Устройство для акустоэмиссионного контроля кольцевых сварных швов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и. может быть использовано для контроля развивающихся дефектов и определения их координйт на кольцевом шве. Целью изобретения является повьшение достоверности контроля кольцевого шва за счет введения двух дополнительных каналов контроля и пространственной фильт рации сигналов акустической эмиссии (АЭ). Сигналы акустической эмиссии, принятые преобразователями 3 первого и второго каналов контроля после I , Изобретение относится к неразрутающему контролю и может быть использовано для контроля развивающихся дефектов и определения их координат на кольцевом шве. Цель изобретения - повышение достоверности контроля кольцевого шва за счет введения двух допо лнительных каналов контроля и пространственной фильтрации сигналов акустической 589 усиления и нормировки поступают на входы запоминающих блоков П, 13, . которые запоминают коды с вькода первого счетчика 10, соответствующие моментам регистрации сигналов АЭ. Сигнал на выходе блока 12 вычитания несет информацию 6 координатах зон кольцевого шва. В зависимости от последовательности срабатывания триггеров 6 третьего и четвертого каналов контроля, на выходе триггера 22 устанавливается либо логическая . 1, либо логический О, что является признаком наличия дефекта в той или иной полуокружности. Блок отбраковки с учетом состояния триггеров 6 каналов приема к,моменту переполнения первого счетчика IО вырабатывает логическ то 1, если дефект находится в области кольцевого пта « Дополнительиьгй запоминающий блок 17 осуществляет хранение и накопление информации, а также вьдачу и вьгаод как в блок 40 внешнего .вьшода, так и в блок .39 индикации. I ил. § (Л с 4 ел ч ел 00 ко эмиссии (АЭ), не относящихся к зоне кольцевого сварного шва. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит первьш и второй 2 каналы приема, каждый из которых состоит из последоплтелыш соединенных преобразователя 3, усилителя 4, компаратора 5 и первого триггера 6, первого блока 7 ло

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИН (51) 5 С 01 0 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТП

rlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 1 5. 09. 90. Бюл. Р 3 4 (21) 4231 018/25-28 (22) !6.04.87 (72) А .М. Косарев, С.А. Манжай, С.А. Тарараксин и Г.В. Яковлев (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 868568, кл. G 01 Я 29/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1378574 кл. G 01 N 29/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТОЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ КОЛЬЦЕВЫХ CBAPH6IX ШВОВ (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю и.может быть использовано для контроля развивающихся дефектов и определения их координат на кольцевом шве, Целью изобретения является повышение достоверности контроля кольцевого шва за счет введения двух дополиительнык кана лов контроля и пространственнойфильт рации сигналов акустической эмиссии (АЭ). Сигналы акустической эмиссии, принятые преобразователями 3 первого и второго каналов контроля, после

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля развивающихся де" фектов и определения их координат на кольцевом шве.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля кольцевого шва за счет введения двух дополнительных каналов контроля и пространственной фильтрации сигналов акустической

5 89

„„SU„„3457589 А1 усиления и нормировки поступают на входы запоминающих блоков 11, 13, которые запоминают коды с выхода первого счетчика 1О, соответствующие моментам регистрации сигналов

АЭ. Сигнал на выходе блока 12 вычитания несет информацию о координатах зон кольцевого шва. В зависимости от последовательности срабатывания триггеров 6 третьего и четвертого каналов контроля, на выходе триггера

22 устанавливается либо логическая

"1", либо логический "0", что .является признаком наличия дефекта в той или иной полуокружности. Блок отбраковки с учетом состояния триггеров

6 каналов приема к моменту переполнения первого счетчика 10 вырабатывает логическую "1", если дефект находится в области кольцевого шва, Дополнительно запоминающий блок 17 осуществляет хранение и накопление информации, а также выдачу и вывод как в блок 40 внешнего вывода, так и в блок .39 индикации. l ил. эмиссии (АЭ), не относящихся к зоне кольцевого сварного шва.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первьвТ 1 и второй 2 каналы приема, каждый из которых состоит из последоватепвпо соединенных преобразователя 3, yc илителя 4, компаратора 5 и первого триггера 6, первого блока 7 лоз гической единища, соединенного с Dвходом первого триггера б, и блока 8 порогового уровня, соединенного с вторьи вхедом компаратора 5; последоВательио соединенные первый элемент

