Устройство для акустико-эмиссионного контроля

 

Изобретение касается нераэрушающего контроля качества материалов и изделий и может быть использовано для определения режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности по сигналам акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретения является повышение достоверности при определении режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при непрерывном вращении вала за счет использования нелинейной фильтрации, позволяющей повысить относительное изменение параметра при изменениях режимов работы пары трения. Параметр Р определяет радиальную составляющую вектора, отображающего точку, движущуюся вдоль фазовой траектории, в которой первой координатой является огибающая сигналов АЭ, второй координатой - производная огибающей по времени. 2 ил. (/) С

@Ъ Ф

СОЮЗ СОПЕтСКИХ

СОЦИЛЛИСТИ 1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sIIs G 01 N 29/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ

IIPVIГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4470810/28 (22) 01.07.88 (46) 15.02.91. Бюл, № 6 (71) Куйбышевский политехнический институт им, В.В. Куйбышева (72) А,Н. Бекренев, С.И, Голованова и В.Е. Голованов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1113710, кл, G О1 N 29/04, 1985.

Дефектоскопия, 1982, ¹ 5, с. 36-39. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение касается нераэрушающего контроля качества материалов и изделий и может быть использовано для определеИзобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для определения режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности по сигналам акусти еской эмиссии (АЭ), Целью изобретения является повышение достоверности при определении режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при непрерывном вращении вала эа счет использования нелинейной фильтрации, позволяющей повысить относительное изменение сигнала при изменениях режимов работы пары трения.

На, иг. 1 представлена структурная схема устроиства для акустико-эмиссионного контроля; на фиг, 2 — график зависимости

Р(, характеризующей режимы работы пары тренин (приработка, рабочий режим, ускоренный износ).

„., SU„„ 1627 76 А1 ния режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности по сигналам акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретения является повышение достоверности при определении режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при непрерывном вращении вала эа счет использования нелинейной фильтрации, iloэволяющей повысить относительное изменение параметра при изменениях режимов работы пары трения. Параметр P определяет радиальную составляющую вектора, отображающего точку, движущуюся вдоль фазовой траектории, в которой первой координатой является огибающая сигналов АЭ, второй координатой — производная огибающей по времени. 2 ил, Устройство для акустико-эмиссионного контроля содержит соединенное последовательно преобразователь 1, предусилитель

2, усилитель 3 и амплитудный детектор 4.

Устройство снабжено также подключенными к выходу амплитудного детектора 4 и соединенными последовательно аналого— цифровым преобразователем 5, первым блоком 6 дифференцирования, вторым блоком 7 дифференцирования, блоком 8 произведения, первым блоком 9 разности, блоком 10 отношения, блоком 11 интегрирования, первым блоком 12 сравнения. первым ключом 13 и первым индикатором

14, соединенными последовательно первым квадратором 15 и блоком 16 суммирования, соединенными последовательно вторым ключам 17 и вторым индикатором 18 с"очиненными последовательно вторым блоком

19 сравнения и третьим индикатором 20, 1627976 соединенными последовательно вторым блоком 21 разности и четвертым иникатоpoh, 22. и вторым квадратором 23, выход анал го-цифрового преобразователя 5 соединен со вторым входом блока 8 произведения и со вторым входом первого квадратора

15, второй квадратор 23 входом соединен с зыходом первого блока 6 дифференцирования, а выходом — co вторым входом блока 16 суммирования и со вторым входом первого блока 9 разности, выход блока 16 сумм«рования соединен со BTopblh входом блока 10 отношения, выход блока 11 интегрирования соединен со входом второго блока 19 сравнения, второй выход первого блока 12 сравнения соединен с- вторым входом второ о ключа 17, второй выход второго блока 19 сравнения соединен со вторыми входами первого и второго ключей 13 и 17, вход второго блока 21 разности соединен с первыми выходами первого ключа 13, второго ключа

17 и второго блока 19 -равнения.

Устройсгво для акустико-эмиссионного контроля работает следующим образом, Преобразователь 1 устанавлиаается на одну из деталей пары трения (не показаны).

Сигналы АЭ преобразуются преобразователем 1 в электрические, которые усиливаются предусилителем 2, передаются по кабелю на усилитель 3, усиливаются и подаются на амплитудный детектор 4, где выделяется огибающая сигналов АЭ. Затем сигналы подаются на аналого — цифровой ïðåобраэователь 5, сигналы на его выходе обозначаются Х. Из последовательности этих сигналов за время контроля формируются две последовательности координат фазовой траектории для двумерного пространства. Попарные значения, взятые иэ каждой последовательности, для каждого момента времени являются координатами фазовой т <чки, Формирование координат фаэовой траектории осуществляется следующим образом.

В качестве первой координаты берется само значение сигнала Х. В качестве второй координаты берет=я величина Х вЂ” первая производная процесса по времени. Она характеризует скорость изменения процесса и формируется в первом блоке 6 дифференцирования. Далее полученная фаэовая траектория подвергается обработке с целью получения интегральной оценки. т, е. конкретной величины, характеризующей режим работы пары тоения. В данном случае определяется радиальная составляющая вектора, отображающего точку, движущуюся вдоль

1 ф,"завой траектории P = — где Т вЂ” промь

2л жуток времени, эа который определя тся

55 числоваг характери тика, выби .эется не менее 7 циклов работы пары трения. Коэффициент 1/2г в дальнейшей обработке че учитывается, y> - Х, y2 - Х, Ч <слитель порынтегрального выражен.,я P формируется следующим образом.

