Устройство регистрации сигналов акустической эмиссии

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью сигналов акустической эмиссии. Цель изобретения -повышение достоверности выделения и регистрации сигналов акустической эмиссии на фоне нестационарных помех и ложных сигналов, амплитуда которых сравнима с амплитудой полезного сигнала. В устройстве выделения и регистрации сигналов АЭ в дискретные моменты времени осуществляется оценка текущего значения амплитуды помех, которая используется для разделения всех принятых сигналов на полезные и ложные. Анализ принятых сигналов проводится арифметико-логическим блоком в реальном масштабе времени. Текущее значение амплитуды помех записывается и хранится в регистре памяти, содержимое которого адаптируется при изменении амплитуды принятого сигнала. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК (11 4 0 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4274091/25-28 (22) 01.07,87 (46) 23,10.89. Бюл. Н 39 (7)) Институт сверхтвердых материаzoicâ АН УССР (72) Л.M,ÖHðèíñêàÿ, С.Ф,Филоненко, Н,И.Городыский, А.Н.Сильвестрон, A.F,.Àðõèïîí, С,Ф.Остриченко и Э.Р.Малиновская (53) 6?0.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1233040i кл. 0 01 N 29/04, 1984, (54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ

АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью сигналов акустической эмиссии. Цель изобретения — повышение достоверноИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выделения и регистрации сигналов акустической эмиссии (A3) .

Целью изобретения является повышение достоверности выделения и регистрации сигналов АЭ на фоне нестационарных помех и ложных сигналов, амплитуда которых сравнима с амплитудой сигналов АЭ, На фиг,1 показана структурная схема устройства регистрации сигналов акустической эмиссии; на фиг.2 схема блока управления; на фиг.3 структурная схема арифметико-логического блока; на фиг.4 — временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

„„SU„„151 6960 А1 сти выделения и регистрации сигналов акустической эмиссии на фоне нестацианарных помех и ложных сигналов, амплитуда которых сравнима с амплитудой полезного сигнала. В устройстве выделения и регистрации сигналов АЭ в дискретные моменты времени осуществляется оценка текущего значения амплитуды помех, которая используется для разделения всех принятых сигналов на полезные и ложные. Анализ принятых сигналов производится арифметико-логическим блоком в реальном масштабе времени, Текущее значение амплитуды помех записывается и хранится в регистре памяти, содержимое которого адаптируется при изменении амплитуды .принятого сигнала ° 4 ил.

Устройс тво регистрации сигналов акустической эмиссии содержит (фиг. 1 ) последовательно соединенные приемник 1 сигналов акустической эмиссии, аналого-цифровой преобразователь 2, буферный накопитель 3 и регистратор 4, а также последовательно соединенные нуль-орган 5, первый ключ 6, счетчик 7 и первую схему 8 сравнения. Вход нуль-органа 5 соединен с выходом приемника 1, а выход с вторым входом буферного накопителя

3. Устройство также содержит блок

9 опорного сигнала, выход которого подключен к второму входу перной схемы 8 сравнения, тактоный генератор 10, блок 11 задания порога обнаружения помехи, блок 12 управления, первый вход которого соедине,t, ны1516960 ходом тактового генератора 10, второй вход — с выходом первой схемы

8 сраннения, первый выход — со нторым входом аналого-цифрового преобразователя 2, а второй выход подключен к третьему входу буферного накопителя 3, и арифметико-логический блок 13, первый вход которого соединен с ныходом аналого-цифрового преобразователя 2, второй вход — с ныходом блока .11 задания порога обнаружения помехи, третий вход подключен к третьему выходу блока 12 управления, а выход соединен с четвертым входом буфепиого накопителя 3.

Выход блока 9 опорного сигнала сое— динен с вторым входом первой схемы

8 сравнения, а выход тактового генератора 10 - с вторым входом ключа 6 °

Блок 12 управления содержит сдвигающий регистр 14 (фиг.2), первый вход которого подключен к выходу тактового генератора 10, первый выход подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя 2, и,второй 15, третий 16 и четвертый

17 ключи, первые входы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходом сдвигающего регистра 14, вторые входы подключены к выходу первой схемы 8 сравнения, а выходы второго 15 и третьего 16 ключа соединены с третьим входом буферного накопителя 3.