ИЛИ 9, нврвый счетчик 10, первый эапомийейций блок Il и блок 12 вычитания; второй запоминающий блок 13, соединенный входом с выходом первого счетчика 10, а выходом с вторым входом блока 12 вычитания, йервый генератор 14 импульсов, последоватеяъно соединенные счетчик 15 адреса, первый мультиплексор !6, дополнительный запоминающий блок 17, сумматор 18 и вто ой мультиплексор 19, соединенный свторым входом дополнительного запоминающего блока 17, выход генератора

l4 импульсов соединен с вторым входом первого счетчика 10, выходы первых триггеров 6 первого и второго каналов приема соединены соответственно с первым и вторым входами первого эле мента ИЛИ 9 и с вторыми входами первого и второго запоминающего блокон

ll, 13, третий 20 и четвертый 21 каналы приема, идентичные первому и второму, нторой триггер 22, последовательно соединенные блок 23 отбраковки, регистр 24 и третий мультиплек сор 25, первую 26 н вторую 27 ячейки задания адреса, соединенные соотнетстненно с вторым н третьим входами третьего мультиплексора 25., последовательно соединенные второй блок 28 логической единицы, третий триггер

29, первый элемент И 30 и второй элемент ИЛИ 31, выходом соединенный с третьим входом дополнительного запоминающего блока 17, последователь-. но соединенные второй генератор 32 импульсов и второй счетчик 33, первый, второй и третий выходы которого

I соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И 30, блок 34 номера зоны, соединенный со вторым входом первого мультиплексора 161 формирователь 35 импульсе, элемент ИЛИ-HE 36, последовательно соединенные инвертор 37, второй элемент И 38 и блок 39 индикации, блок 40 внешнего вывода, блок

41 логического нуля, соединенный с

BTopbM входом второго.мультиплексора 19, первый и второй входы блока

23 отбраковки соединены соответственно с выходами первых триггеров 6 первого1 ивторого 2 каналов приема, 7589 4 пенный и второй входы второго триггера 22 соединены соответственно с третьим и четвертым входамп блока.23 от»

5 браковки и подключены соответственйо к выходам первых триггеров 6 третьего 20 и четвертого 21 каналов приема, входы первых триггеров 6 каналов приема и третьего триггера 29 объ

1п едннены и соединены с выходом форми рователя 35 импульсов, вход которого подключен к выходу первого элемента

И 30, выход Третьего триггера 29 соединен с вторым входом регистра 24, l5 выход блока 12 вычитания соединен с .четвертым входом третьего мультиплексора 25, выход второго триггера 22 соединен с пятым входом третьего муль" типлексора 25, второй выход первого

7р счетчика 10 соединен с третьим входом третьего триггера 29, выход треть.его мультиплексора 25 соединен с третьим входом первого мультиплексора 16, выход дополнительного запоми25 нающего блока !7 соединен с первым входом блока 40 ннешнего вывода и вторым входом блока 39 индикации, выход третьего триггера 29 соединен с вторым входом сумматора 18, вы30 ход элемента ИЛИ-НЕ 36 соединен с вторыми входами блока 40 внешнего вывода, второго элемента ИЛИ 31 и второго мультиплексора 19, выход блока 40 внешнего вывода соединен с первым входом элемента ИЛИ-HE 36 и входом счетчика 15 адреса, второй, третий .и четвертый входы элемента

ИЛИ-НЕ 36 объединены с вторым, третьим и четвертым входами первого зле4р мента И 30 и подключены соответст- венно к второму входу второго эле; мента И 38,. входу инвертора 37 и третьему входу второго элемента

И 38., дб Устройство работает следующим образом.

Акустико-эмиссионные преобразователи 3 каналов l, 2, 20, 21 приема,равномерно размещенные по окружБО ности контроля кольцевого шва, принимают сигналы АЭ и преобразуют пх н электрические. В каждом канале при ема сигнал усиливается далее усилителем 4 и поступает на вход компара" тора 5, на другой вход которого подается минимальный пороговый уровень, несколько превьш ающий уровень шумов и помех ° В том пз каналов l 2 ° приема, н котором раньше, чем н другом, 1457 будет принят сигнал АЭ с амплитудой, превышающей минимальный пороговый уровень, сработает компаратор 5. По переднему фронту выработанного.компаратором 5 импучьса на выходе триггера 6 устанавливается сигнал логической "1", который, пройдя через первый элемент ИЛИ 9, разрешает первому счетчику 10 времени начать от- 10 счет и поступает на управляющий вход запоминающего блока 11 или 13.

Запоминающие блоки 11, 13 при поступлении импульсов на управляющие входы запоминают числа, коды которых 16 подаются с выхода первого счетчика

10 и соответствуют моментам срабатывания триггеров 6 каналов l, 2 приема.

Блок 12 вычитания вычисляет разность времени прихода, которая соот- 20 ветствует линейным координатам зон кольцевого шва, пд одной на каждую полуокружность между АЭ преобразователями 3 каналов 1, 2 приема.

