Устройство для акустического контроля материалов и изделий

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля качества многослойных конструкций, композиционных материалов, а также изделий с большим затуханием ультразвука. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия за счет записи одиночного акустического зондирующего сигнала, его последующего воспроизведения и определения информативных параметров спектра. В устройстве осуществляется возбуждение зондирующим импульсом собственных колебаний контролируемого изделия, которые принимаются приемником и записываются в рециркулятор с последующим воспроизведением и определением параметров спектра. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИ.Н

y )g G 01 N 29/04 бьЕОЮПЦ

11 ЛИ- Иам аНИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453542/25-28 (22) 05.07.88 (46) 07.05.90. Бюл. ¹ 17 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции. (72) В.С. Еременко, Ю.В. Снегур-Грабовский и В.Н. Шпилька (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 557318, кл, G О! N 29/04, 1977.

Авторское свидетельство СССР № l4 I 5181, кл. G OI N 29/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля качества многослойных конструкций, композиционных материалов, а также изделий с большим затуханием ультразвука.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия за счет записи одиночного акустического зондирующего сигнала, его последующего воспроизведения и определения информативных параметров спектра.

На фиг,l изображена структурная схема устройства для акустического контроля качества материалов и изделий; на фиг.2 — схема рециркулятора.

Устройство для акустического контроля материалов и изделий (фиг.1) содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и илучатель 2

„,Я0„„1562844, А1 быть использовано для контроля качества многослойных конструкций, композиционных материалов, а также изделий с болыпим затуханием ультразвука. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия sa счет записи одиночного акустического зондирующего сигнала, его последующего воспроизведения и определения информативных параметров спектра. В устройстве осуществляется возбуждение зондирующим.импульсом собственных колебаний контролируемого изделия, которые принимаются приемником и записываются в рециркулятор с последующим воспроизведением и определением параметров а спектра. 2 ил. акустических колебаний, последовательно соединенные приемник 3 акустических е4 колебаний и входной усилитель 4, пос- ф ледовательно соединенные генератор 5 а опорных сигналов и фазовращатель 6, последовательно соединенные первый аналоговый перемножитель 7 и первый интегратор 8, последовательно соединенные второй аналоговый перемножитель 9 и второй интегратор 10, вычислительный блок II и подключенный к его выходу индикатор 12, ждущий мультивибратор 13, триггер 14, после.довательно соединенные коммутатор 15 и рециркулятор 16, генератор 17

Ь тактирующих импульсов, счетчик 18 импульсов, выходы фазовращателя 6 и генератора 5 опорных сигналов соединены с вторыми входами первого 7 и второго 9 аналоговых перемножителей

1562844 соответственно, выходы первого 8 и второго 10 интеграторов подключены к соответствующим входам вычислительного блока 11, вход ждущего мульти-. вибратора 13, объединен с входом генератора 5 опорных сигналов и соединен с вторым выходом генератора 1 импуль"

1 сов, а выход ждущего мультивибратора

13 соединен с входом установки в "1" триггера 14, вход установки в "0" которого подключен к выходу счетчика

18 импульсов, выход триггера 14 соеди-— нен с управляющим входом коммутатора

15, первый вход которого соединен с 15 вхоцным усилителем 4, выход рециркулятора 16 подключен к первым входам первого. 7 и второго 9 аналоговых перемножителей и к второму входу коммутатора 15, выход генератора 17 такти- 2О рующих импульсов соединен с тактовым входом рециркулятора. 16 и счетным входом на уменьшение счетчика 18 импульсов, вхоц предварительной записи которого соединен с выходом ждущего 25 мультивибратора 13. Цифрой 19 обозначено контролируемое иэделие.

Выполнение рециркулятора 16 может быть различным. Пример его реализации на дискретно-аналоговых линиях 30 задержки прибора с зарядовой связью изображен на фиг.2. Схема содержит последовательно соединенные линию 20 задержки, повторитель 21 и фильтр

22 нижних частот, а также формирователь 23 тактирующих импульсов, подключенный к тактовому входу линии 20 задержки. Вход линии 20 задержки (вход

1) предназначен для подключения к выходу коммутатора 15, выход фильтра 40

22 нижних частот — к входам аналоговых перемножителей 7 и 9 и коммутатора 15. Вход формирователя 23 (вход

2) предназначен для подключения к выходу генератора 17 тактирующих импуль-45 сов.

Устройство работает следующим образом.

При э пуске устройства генератор 1

1 импульсов формирует зондирующий им — 50 пульс, который поступает на излучатель 2 и распространяется в контролируемое.изделие 19, Возникающие в среде упругие колебания можно предста-.. вить как сумму мод колебаний изделия: и

П(1-) = A; Sin(a t + E{, )

11 соответственно ампли туда, частота и фаза д-й моды колебаний.

