Устройство для акустического контроля изделий

 

Изобретение относится к акустическому контролю и может быть использовано для диагностики нагружаемых .до разрушения изделий. Цель изобретения - повышение надежности и достоверности контроля в условиях ограниченного объема поступающей информации за счет использования дополнительной информации об очередности растрескивания хрупкого покрытия на контролируемых участках поверхности изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ип.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,.SUÄÄ 1469443 А1 (51)4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИЛИ 12, выходы которых подключены к соответствующим дополнительным входам регистратора 3, а каждый канал приема и обработки сигналов снабжен подключенными к выходу соответствующего фильтра 6 и анализаторами !3

- импульсов, вторые входы которых подключены к выходу генератора счетных импульсов а выходы подключены

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, .(21) 4250637/25-28 (22) 27.05.87 (46) 30.03.89. Бюл. 9 12 (72) Е. А. Кавешников, В. В. Яценко, А. Н. Черных, A. И. Остапенко и Г. И.. Козикин (53) 620. 179. 1 6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 367360, кл. G О1 N 3/08, 1973.

Кирякин А. В., Железная И. Л. Акустическая диагностика узлов и блоков

РЭА. М.: Радио и связь, 1984, с. 71-:

72.

Изобретение относится к акустическому контролю и может быть использо- вано для диагностики нагружаемых до разрушения изделий.

Цель изобретения » повышение надежности-и достоверности контроля в условиях ограниченного объема поступающей информации за счет использования дополнительной информации об очередности растрескивания хрупкого покрытия на контролируемых учас жах поверхности изделия.

На фиг. 1 представлена блбк-схема устройства для акустического контроля иэделий; на фиг. 2 — вариант выполнения анализатора импульсов.

Устройство для акустического контроля изделия содержит генератор 1 счетных импульсов, синхронизатор 2, регистратор 3 и несколько каналов приема и обработки сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемного злектроаку- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к акустическому контролю и может быть использовано для диагностики нагружаемых до разрушения иэделий. Цель изобретения — повышение надежности и достоверности контроля в условиях ограниченного объема поступающей информации за счет использования дополнительной информации об очередности растрескивания хрупкого покрытия на контролируемых участках поверхности изделия, l з.п. ф-лы, 2 ил.

2 стического преобразователя 4, усипи- и в теля 5, фильтра 6, порогового элемен-, та 7 и ключа 8, выход которого подключен к соответствующему входу регистратора 3, и измерителя 9 времен- 3® ных интервалов, первый вход которого вфЬ подключен к выходу синхронизатора 2, фф второй вход - к выходу генератора 1 {© счетных импульсов, а выход — к вто- ф рому входу ключа 8 п излучателей сиг- р налов акустической эмиссии, выполнен- © ных из слоев хрупких покрытий 10, .нанесенных на контролируемые участки

;поверхности изделия 11, и и элементов

43 з 14694 к входам соответствующих элементов

ИЛИ 12.

Анализаторы 13 импульсов выполнены из последовательно соединенных детектора 14, второго порогового

5 элемента 15, счетчика 16 импульсов второго ключа 17, третьего порогового элемента 18 и элемента 19 совпадений, выход которого служит выходом анализатора 13 импульсов, полосового филь тра 20, вход которого служит первым входом анализатора 13 импульсов, а выход подключен к входу детектора 14, подключенного к выходу полосового 15 фильтра 20 четвертого порогового элемента 21, выход которого подключен к второму входу элемента 19 совпадений, делителя 22 частоты, вход которого служит вторым входом анализатора 13 20 импульсов, а: выход подключен к второму входу второго ключа 17, и подключенного к выходу делителя 22 частоты блока 23 задержки, выход которого подключен к второму входу счет- 25 чика 16 импульсов.

Устройство работает следуюцим образом.

На поверхность изделия 11 наносят хрупкое покрытие 1О в виде несколь- 30 ких прилегающих один к другому участков (источников сигналов акустической эмиссии) с различными для каждого участка параметрами его растрескивания и модулем упРугости покРытия, 35 приблизительно равным модулю упругости мате риала пове рх ности изделия I 1 .

