Способ определения координат источников акустической эмиссии
Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для определения координат дефектов по сигналам акустической эмиссии (АЭ) при сварке конструкций и испытании их избыточным давлением. Целью изобретения является повышение достоверности и расширение функциональных возможностей за счет учета различной физической природы возникновения погрешностей при определении координат источников как непрерывной, так и импульсной АЭ тремя различными методами локации. Определяют разности расстояний от источника АЭ до приемных преобразователей на основе измерения разности времен прихода, энергий и углов прихода сигнала. Затем определяют средневзвешенное значение разности расстояний и координаты источника АЭ и по ним координаты источников. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 29/04 Щ9И3@8
Ь";.:, 1";-5; „.., ЯЧЗЙ6
Б, Бййб1ЕгА
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4358842/25-28 (22) 05.01.88 .(46). 30.01.90. Бюл. Ф 4 (72) В.Н.Бачегов, Г.А.Калинов и О.Н.Пустовой (53) 630.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
11 987510, кл, G 01 Л 29/04, 1983.
ВРА1(ТАМ AL SYSTEM. Physical Acoustic corporation Specifications
subject to change. Printed in USA, 19S3. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕ31ЕШМ КООРДИНАТ
ИСТОЧНИКОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для определения координат дефектов по сигИзобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для определения координат дефектов по сигналам акустической эмиссии (АЭ) при сварке конструкций и испытании их избыточным давлением.
Целью изобретения является повьппение достоверности и расширение функциональных возможностей эа счет учета различной физической природы возникновения погренностей ири определении координат источников как непрерывной, так и импульсной АЭ тремя различными методами локации.
На чертеже представлена функциональная схема реализации способа опредепения координат источников АЭ.
„„SU,„, 15 652 А 1
2 налам акустической эмиссии (АЭ) при сварке конструкций и испытаний их избыточным давлением. Целью изобретения является повышение достоверности и расширение функциональных возможностей за счет учета различной физи-, ческой природы возникновения погрешностей при определении координат источников как непрерывной, так и импульсной АЭ тремя различными методами локации. Определяют разности расстояний от источника АЭ до приемных преобразователей на основе измерения разности времен прихода, энергий и углов прихода сигнала. Затем. определяют средневзвешенное значение разности расстояний и координаты источника
АЭ и по ним — координаты источников.
1 ил.
Схема содержит не менее двух каналов, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных приемного преобразователя 1,2 и блока 3,4 первичной обработки сигналов, последовательно соединенных блока 5 вычисления средневзвешенной разности расстояний и блока 6 вычисления координат источников АЭ, блока 7 вычисления разности расстояний по временам прихода сигналов, блока 8 вычисления разности. расстояний по отношению энергий сигналов и блока 9 вычисления разности расстояний по углам прихода сигналов (углам направления), выходы которых соединены с соответствующими ьходами блока 5 вычисления средневзвененной разности расстояний. Выход блока 3
1539б52 первичной обработки сигналов первого канала соединен с первыми входами блока 7 вычисления разности времен приходя сигналов, блока 8 вычисления разности расстояний по отношению энергий сигналов и блока 9 нычисления разности расстояний по углам прихода сигналов; вторые входы указанных блоков соединены с выходом блока 4 первичной обработки сигналов второго канала.
Способ определения координат источников АЭ реализуется следующим об разом.
Иа .поверхнбсти контролируемого изделия (на чертеже не показано) размещают приемные преобразователи 1,2 на расстоянии В друг. от друга, Иэделие нагружают, например, избыточным давлением, Принимают сигналы АЭ преобразователями 1,2. Определяют времена tt u t2 прихода сигналов на каждый преобразователь, энергии сигналов Ы<, Е и углы Ч<, Ч, прихода сиг- 5 налов с помощью блоков 3,4 первичной обработки сигналов соответственно.
Измеренные времена t, и t< подают на вход блока 7 вычисления разности расстояний по временам прихода сигналон; в соответствии с выражением
br =, (t,-tz) с, где с — скорость распространения акустического сигнала в иэделии, определяют указанную разность расстояний от источника сиг- З5 .налов АЭ до преобрачонателей 1,2. Измеренные энергии L <,L22 подают на вход блока 8 вычисления разности расстояний по отношению энергий сигналов;
4О в соответствии с выражением Ьг
Е
E< sin 2
= — 1n(-,—.-т- — ), где Ы- коэффициент, М . Е2- н пЧ, определяющий затухание сигнала в изделии, определяют указанную разность расстояний от источника сигналов АЭ до преобрачонателей 1,2 А3. Измеренные углы Ч„ Ч2 подают на вход блока 9 вычисления раэностй расстояний . по углам приход ; укачанную разность расстояний определяют в соотнетстнии с выражением д го=
sin42-sinЧ<
=В . . . — . Вычисленные значения
s i n ("2- ч, 55 разности расстояний b гд, гд Д r< передают на вход блока ) вычисления средневзвешенной разности расстояний и определяют средневзвешенное значение разности расстояний в соответст.вии с выражением
-2 -z 2
ВА А гgg + C (P brcP+ 32дГE 2+ д2+ g 2.
st Ч Е где бд, З, +E априорно известные среднеквадратические отклонения (погрешности) методов локации по разностям времен прихода, углу прихода и отношению энергии соответственно, ко- торые определяют экспериментально, например, с помощью преобразователяизлучателя (на чертеже не показан), имитирующего сигналы АЭ на поверхности изделия. Значения Ьг„ передают в блок б вычисления координат источников АЭ, где вычисляют координаты источника АЭ путем решения системы х2 у2 уравнений — — — — — — = 1;
Ь r В2 — gr2
1 ( х2 — — 1, В2-дг2 У
2 где Q r 2 определяют аналогично г,, для двух других каналов: одного из рассмотренных и третьего (на чертеже не показан).
Таким образом, данный способ позволяет повысить достоверность и расширить функциональные возможности за счет определения средневзвешенного значения разности расстояний от приемных преобразователей до источника
АЭ, найденного с учетом разностей расстояний, определенных тремя различными методами определения координат иточников А3.
Формула изобретения
Способ определения координат источников акустической эмиссии, заключающийся в том, что принимают сигналы акустической эмиссии и преобразователями, определяют время прихода сигналов на каждый преобразователь, энергию сигналов, принятых каждым преобразователем, и по ним определяют соответствующие рачности расстояний от источника до каждой пары преобразователей, по которым судят о координатах источников акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и расширения функциональных возможностей, определяют углы прихода сигналов на каждый преобразователь относительно выбранной системы координат, дополнительно определяют разности расстоя1539652 деляют их средневзвешенные значения, а координаты источников акустической
Составитель К.Хилков
Техред M.Ходанич Корректор С.ыекмар
Редактор М.Циткина
Заказ 214 Тираж 496 Подписное
ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ний от источника до каждой пары преобразователей по углам прихода, по разностям расстояний, определенных по трем указанным параметрам, опреэмиссии определяют с учетом этих значений.