Колебания изделия 19 региетрируются приемником 3, и сигнал.с его выхода после предварительного усиления во входном усилителе 4 поступает на первый вход коммутатора 15 °

Ждущий мультивибратор 13 срабатывает через определенное время С после запуска его генератором 1 импульсов и устанавливает в состояние логической единицы триггер 14. Выходной сигнал триггера 14 поступает на управляющий вход коммутатора 15 и сигналы с выхода усилителя 4 проходят через коммутатор 15 на вход рециркулятора

16, который производит их запись. 3апись информации происходит с частотой дискретизации, заданной генератором 17 тактирующих импульсов. Одновременно этими же импульсами производится считывание со счетчика 18 значения кода, равного количеству тактов записи и предварительно устанавливаемого по сигналу с выхода ждущего мультивибратора 13. Счетчик 18, сосчитав установленное значение кода, вырабатывает выходной импульс и возвращает триггер 14 в нулевое состояние При переходе триггера 14 в нулевое состояние коммутатор 15 переводит рециркулятор 16 в режим воспроизведения информации, замкнув выход рециркулятора 16 с его входом. Одновременно записанный сигнал поступает на первые входы аналоговых перемножителей 7 и 9. На вторые входы аналоговых перемножителей- 7 и 9 поступают сдвинутые между собой на 1/4 периода моногармонические сигналы, формируемые с помощью генератора 5 опорных сигналов фазовращателя 6. Причем генератор 5 опорных сигналов формирует сигнал, синфаэный с генератором 1 импульсов. Сигналы произведения с выходов аналоговых перемножителей 7 и 9 поступают на входы интеграторов 8 и

1 0 и после интегрирования — на входы вычислительного блока 11, осуществляющего выделение амплитуды и фазы гармонической составляющей. Результаты измерения выводятся на индикатор )2, Изменяя частоту генератора 5 опорных сигналов, измеряют амплитудный и фазовый спектр принятого сигнала.

Варьируя время - срабатывания ищущего

1562844 мультивибратора 13, юрмируют интервал измерения требуемой длительности и задержки его относительно начала принятого сигнала.

Рециркулятор работает следующим образом.

Принятый сигнал с выхода входного усилителя 4 через коммутатор )5 поступает на вход линии 20 задержки на приборах с зарядовой связью, где происходит. его запись. В режиме воспроизведения информации сигнальные выборки с выхода линии 20 задержки через повторитель 21 поступают на фильтр 22 нижних частот, который восстанавливает принятый сигнал.

Формирователь 23 тактирующих импульсов формирует тактовые сигналы с заданными временными характеристиками. 20

Использование изобретения обеспечивает повышение точности и быстродействия измерения спектра одиночных акустических сигналов при акустическом контроле материалов за счет 25 записи сигнала и последующего его воспроизведения при измерении информативных параметров спектра.

Предлагаемое устройство для акустического контроля материалов и из- 30 делий позволяет измерять спектр одиночных механических импульсов гри ударном методе контроля, при измерении. спектра свободных колебаний в методе падающего шарика, а также при измерении спектра сигналов акустической эмиссии.

Формула изобретения

Устройство для акустического контроля -материалов и изделий, содержашее последовательно соединенные генератор импульсов и излучатель акустических колебаний, последовательно соединенные приемник акустических колебаний и входной усилитель, после" довательно соединенные генератор опорных сигналов и фазовращатель, последовательно соединенные первый аналоговый перемножитель и первый интегратор, последовательно соединенные второй аналоговый перемножитель и второй интегратор, вычислительный блок и подключенный к его выходу индикатор, выходы фазовращателя и генератора опорных сигналов соединены с вторыми входами первого и второго аналоговых перемножителей соответственно, выходы первого и второго интеграторов подключены к соответствующим входам вычислительного блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппе" ния точности и быстродействия, оно снабжено ждущим мультивибратором, триггером последовательно соединенными коммутатором и рециркулятором, генератором тактируюших импульсов и счетчиком импульсов, вход ждущего мультивибратора,объединен с входом генератора опорных сигналов и соединен с вторым выходом генератора импульсов, а выход ждущего мультивибратсра соединен с входом установки в

"1" триггера, вход установки в "0" которого подключен к выходу счетчика импульсов. выход, триггера соединен с управляющим входом коммутатора, первый вход которого соединен с входным усилителем, выход рециркулятора под-. ключен к первым входам первого и второго аналоговых перемножителей и к второму входу коммутатора, выход генератора тактирующих импульсов соединен с тактовым входом рециркулятора и счетным входом на уменьшение счетчика импульсов, вход предварительной записи которого соединен с выходом ждущего мультивибратора.

)562844

Состав итель Г. Иаксимочкин

Редактор Л. Гратилло Техред N,ÄHäûê Корректор М. Пожо

Тираж 503

Подписное

Заказ 1062

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

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