Арифметико-логический блок 13

{фиг,3) содержит последонательно соединенные первый коммутатор 18, регистр 19, вторую схему 20 сравнения, второй коммутатор 21,первый сумматор 22, третью схему 23 сравнения, схему

И 24 и второй сумматор 25. Блок также содержит третий коммутатор 26, первый вход которого соединен с вторым выходом второй схемы 20 сравнения и вторым входом схемы И 24, второй вход соединен с первым входом первого коммутатора 18, с вторым входом второго коммутатора 21 и выходом аналого-цифрового преобразователя 2, третий вход — с первым выходом второй схемы 20 сравнения и третьим входом схемы И 24, а четвертый вход подключен к выходу регистра 19, к третьему входу второго коммутатора 21 и третьему входу второго сумматора

25, Второи вход последнего соединен с нторым входом третьей схемы 23 сравнения и выходом блока 11 зада5

1О

55 ния порога обнаружения помехи, а ныход соединен с вторым входом первого коммутатора 18. Второй вход второй схемы 20 сравнения подключен к первому входу первого коммутатора 18 и к выходу аналого-цифрового преобразователя 2, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом первого сумматора 22, второй вход регистра 19 соединен с выходом четвертого ключа 17> а первый выход третьей схемы 23 сравнения подключен к четнертому входу буферного накопителя 3.

Устройство работает следующим образом, Сигналы акустической эмиссии принимаются, преобразовываются в видеосигналы и усиливаются приемником 1, с выхода которого поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 2 и на вход нуль-органа 3 (фиг.4, диаграмма c> ). На выходе последнего формируются HopMHpOpRH ные импульсы с длительностью принятого сигнала (фиг.4, диаграмма е), которые поступают на первый вход ключа 6 и на второй вход буферного накопителя 3.

Обработка сигналов акустической эмиссии начинается с запуска тактового генератора 10 (фиг.4, диаграм-. ма 6 ), импульсы с которого (фиг,4> диаграмма Ь ) поступают на первый вход блока 12 упранления и на второй вход ключа 6, Иа первом выходе блока 12 управления формируются импульсы запуска аналого-цифрового преобразователя 2 (фиг,4, диаграмма ), на выходе которого в эти моменты времени вырабатываются двоичные коды амплитуды входного сигнала, поступающие по щине данных на первый вход арифметико-логического блока

13 и на первый вход буферного накопителя 3 (фиг,4, диаграмма g).

В случае отсутствия сигналя на выходе нуль-органа 5 первый ключ 6 разрешает прохождение импульсов с тактового генератора 10 иа вход счетчика

7, на выходе которого формируется цифровой код длительности временного интервала между двумя соседними импульсами. Этот код сравнивается первой схемой 8 сравнения с кодом из блока 9 опорного сигнала, При раненстве двух кодов на выходе первой схемы 8 сравнения вырабатывается

) 51(ц)»О процессах, 40

55 сигнал управления, сохраняющийся до тех пор, пока цифровой код на выходе счетчика 7 превосходит код с выхода блока 9 опорного сигнала, Обнуление счетчика 7 осуществляется по переднему фронту сигнала с выхода нуль органа 5 (не показано), Сигнал совпадения кодов поступает на второй вход блока 12 управления и разрешает формирование сигналов управления на его втором и третьем выходах (фг»г,4, ) диаграммы, и ), которые поступают соответственно на третий вход буферного накопителя 3 и на третий вход арифметико-логического блока 13, При совпадении сигнала с нуль-органа 5 и сигнала с второго выхода блока )2 управления в буферный накопитель

3 записывается цифровой код амплитуды с выхода аналого-цифрового преобразователя, АриИ»». тико †логическ блок работает следу»с)»)»ил» образом.

Во второй схеме 20 сравнения сравниваются цифровые коды амплитуды сигналов, поступающих из аналогоцифрового греобразователя 2 с кодом, хранящимся в р«гис гре 19. С начала работы устройства содержимое регистра

19 обг»улено. При работе устройства в этот регистр автоматически записывается,текущее значение амплитуды помех. В зависимости от результата сравнения происходит переключение второго 21 и третьего 26 коммутаторов и цифровые коды из аналого-цифрового преобразователя 2 и регистра

19 поступают в первый сумматор 22, где происходит вычитание меньшего значения из большего. Код разности между амплитудой сигнала и текущей амплитудой помех из первого сумматора 22 поступает на первый вход третьей схемь) 23 сравнения, где он сравнивается с кодом из блока

11 задания порога обнаружения помехи.

