Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов и изделий

 

Изобретение касается неразрушающего контроля качества материалов и изделий и может быть использовано для определения режимов работы пары трения и прогнозирование ее долговечности со сигналам акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретения является повышение достоверности при определении режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при возвратно-вращательном движении вала за счет использования нелинейной фильтрации, позволяющей повысить относительное изменение параметра при изменениях режимов работы пары трения. Параметр 1С определяет касательную составляющую вектора даухкоординатной фазовой плоскости, в которой первой координатой является отношение второй производной сигнала к величине сигнала, второй координатой является отношение второй производной к первой производной, а в качестве сигнала принята огибающая сигналов АЭ. 2 ил. (Л С

сОюз сОВет ских

СОЦИАЛИСТИЧЕCKVlx

РЕСПУБЛИК (>s G 01 N 29/14

ГОСУ ЦАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4469442/28 (22) 0 i.07,88 (46) 15.02.91. Бюл. N. 6 (71) Куйбышевский политехнический институ им. В.В Куйбышева (72) В.Е. Голованов и С.И. Голованова (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1113710, кл. G 01 N 29/04, 1985.

Дефектоскопля, 1982, М 5, с. 36-39. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКС-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение касается неразрушающего контроля качества материалов и изделий и может быть использовано для определения режимов работы пары трения и прогнозирование ее долговечности со сигналам

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и изделий и может быть использовано для определения режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности по сигналам акустической эмиссии (АЭ).

Целью иэобретсния является повышение достоверности при определении режиМо8 работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при возвратно-вращательном движении вала а счет использования нелинейной фильтрации, позволяющей повысить относительное изменение параметра при изменениях режимов работы па- . ры трения, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства 1ля акустико — эмиссионного контроля Глатериалов и изделий; на фиг. 2— график зависимости Ic(t), характеризующей

„„SQ „„1627975 А1 акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретения является повышение достоверности при определении режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при возвратно — p,"àùàòåëüíoì движении вала за счет использования нелинейной фильтрации, позволяющей повысить относительное изменение параметра при изменениях режимов работы пары трения.

Параметр t< определяет касательную составляющую вектора двухкоординатной фазовой плоскости, в которой первой координатой является отношение второй производной сигнала к величине сигнала. второй координатой является отношение второй производной к первой производной, а в качестве сигнала принята огибающая сигналов АЭ.

2 ил. ре кимы работы пары трения (приработка, рабочий режим, ускоренный износ).

Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов и иэделий содержит соединенные последовательно преобразователь 1, предус лите„ь 2, усилитель 3 и амплитудный детектор 4. Устройство снабжено также соединенными по ледовательно первым блоком 5 дифференцирования, вторым блоком 6 дифференцирования, первьгм блоко л 7 отношения, третьим блоком 8 дифФеренцирования, четвертым блоком 9 диф д еренцирования, первым блоком 10 произведения, первым блоком 11 разности вторым блоком 12 отношения, интегратором 13, первым блоком 14 сравнения, первым ключом 15, вторым блоком 16 разности и первым индикатором 17, соединенным последовательно третьим блоком 18 отноше1627975

35 (у i !. =- f —" — - 01, оуг+ г

55 ния, пятым блоком 19 дифференцирования, первым квадратором 20 и блоком 21 суммирования, соединенными последовательно шестым блоком 22 дифференцирования и вторым блоком 23 произведения, соединенными последовательно вторым ключом 24 и вторым индикатором 25, соединенными последовательно вторым блоком 26 сравнения и третьим индикатором 27, вторым квздратором 28, четвертым индикатором 29 и пятым индикатором 30, выход амплитудного детектора 4 соединен с входом первого блока 5 дифференцирования и со вторым входо л первого блока 7 отношения, выход первого блока 5 дифференцирования соединен с первым входом третьего блока 18 отношения, его второй вход соединен с выходом второго блока 6 дифференцирования, выход третьего блока 8 дифференцирования соединен со входом второго блока 23 произведения и со входом второго квадратора 28, выход второго квадратора 28 соединен со вторым входом блска 21 суммирования, выход пятого блока 19 дифференцирования соединен со входом шестого блока 22 дифференцирования, выход второго блока 23 произведения соединен со входом первого блока 11 разности, выход пятого блока 19 дифференцирования соединен со вторым входом первого блока 10 произведения, второй выход первого блока

14 сравнения соединен с первым входом второго ключа 24, выход интегратора 13 соединен со вторым входом первого ключа 15, со входом второго блока 26 сравнения и со входом четвертого индикатора 29, второй выход второго блока 26 сравнения соединен с первым входом первого ключа 15 и со вторым входом второго ключа 24, первый выход второго блока 26 сравнения и вь ход второго ключа 24 соединены со входом второго блока 16 разности. выход первого ключа 15 соединен со входом пятого индикатора 30.

