. 88. Бюл,Ф 45 (72) А.И,Адонин, В.Н.Москвин, А.Н.Серьезнов, И.О,Поляков, В.П.Стариков, С.П.Широков, В,В.Латыпов и Е.И.Соколов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1026049, кл. G 01 N 29/04, 1983.
Грешников В.A. и др. Акустическая эмиссия.- М., 1976, с.272. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ
ИСТОЧНИК() В СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ
ЭМИССИИ (57) Изобретение может быть использо» вано при определении координат источников сигналов акустической эмиссии в тонкостенных конструкциях при их сложно-напряженном состоянии. Целью изобретения является повышение достоверности определения координат источников сигналов акустической эмиссии за счет учета влияния анизотропных свойств материала. конструкции на величину скорости распространения акусти„„SU„„3442905 А 1 ческого сигнала. В качестве приемников сигналов акустической эмиссии используют преобразователи, содержащие два акустических канала преобразования, например преобразователи, выполненные в виде диска из сегнетоэлектрического материала, к которому подключены два потенциальных электрода. Группу, состоящую из четырех таких преобразователей, размещают на контролируемой зоне конструкции.
Во время нагружения последней принимают сигналы акустической эмиссии, измеряют разницы времен прихода сигналов к преобразователям, а также разницу времен прихода сигналов с каналов каждого преобразователя. Для каждого S преобразователя определяют скорость распространения принятой им моды акустического сигнала. Полученные величины скоростей распространения акустических сигналов используют для опре» деления координат источников-по за» висимости между временами прихода, скоростью принятых мод акустических сигналов и расстоянием до источника сигналов. 1 ил.
1442905
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при определении координат источников сигналов акустической
5 эмиссии в тонкостенных конструкциях при их сложно-напряженном состоянии.
Цель изобретения — повышение достоверности определения координат источников сигналов акустической l0 эмиссии за счет учета влияния анизотропных свойств материала конструкции на величину скорости распространения акустического сигнала.
На чертеже представлено устройство 15 для определения координат источников сигналов акустической эмиссии.
Устройство определения координат источников сигналов акустичЕской эмиссии содержит четыре одинаковых 20 канала обработки, один из которых показан на чертеже. Первый канал устройства содержит преобразователь с чувствительным элементом 1, первым 2 и вторым 3 потенциальными электродами 25 первый 4 и второй S усилители, первый
6 и второй 7 блоки формирователей импульсов, первый.8 и второй 9 блоки определения разности времен прихода, а также блок 10 накопления и расчета 30 координат. Преобразователь выполнен в виде диска из тонкого сегнетоэлектрического материала, к которому подключены первый электрод 2 в виде кольца Йа краю преобразователя и 35 второй электрод 3 в виде диска, расположенного в центре преобразователя.
Потенциальные электроды 2 и 3 преобразователя подключены соответственно к последовательно соединенным первому 10 усилителю 4 с.первым блоком 6 формирователя импульсов и к второму усили телю 5 с вторым блоком 7 формирователя импульсов. Выходы блоков 6 и 7 формирователей импульсов подключены 45 соответственно к первому и второму входам первого блока 8 определения разности времен прихода, выход которого подключен к первому входу первого канала 10 накопления и расчета координат. Выход второго блока 7 формирователя импульсов соединен с входом первого канала второго блока
9 определения разности времен прихода, выход которого подключен к второму входу первого канала блока 10 накопления и расчета координат.
Второй блок 9 определения разности времен прихода и блок 10 накопления и расчета координат являются общими для каналов устройства.
Способ реализуется следующим образом.
Во время нагружения конструкции сигналы акустической эмиссии достигают чувствительного элемента 1 преобразователя в первом канале устройства. Возникающие при этом электрические сигналы, снимаемые с первого потенциального электрода 2 преобразователя, усиливаются первым усилителем 4 и поступают в блок 6 формирователя импульсов, где в момент превышения передним фронтом сигнала определенного порогового уровня формируется положительный импульс. Через время 5t,, определяемое акустическими свойствами материала конструкции и расстоянием между потенциальными электродами преобразователя, сигналы акустической эмиссии достигают места расположения потенциального электрода 3 преобразователя, с которого электрический сигнал, усиленный вторым усилителем 5, поступает во второй блок 7 формирователя импульсов. IIo положительным импульсам, возникающим на выходе блоков 6 и 7 формирователей импульсов, в блоке 8 определяется разность времен прихода сигналов акустической эмиссии к электродам преобразователя в первом канале, кото— рая поступает на первый вход первого канала блока 10 накопления и расчета координат.