Если эта разность меньше 1горога обнаружения, то в арифметико-логическом блок» обрабатывается сигнал типа "помеха": с второго выхода третьей схелгы 23 сравнения управляющий импульс переключает первый коммутатор 18 и код амплитуды помехи из аналого-цифрового преобразователя

2 записывается в регистр 19. Сигналом к записи при этом служит управляющий импульс с третьего выхода блока 12 управления (с выхода четвертого клю5

1О

35 ча 17) . В случае, если разность болг.— ш«порог а обнаружения помехи, то на выходе третьей схемы 23 сраннения формируется сигнал, поступающий на четвертый вход буферного накопителя

3. В результате этого содержимое буферного накопителя передается на регистратор 4, Одновременно с этил» на выходе схемы И 24 арифметикологического блока формируется сигнал угравления для второго сумматора

25, задавая режим суммирования или вычитания цифровых кодов из регистра

19 и из блока 11 задания порог» обнаружения помехи. Суммирование осуществляется в том случае, если, »г»литуда принятого сигнала на г»ыходе аналого-цифрового прес бразователя больше значения, храня»»»егося в регистре 19, а вычитание — ») противном случае. Таким образом, на выходе второго сумматора вырабатынас-тся код оценки текущей ал»г»лг»тул») н«гтацио нарной помехи, который»»ег)» з п рвый коммутатор 18 записываетс я в регистр

19. При чередовании полезных и ложных сигналов содержимое регистра 19 адаптируется к текущел»у значению амплитуды помехи.

Таким образом, за счет непрерывной оценки уровня пол»ех г»а переходных режимах в устройстве ос уществляется выделение полезных сигналов на фоне нестационарньм помех, что снижает вероятность ошибки и пог»»,гшает достоверность регистрации сигналов акустической эмиссии на пер»ходных

Формул а изобретени я

Устройство регистра»»ии сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные приемник, аналого-цифровой пр»образователь, буферный накопитель и регистратор, последовательно соединенные нуль-орган, вход которого подключен к выходу приемника, а выход — к второму входу буферного накопителя, первый ключ, счетчик и первую схему сравнения, блок опорного с»»-t»nла, выход которого соединен с вторым входом первой схемы сравне»п»я, и тактовый генератор, выход которого соединен с вторым входом к.)))ча, отличающее с я тел,что, с целью повышения достове)-)») 1516960 регистрации сигналов акустической эмиссии при наличии нестационариой помехи, оно снабжено блоком задания порога обнаружения помехи> блоком управления и арифметико-логическим блоком, первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходами тактового генератора и первой схемы сравнения, первый, вто- 1р рой и третий выходы соединены соответственно с вторым входом аналогоцифрового преобразователя, третьим входом буферного накопителя и тре- тьим входом арифметико-логического 15 блока, первый и второй входы последнего соединены соответственна с выходами аналого-цифрового преобразователя и блока задания порога обнаружения помехи, выход соединен с чет- 2р вертым входом буферного накопителя> блок управления выполнен в виде сдвигающего регистра и второго, и третьего и четвертого ключей, первые входы которых соединены соответствен- 25 но с вторым, третьим и четвертым выходами сдвигающего регистра, вход последнего является первым входом блока управления, вторые входы ключей соединены между собой и являют- 30 ся вторым входом блока управления, первый выход сдвигающего регистра является первым выходом, параллельно соединенные выходы второго и третьего ключей — вторым выходом, а выход

35 четвертого ключа — третьим выходом блока управления, а арифметико-логический блок выполнен в виде последовательно соединенных первого коммутатора, регистра, второй схемы сравнения, второго коммутатора, первого сумматора, третьей схемы сравнения, схемы И и второго сумматора, третьего коммутатора, первый вход которого соединен с вторым выходом второй схемы сравнени и с вторым входом схемы И, второй вход соединен с первым входом первого коммутатора, с вторым входом второго коммутатора, с вторым входом второй схемы сравнения и является первым входом арифметико-логического блока> третий вход третьего коммутатора соединен с первым выходом второй схемы сравнения и с третьим входом схемы И, а четвертый вход подключен к выходу регистра, к третьему входу второго коммутатора и к третьему входу второго сумматора, второй вход последнего соединен с вторым входом третьей схемы сравнения и является вторым входом арифметикологического блока, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого коммутатора, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом первого сумматора, второй вход регистра является третьим входом арифметикологического блока, а первый выход третьей схемы срнвнения — его выходом, ! 5169бО

Фиг.2

0 и

U и

У

Фиг. 9

Гостанитель F..Èëüè÷åB

Редактор И,Горная Техред Л.ОЛийнык Корректор O,Êðàâöîâà

Заказ 6386/48 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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