Сигнал Х с выхода первого блока 6дифференцирования подается на второй блок 7 дифференцирования, с выхода которого подается на первый вход блока 8 произведения, На второй вход блока 8 произведения подается сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 5. Сигнал, пропорциональный произведению у1у2 поступает на первый вход первого блока 9 разности. Поскольку улуг = Х, то на второй вход первого блока 9 разности подается сигнал с выхода первого блока 6 дифференцирования, возведенный в квадрат во втором квадраторе

23, На выходе первого блока 9 разности наблюдается сигнал, пропорциональный числителю подынтегрального выражения, который поступает на первый вход блока 10 отношения.

Формирование знаменателя подынтегрального выражения P происходит следующим образом.

Сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 5 возводится в квадрат в первом квадраторе 15 и подается на первыи вход блока 16 суммирования, на второй вход которого подается сигнал с выхода второго квадратора 23. ha выходе блока 16 суммирования наблюдается сигнал, пропорциональный знаменателю подынтегрально<о выражения, которьй поступает на второй вход блока 10 отношения. Сформированный в блоке 10 стношения сигнал поступает в блок 11 интегрирования, на его выходе наблюдается сигнал (числовая характеристика). определяющий режим работы пэры трения. Далее сигнал поступает в логическую част< устройства, где производится автомат«» ск1й анализ режима работы и прогноз«ро <ание долговечности пары трен«я. С««<àn P с выхода блока 11 интегрирован«л подается на 1ервый и второй блоки 12 и 19 сравнения и через второй ключ 17 и второй индикатор 18. На перь.<й и второй блоки 12 «19 сравнения подаются опорные напряж.н«я у01 и у02, соответствующие гр;,««ч<-<ым значениям режимов работы пары р;,<«я. E<:ë«величина сигнала P меньше апог,<ь< напряжений, то первый и второй блоки <2 и 19 сравнения закрыты (зпюры

БС1 «ЬС2), второй ключ 17 открыт (эпюра

К1) « .«о.,й индикатор 18 (эпюра ИН2) сиг«a;<.,;.:;;, т з гом, что пара трения работает

00 i . ; з», . ° « ° ". Если с«гнал Р <1р

<. т I . ;«: .i . з (., .:. ь«1 о!1ок 1,. с рэ л<<

35 то второй ключ 17 закрыт(эпюра K1), первый ключ 13 откры (эпюра К2) и первый индикатор 14 (эпюра ИН1) сигнализирует о работе пары трения в первом режиме, После перехода работы пары трения от первого режима ко второму величина первого опорного сигнала у01 переводится íà другой уровень, равный у03, что исключает ложное срабатывание при переходе работы устройства от второго к третьему режиму. Если сигнал P превышает величину у02 (второй блок 19 сравнения), то первый и второй ключи 13 и

17 закрыты (эпюры 6С1, БС2, К1, К2), сигнал поступает на третий индикатор 20 (эпюра

ИНЗ), который сигнализирует о работе пары трения в третьем режиме.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить достоверность определения режимов работы пары трения при непрерывном вращении вала за счет введения в устройство дополнительных блоков, формирующих интегральный параметр, существенно изменяющийся:, изменением режимов работы пары трения, Формула изобретения

Устройство для акустико-эмиссионного контроля, содержащее соединенныс последовательно преобразователь, предусилитель, усилитель и амплитудный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности при определении режимов работы пары трения и прогнозирования ее долговечности при непрерывном вращении вала, оно снабжено подключен5

25 ными к выходу амплитудного детектора и соединенными последовательно аналогоцифровым преобразователем, первым блоком дифференцирования, вторым блоком дифференцирования, блоком произведения, перрым блоком разности, блоком отношения, блоком интегрирования, первым блоком сравнения, первым ключом и первым индикатором, соединенными последова гельно пер вым квадратором и блоком суммирования, соединенными последовательно вторым ключом и вторым индикатором, соединенными последовательно вторым блоком сравнения и третьим индикатором, соединенными последовательно вторым блоком разности и четвертым индикатором и вторым квадратором, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом блока произведения и с вторым входом первого квадратора, второй квадратор входом соединен с выходом первого блока дифференцирования, а выходом — с вторым входом блока суммирования и с вторым входом первого блока разности, выход блока суммирования соединен с вторым входом блока отношения, выход блока интегрирования соединен с входом второго блока сравнения, второй выход первого блока сравнения соединен с вторым входом второго ключа, второй выход второго блока сравнения соединен с вторыми входами первого и второго ключей, вход второго блока разности соединен с первыми выходами первого ключа, второго ключа и второго блока сравнения, 16 27976

P у03

yoz бС1

БС2

ffH2

ИН1

НН3

@uz 2

Составитель К, Хилков

Техред М,Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Н, Горват

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

Заказ 337 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, MocKf3A, Ж-35, Раушская наб., 4/5