Изделие нагружают до разрушения, принимают при помощи преобразователей 4 акустические колебания, вызванные 1п акустической эмиссией материала изделия 11 и растрескиванием хрупкого покрытия 10, усиливают принятые сигналы с помоцью усилителей 5- и подвергают фильтрации с помощью фильтров

6. С выхода фильтров 6 электрический сигнал поступает на входы соответствующих пороговых элементов 7. Затем с помощью измерителя 9 временных интервалов, ключа 8 по сигналу noporosoro элемента 7 формируется сигнал а величине интервала 5t между началом нагружения иэделия и моментом превыщения этим сигналом порогового значения. Сигнал о начале нагружения изделия формируется синхронизатором

2 и поступает на первый вход измерителей 9 временных интервалов, после чего последние обнуляются и с иарользованием счетных импульсов, вырабатываемых генератором 1, осуществляют измерение (счет) текущего интервала нагружения изделия. При превышении амплитудой электрического сигнала, поступающего с выхода фильтров 6, уровня помех в тракте измерения, пороговый элемент 7 вырабатывает сигнал, которым открывается ключ 8. С выхода последнего сигнал о величине

Qt поступает на входы регистратора

3. По измеренным для каждого преобразователя 4 величинам Лй определяется разница во времени прибытия каждого сигнала от каждого преобразователя и но ней находят место расположения источника сигналов акустической эмиссии.

Одновременно с анализом относительного временного положения элек» трического сигнала, поступающего с выхода фильтров 6, в анализаторе 13 импульсов осуществляется выделение и анализ амплитудного уровня составляюцих этого же сигнала, соответствующих отдельным участкам хрупкого покрытия 10. Выбор конкретных параметров растрескивания хрупкого покрытия для отдельных его участков, а отсюда, и техническая реализация анализаторов 13 импульсов определяется спецификой решаемых на практике задач. При этом могут быть использованы, например, следующие параметры: число импульсов в единицу времени; суммарное число импульсов, наблюдаемых за определенный интервал време» ни; форма огибающей импульсов, частотный спектр и производные от него параметры, например преобладаюцие частоты; амплитудное распределение импульсов — закон распределения по амплитудам импульсов, принятых за интервал времени или за время наблюдения.

Обеслечение различий составляющих электрического сигнала по отмеченным и другим их параметрам осуцествляется путем нанесения хрупких покрытий с отличающимися по участкам физикомеханическими свойствами, с отличающейся геометрической (поверхностной или внутренней) конфигурацией, например в виде трафаретной сетки с разной конфигурацией отверстий. В случаях необходимости (при отсутствии или недостатке априорных данных) может быть проведена экснерименталь469443 6

5 1 ная оценка значений параметров растрескивания хрупкого покрытия для каждого его участка, например, путем нх измерения при нагружении изделия или его элементов до разрушения. Результаты такой оценки используются для настройки анализаторов 13 импульсов.

На фиг. 2 изображена блок-схема анализатора 13 импульсов, который реализует выделение составляющей электрического сигнала с выхода фильтров 6 и их анализ по двум парамет— д ам растрескивания хрупкого покрытия: преобладающим частотам If;I,) (р — но мер частоты) спектра импульсов и числу ш, импульсов с этими частотами, .наблюдаемых на интервалах времени периодически повторяемых и соизмеримых с максимально возможным интервалом следдвания импульсов растрескивания хрупкого покрытия.

Электрический сигнал с каждого из фильтров 6 поступает через обьединен алые первые входы соответствующей ему группе блоков 13 (i = 1, n) на вход полосового фильтра 20, с помощью которого выделяются составляющие этого сигнала с преобладающими частотами, соответствующими по каждой составляющей частотам растрескивания хрупкого покрытия одного из его участков.