В зависимости от последовательности срабатывания триггеров 6 каналов

20, 21 приема, которая определяется местонахождением дефекта на той или иной полуокружности, выход второго триггера 22 устанавливается в состоя- З0 ние логического "0" или "1". Таким образом, на выходах второго триггера

22 и блока 12 вычитания фиксируется информация о полуокружности и номере зоны нахождения дефекта. 35

589

В первом временном интервале организован режим записи АЭ информации в дополнительный запоминающий блок 17.

Сигналы на выходах второгб счетчика

33 и на входе третьего триггера 29 дешпфрируются первым элементом И 30, Сформированный импульс, пройдя через второй элемент ИЛИ 31 поступает на вход записи. В этот момент времени с помощью первого мультиплексора 16 на адресный вход дополнительного запоминающего блока 17 подается код, который содержит информацию о местонахождении дефекта. Число импульсов АЭ, соде"„жащееся в данной ячейке, увеличивается на единицу по сигналу с выхода третьего триггера 29 сумматором 18 и поступает на вход данных дополнительного запоминающего блЬка 17. Импульс с выхода второго элемента ИЛИ 31 обеспечивает запись информации. При этом адрес каждой ячейки дополнительного sanoминающего блока 17 соответствует полуокружности (информация об этом содержится в младшем разряде адресного слова) и номеру зоны кольцевого шна. Содержимое ячейки соответствует числу актов АЭ, зарегистрированных в данной зоне. По фронту сигнала на выходе первого элемента

И 30 формирователь 35 импульсов вырабатынает сигнал, по которому триггер 6 каналов l 2, 20, 21 приема и третий триггер 29 устанавливается

По прошествии времени, эа которое акустические волны должны достичь преобразователей 3 всех каналов приема, на выходе переполнения первого 40 счетчика 10 времени вырабатывается им.. пульс, устанавливающий выход третьего триггера 29 в состояние логической "1".

Блок 23 отбраковки производит временнуюфильтрацию комбинаций сигналов

АЭ,учитывая состояние выходов триггеров 6 каналов 1, 2, 20, 21 приема. Блок

23 отбраковки K моменту переполнения первого счетчика 10 импульсов вырабатывает на выходах сигналы логической "1", если дефект находится в области кольцевого шва, если к моменту переполнения первого счетчика 10 импульсов не вэведется один или не сколько триггеров 6 каналов приема, то блок 23 отбраковки выработает йа одном из своих..выходов логический "0".

По фронту импульса на выходе третьего триггера 29 код иа его выходах записывается в регистр 24 и поступает на управляющий вход третьего мультиплексора 25, который передает на вход первого мультиплексора 16 код, равный номеру воны дефекта, если он находится в области контроля шва. Если АЭ. сигналы приходят от дефекта, расположенного вне области контроля, то третий мультиплексор 25 передает код адреса одной из специальных ячеек, в которые записывается информация о сиг. налах АЭ, не соответствующих области контроля.

Цикл работы дополнительного sanoмигающего блока 17 разбит на три временных интервала, которые задаются с помощью второго генератора 32 импульсов старших разрядов, второго счетчика 33 и первого мультиплексора 16.

1457589 8 дефектов эа счет накопления акустоэмиссионной информации. в исходное состояние. На этом запись АЭ информации закончена и измерительный тракт устройства готов к приему следующего АЭ. сигнала.

Во время второго интервала организован режим считывания информации из дополнительного запоминающего блока 17 в блок 40 внешнего вывода.

В этот интервал времени первый мультиплексор 16 соединяет адресный вход дополнительного запоминающего блока

17 с выходом счетчика 15 адреса, вы" ходной код которого определяется числом sBflpocoB H& чтение, инициируемых блоком 40 внешнего вывода.

Сигнал запроса чтения на выходе блока 40 и сигналы на выходах второго счетчика 33 дешифрируется элементом

ИЛИ-НЕ 36. По фронту выработанного импульса данные из блока 17 записываются в блок 40 внешнего вывода.

Далее на время этого импульса второй мультиплексор 19 .соединяет вход дан-. ных блока 17 с вьмадом блока Ь1 логического нуля. Импульс на выходе второго элемента ИЛИ 31 обеспечивает обнуление ячейки дополнительного запоминающего блока 17. При этом выходной код счетчика 15 адреса увеличивается на единицу. С этого момента времени устройство готово к приему запроса на чтение информации иэ следующей ячейки блока 17. Периодический вывод данных из дополнительного запоминающего блока 17 позволяет исследовать динамику развития дефекта и исключает возможность его переполнения.