Устройство для акустика-эмиссионного контроля материалов и изделий работает следующим образом, Преобразователь 1 устанавливается на одну иэ деталей пари трения (не показаны), Сигналы АЭ преобразуются преобразователем 1 в электрические, которые усиливаются предусилителем 2. передаются по кабелю на,,илитель 3, усиливаются и подаются на амплитудный детектор 4, где выделяется огибающая сигналов АЭ. Сигналы с выхода амплитудного детектора 4 обозначаются Х, Иэ последовательности этих сигналов за время контроля формируются дне последовательности координат фазо вой траектории для двумг рного пространства. Г1нпарные значения, вэя-.ые из каждой последовательности, для каждого момента времени являются координатами фаэовой точки.

Формирование координат фаэовой траектории осуществляется следующим образом, Первая координата, Сигналы с выхода амплитудного детектора 4 дважды дифференцируются (вначале в первом блоке 5дифференцирования, затем во втором блоке 6 дифференцирования) и поступают на первый вход первого блока 7 отношения, на второй вход которого поступают сигналы Х с выхода амплитудного детектора 4. На выходе первого блока 7 отношения, таким образом, формируется координата Y = Х/Х, означающая отношение ускорения процесса к значению самого процесса.

В1орая координата. Сигналы с выхода второго блока 6 дифференцирования поступают на первый вход третьего блока 18 отношения, на второй вход которого поступают сигналы с выхода первого блока 5 дифференцирования; таким образом, в третьем блоке 18 отношения формируется вторая координата Z = Х/Х, означающая отношение ускорения процесса к скорости изменения процесса, Далее полученная фазовая траектория подвергается обработке с целью получения интегральной оценки I<, характеризующей режим работы пары трения. В данном случае определяется касательная составляющая вектора, отображающего точку, движущуюся вдоль фазовой траектории где Т вЂ” промежуток времени, эа который определяется числовая характеристика, выбирается не менее 7 циклов работы пары трения, Коэффициент 1/2 л в дальнейшей обработке не учитывается.

Числитель подынтегрального выражения 1, формируется следующим образом.

Сигналы Y с первого блока 7 отношения дифференцируются в третьем блоке 8 дифференцирования и поступают на первь л вход второго блока 23 произведения. Сигналы Z с выхода третьего блока 18 отношения дважды дифференцируются в пятом и шестом блоках 19, 22 дифференцирования и поступают на второй вход второго блока 23 произведения, а затем на первый вход первого блока 11 разности. Сигналы с выхода третьего блока 8 дифференцирования диф1627975

15 феоенци;>уются в че вертом блоке 9 дифференцироьания и 1>оступают на первый вход

rIepaoIo блока 10 произведения. на второй вход которогс г>оступают сигналы с выхода пятого блока 19 дифференцирования. Сигнал, соответствующий получе«ному произведению поступает на второй вход первого блока 11 разности, на выходе которого получается си Ha», соответствующий числителю выражения Ic.

Формирование знаменателя подынтегрального выражения Ic осуще "твляется следую>цим образом, Сигналы с выхода третьего блок- 8 дифференцирьяанич через второй квадратор 28 подаются на первь и вход блока 21 сумм>прования, на второй вход кстор. го пода>отся сигналы с выхода пятого бчока 19 дифференцирования через первый каа ратоо 20.

Полученные сигналы, пропорц:.>ональн.le числителю, с выхода первс>го блока 11 разности подаются на перв-,>и вход в1орого блока 12 отношения, на второй вход которого подаются сигналы с выхода блока 21 суммирования, пропорциональные числитечю подынте1рального выражения I,.