Выделенная фильтром 20 составляющая электрического. сигнала (представляющая собой многокомпонентный сигнал, близкий по форме к серии импульсов акустических колебаний, возникающих от растрескивания хрупкого покрытия на соответствующем участке) поступает иа вход порогового элемента 2!,, адаваемого элементом 21, который

ырабатывает сигнал, свидетельствующий о интенсификации амплитудного уровня данной (i-й) составляющей электрического сигнала и соответству ющей ей составляющей акустических колебаний от растрескиваиия хрупкого покрытия одного из его участков. Сигнал с выхода элемента 21 поступает на второй вход блока 19 совпадения, на первый вход которого поступает сигнал о нахождении значения второго параметра (n -,) растрескиваиия хрупкого покрытия i-ro участка между нижним и верхним пороговьии значениями, реализуемыми в пороговом элементе 18.

Параметр n . определяется путем пери1 одического подсчитывания счетчиком.5

Э5

16 импульсов, которые формируются с помощью детектора 14 огибающей и порогового элемента 15. Детектор 14 огибающей выделяет огибающую сигнала с выхода полосового фильтра 20. Выделенный сигнал поступает на вход порогового элемента 15. В случае превьюпения величины порога амплитудой сигнала огибающей элемент 15 вырабатывает сигнал (нмпульс), который поступает на вход счетчика .16. Интервал времени, в течение которого счетчиком

16 периодически ведется счет импульсов, формируется делителем 22 частоты следования импульсов, которые поступают на его вход с выхода генератора l. Очередным импульсом с выхода делителя 22 открывается ключ 17, который пропускает при этом сигнал о величине и. на вход порогового эле1 мента 18 н после некоторой его задержки во времени в блоке 23 задержки обнуляется счетчик 16. Время задержки для блока 23 выбирается исходя из инерционности срабатывания порогового элемента 18.

При наличии на обоих входах элемента 19 совпадения соответствующих сигналов HN вырабатьвается сигнал появления i-й составляющей электрического сигнала с параметрами (f и ш> который с выхода анализатора

l3 импульсов поступает через один из элементов ИЛИ 12 на регистратор 3.

По зарегистрированным перед моментом разрушения изделия сигналам составляющих электрического сигнала от преобразователей 4 определяют очередность следования этих сигналов во времени, а также очередность их исчезновения, по этим очередностям находят место расположения источника акустических колебаний, а по нему определяют наименее прочный элемент изделия .

Формула изобретения

l. Устройство для акустического контроля изделий, содержащее генератор счетных ыкпульсов, синхронизатор, регистратор и несколько каналов приема и обработки сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемного электроакустического преобразователя, усилителя, фильтра, порогового, элемента и ключа, выход которого подключен. к

> соответствующему входу регистратора, )469443 и измерителя временных, интервалов, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, Второй вход— к выходу генератора счетных импуль5 сов, а выход — к второму входу ключа, о тличающееся тем„ что, с целью повышения надежности и достоверности контроля, оно снабжено и излучателями сигналов акустической g эмиссии, выполненньми из слоев хрупких покрыт м, нанесенных на контролируемые участки поверхности изделия, и и элементами.ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим дополни- 15 тельным входам регистратора, а каждый канал приема и обработки сигналов снабжен подключенными к выходу соответствующего фильтра и анализатоами импульсОВ, Вторые ВхОды кОторых 2О одключены к выходу генератора счетых импульсов, а выходы подключены к входам соответствующих элементов

ИЛИ.

2. Устройство по и. I о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что.каждый из анализаторов импульсов выполнен из последовательно соединенньк детектора, второго порогового элемента, счетчика импульсов, второго ключа, третьего порогового элемента и элемента совпадений, выход которого служит выходом анализатора импульсов, полосового фильтра, вход которого служит первым входом анализатора импульсов, а выход подключен к входу детектора, подключенного к выходу по— лосового фильтра четвертого порогового элемента, BbKop, которого подключен к второму входу элемента совпадений, делителя частоты, вход которого служит втбрым входом анализатора импульсов, а выход подключен к Второму входу второго ключа, и пвдключенного к выходу делителя частоты блока задержки, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов.!

469443

Составитель Г. Иаксычочкин

Редактор М. Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор 0. Кравцова

Заказ !354/5! Тиран 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иаобретениан и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35 Рауаакан нао., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат патент",. г. Уигород, ул. Гагарина,101