На второй вход первого канала этого блока из блока 9 передается разность времен прихода сигналов акустической эмиссии к разным преобразователями устройства. Одновременно с этим такая же информация поступает с других каналов устройства и передается на соответствующие входы. блока
10 накопления и расчета координат.
В тот момент, когда в блок 10 будут переданы разности времен прихода сигналов акустической эмиссии к преобразователям во всех четырех каналах и к потенциальным электродам преобразователей, в этом блоке определяются координаты источника сигналов по соотношениям
1442905
2 2 2 2 f 2
2R (v2Y +vY2 — viYo-чУ) +v П - Y) ЯviY — Х2-Х То ТХ вЂ” Xo Х Yi- Y2
Х (УХ Y<}(Yo - Yi }(Y2 - Yo}
Хт -ХY,+ХY,-ХУ,-ХY,+XoY
+ ч Х -QYq - Y }Я, - ХХ} — ДО - т,} 3Ь - Х2}
- У2Х. — Y.Х, - Y,Х, + У.Х
У,Х +У,Х, Хз Х ХО- Х Х2- ХО
X, — Х +Y-Yo-v,-2а (хю-ХО)-2 Л ° -Y ) где R
2(Р„(Х,-Х) +Р (У, - Yo) +ч,) 2 (v2Уа + vgY g vr Ув - v2Y+g}
Х УΠ— Х2УО + Хту, — Хф), — Х 72 ХО
2!VXX + ч х2 - ч X - Vox )
P а Х ь Х:7Х тХ -YX -УХХ)-УХ. °
О 2
v «ч". ° v - — — v
2 ! чл
1 в бс
v„ разности времен прикола сигналов к (>-му и I-му преобразователям и к !"му н 2-му преобразователям соответственно; разности времен прихода сигналов к потенциальным злектродам 1 го и 2 го преобразо вателя соответственно; координаты О-го преобразователя; координаты t-ro преобразователя; координаты 2-го преобразователя; искомые координаты источника сигналов акустической змиссии. а „бс, Xoю
X„Y, Х2е У2
Х, Y
После того, как координаты источника сигналов акустической эмиссии опре. делены, результаты расчетов из блока
10 накопления и расчета координат выводятся на устройство отображения для анализа (не показано).
Способ позволяет определить координаты источников сигналов акустической 4 эмиссии в конструкциях из материала с анизотропными акустическими свойствами за счет того, что предусматривает определение скорости распространения принятой моды акустического сигнала для каждого преобразователя в отдельности. В этом случае преобразователи принимают акустические сигналы, распространяющиеся в материале конструкции с различной скоростью, 50 в зависимости от расположения преобразователей относительно источника сигналов. Раздельное определение скорости принятой моды акустического сигнала для каждого преобразователя
55 повышает точность определения координат и тем самым достоверность определения координат источников сигналов акустической эмиссии.
Формула изобретения
Способ определения координат источ— ников сигналов акустической эмиссии, заключающийся в том, что группу преобразователей размещают на контролируемой зоне конструкции, конструкцию нагружают, .принимают сигналы акустической эмиссии, измеряют времена прихода сигналов к преобразователям и по зависимости между временами прихода, скоростью акустических сигналов в материале конструкции и расстоянием до источника сигналов определяют координаты источника сигналов акустической эмиссии, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше ния достоверности определения координат источников за счет учета влияния анизотропных свойств материала конструкции на величину скорости распространения принятой моды акустичес кого сигнала, используют преобразователи, содержащие два канала преобра зования, во время нагружения конструкции измеряют разницу времен прихода сигналов акустической эмиссии с каналов преобразователей, а при расчете
Составитель Е. Ильичев
Техред Л.Сердюкова
Корректор М.Васильева
Редактор Е.Папп
Заказ 6378/4I
Тираж 847
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
ti3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 )442905 6 координат источников сигналов акус- для каждого преобразователя по завитической эмиссии используют скорости симости между скоростью и разностью распространения принятых мод акустиче. времен прихода сигналов с каналов ского сигнала, которые определяют преобразователя.