Сигналы со втооого блока 12 отноше> ия пода>отся на инте>ратор 13, на егс выходе получается числовая характеристика I>-, определя>ощл режим работы пары трения. Fe величина фиксируется четвертым индикатором 29. Затем сигналы поступают на логическую часть устройства д, я акустико †эмиссионно контроля материалов для автоматического анал 1за режима работы и прогнозирования долговечности пары чрения, Сигналы 1с с выхода интегратора 13 подаются на первый и вт> рой блоки 14 и 26 сравнения и через первый кл>оч 15 — на пятый индикатор 30, На первь>й и второй блоки 14 и 26 сравнения подаются опорные напряжения У01 и У02 соо1ветственно, соответ"..твующие граничным значениям режимов работы пары трения. Если в личина сигнала I>: меньше сг>орных напр жений, то первый и второй блоки 14 и 26 сравнения закрыты (эпюры БС1 и БС2). первый ключ

15 открыт (эпюра К1), и пятый индикатор

30 (эпюра ИН5) сигнализирует о работе пары трения во втором режиме. Если сигнал Ic превышает вегичину У01, то первый ключ 15 закрыт (эпюра K1), второй ключ 24 открыт (эпюра К2), и второй индикатор 25 (эпюра ИН2) сигнализирует о работе пары трения в первом режи>ле. После перехода работы пары трения от 1ервого режима ко второму величина перво>о опорного сигнала У01 переводится На дру1ой уровень, равный У03. что искл>пчл<.т ложное срабатывание при переход от в>о;ого к .реть20

55 ему режиму. Если сигна.", I< превышает величину У02, 1о первый и второй кл>очи 15 и

24 закрыты (эп>оры БС1, БС2, К1, K2 :, сигнал поступает Н3 т р -.; ий индикатор 27 (эпюра

ИЧЗ), который сигнализирует о работе "ары твен 1я в >ретьем ре;;име.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить достоверность определения режимос р-.боты пары трения при возвратно--вращательном движении вала за с4ет введения в устройство дополнительных блоков, формирующих интегральный параметр, существен> о изменяющийся с изменением режимов работы пары трения, Фсрл yr . изобретения

Ус1ройство для акустико — эмиссионного ко»трсля материалов и изделий, содержа;цее соединеннь:e последовательно преобразовате>ь, предусилитель, усилитель и амплитуд >ый детектор, î T л и ч а ю щ е е с я тем, что, с Ll,eëü>o повышения достоверности ",ðè опредeлении режимов работы пары трения и прогнозирова»ия ее долговечности при возвратно-вращательном движении вала, ОНо снабжено соединенными последовательно первым блоком дифференцирования. вторым бчоком дифференцирования, первым блоком отношения, треть>1м блока>л дифференцирования, четверть>:и блокол1 дифференцирования, первы л бло>:ом произведения, первым блоком раз»о ти, в > оры м блоком отношен11я, интегратором. первым блокол1 сравнения, первь>>л ключом, вторым блокол1 разности и первым индикаторол1, соединенными последовательно тре1ьим блоком отношения, пятым блоксч1 дифференцирования, псрвыл1 лв:-:дратором .; блоком суммирования, соединенными последовательно шестым блоком диф>реренцирования и вторым блоком произведения, соединенными последовател ьно вторым кл >очом и вторым

I".->дикатором, соединенными посчедовательно вторым блоком сравнения и третьим инди,.тором, вторым квадратором, четвертым индикатором и пятым индикатором, выход амплитудного детектора соединен с входом первого блок,. дифференцирования и с вторыл1 входом первого блока отношения, выход перво:о блока дифференцирования соединен с перв>м входол1 третьего блока отношения, е>о второй вход соединен с выходом второго блока дифференцирования, выход третьего блока дифференцирования соединен с входом второго блока произведения и с входом второго квадратора, выход второго квадраторз соединен с вторым входом блока сул1>лирова»>1я, выход пято>о блока дифференцироеа> ия соединен

1627975 с входом шестого блока дифференцирования, выход второго блока произведения соединен с входом первого блока разности, выход пятого блока дифференцирования соединен с вторым входом первого блока произведения, второй выход первого блока сравнения соединен с nr.-рным входом второго ключа, выход интегра-,ора соединен с вторым входом первого ключа, с входом второго блока сравнения и с входом четвертого индикатора, второй выход второго блока сравнения соединен с первым входом первого ключа и с вторым входом

5 г-орого ключа, первый выход второго блока сравнения и выход второго ключа соединены с входом второго блока разности, выход первого ключа соединен с входом пятого индикатора,