13о время третьего интервала орга" низован режим вывода информации в блок 39индикации,во время которого в каждом цикле контроля первый мультиплексор 16 передает на адресный вход блока 17 код с выхода блока 34 номе ра э оны. Данные, соотв е тствующне этому коду, из блока !7 по сигналу, сформированному вторым элементом И

38, записываются в блок 39 индикациие

Изобретение позволяет определить номер зоны при акустозмиссионнам контроле, осуществлять пространст венную селекцию сигналов, не относящихся к зоне контроля, и регистрировать в специальных ячейках дополнительного запоминающего блока, про изводить контроль динамики развития

Фо рмула изобретения б

Устройство для акусто эмиссионного контроля кольцевых сварных швов, содержащее два канала приема, каждый из которьм состоит из последователь10 но соединенных преобразователя, усилителя, кампаратора и первого триггера, первого блока логической единицы, соединенного с D-аркадом первого триггера, и блока порогового уров

15 ня, соединеннога со вторым входом компаратора, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, первый счетчик, первый запоминающий блок и блок вычитания, второй эапоминаю20 щий блок, включенный между выходом первого счетчика и вторым входом блока вычитания, первый генератор импульсов, последовательно соединенные счетчик адреса, первый мультиплексор, дополнительный запоминающий блок, сумматор и второй мультиплексор, соединенный са вторым входом дополнительного запоминающего блока, выход первого генератора импульсов саеди30 нен со вторым входам первого счетчика, выходы первых триггеров первого и второго каналов приема соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и со 5 вторыми входами пеРвого и второго запоминающих блоков, о т .и и ч а— ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения достоверности контроля кольцевого шва, оно снабжено третьим и

40 четвертым каналами приема, идентичными первому и второму, вторым триг" гером, последовательно соединенными блоком отбраковки, регистром и треть" им мультиплексором, первой и второй

4б ячейками задания адреса, соединенными со вторым и: третьим входами третьего мультиплексора, последаватейьно соединенными вторым блоком логической единицы, третьим триггером, пер" б0 вым элементам И и втарьи. элементом

ИП1, выходам соединенным с третьим входом дополнительного запоминающего

" блока, последовательна соединенными вторым генератором импульсов, и вто» бб рым счетчиком, первый, второй и третий входы которого соединены саотI ! ветственно с вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И, блоком номера зоны, соединенными с

g . 1452589 10 .вторым входом первого мультнплексорй, рого триггера соединен с пятым входом формирователем импульсов, элементом . третьего мультиплаксора, второй выИЛИ-НЕ, последовательно соедииенны- иод nepsoro счетчика соединен с треть. ми ннвертором,. вторым элементом И и . им входом третьего триггера, выход блоком индикации, блоком внешнего выво- третьего мулЬтиплексора соединен с да,блокомлогичеекого иуяя, соеди- . третьим входом первого мультнплексонениьм с втьрью -входом вторб- . ра, выход дополнительного эапомннаю. го мультиплексора, первый и это» щего блока соединен с первым входом рой входы блока отбраковки соединены 10 блока внешнего вывода н вторык вхосоответственно с выходами первых триг- дом блока индикации, выход третьего геров первого и второго каналов при- .триггера.соединен с вторьи входом ема, первый и второй входы второго сумматора, выход элемента ИЛИ-НЕ . триггера соединены соответственно с соединен с вторьии входами блока третьим и четвертым входами блока . f5 внешнего вывода, второго элементе отбраковки и подключень1 еоответст- ИЛИ и второго мультиплексора, выход венно к выходам первых триггеров блока внешнего вывода соединен с пертретьего и четвертого каналов прие- вым входом элемента ИЛИ"НЕ и входом ма, К-входы первых триггеров каналов счетчика адреса, второй, третий и приема и третьего триггера объедине 20 четвертый входы элемента HJIH-НЕ объны и подключены к выходу формирова- . едниены соответственно с вторым, теля импульсов, вход которого подклю- третьим и четвертью входами первого чен к выходу первого элемента И, вы- элемента И и подключены соответстход третьего триггера соединен с венно к второму входу второго элевторым входом регистра, выход блока . 25 мента И, входу ннвертора и третьему вычитания соединен с четвертым входом входу второго элемента Я. третьего мультиплексора, выход вто-

1457589

Составитель И. Соколов

Техред Л.Сердюкова Корректор N Самборская

Редактор Г. Наджарян

4 Ю»

Заказ 332б Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытияМ при ГКНТ СССР

Г 113035, Москва, Ж-35 ° Рауаская наб., д. 4/5

Ю

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101