Способ акустического контроля материалов и изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля качества композиционных материалов, многослойных конструкций, клеенных и паянных соединений . Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет исключения ошибок, связанных с неопределенностью формы и длительности импульсов ударного возбуждения. Цель достигается тем, что в способе контроля дополнительно измеряют и анализируют плотность ударного воздействия , а о дефектности изделия (или его части) судят по передаточной функции, определяемой как отношение спектральной плотности отклика изделия к спектральной плотности ударного воздействия. Устройство снабжено датчиком силы, вторым усилителем и вторым блоком дискретизации и хранения, первым и вторым коммутаторами, первым и вторым регистрами памяти и блоком отношений , которые обеспечивают возможность определения передаточной функции, которая используется в качестве информативного параметра контроля, не зависящего от формы и длительности ударного возбуждения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕ Ю<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPVI ГКНТ СССР

ВСЕСОЮЗНАЯ! атЕИТИО- тЕЩДЧЕ6!ЯЛ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713742/28 (22) 03.07.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.М.Маевский и В.С.Еременко (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 557318, кл. G 01 N 29/04, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N. 1562844, кл. G 01 N 29/04, 1987. (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля качества композиционных материалов, многослойных конструкций, клеенных и паянных соединений, Целью изобретения является

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля качества композиционных материалов, многослойных конструкций, клееных и паяных соединений.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля эа счет исключения ошибок, связанных с неопределенностью формы и длительности импульсов ударного возбуждения.

„„5UÄÄ 1658077 А1 повышение достоверности контроля за счет исключения ошибок, связанных с неопределенностью формы и длительности импульсов ударного возбуждения, Цель достигается тем, что в способе контроля дополнительно измеряют и анализируют плотность ударного воздействия, а о дефектности иэделия (или его части) судят по передаточной функции, определяемой как отношение спектральной плотности отклика изделия к спектральной плотности ударного воздействия. Устройство снабжено датчиком силы, вторым усилителем и вторым блоком дискретизации и хранения, первым и вторым коммутаторами, первым и вторым регистрами памяти и блоком отношений, которые обеспечивают возможность определения передаточной функции, которая используется в качестве информативного параметра контроля, не зависящего от формы и длительности ударного возбуждения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже изображена блок-схема устройства для акустического контроля материалов и изделий.

Устройство для акустического контроля материалов и изделий содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов в и вибратор 2, последовательно соединенные приемник 3 акустических колебаний, усилитель 4 и блок5 дискретизации и хранения, ждущий мультивибратор 6, генератор 7 тактовых импульсов, блок 8 ортогонального преобразования, регистратор 9 и синхронизатор 10, последовательно соединенные

1658077 датчик 11 силы, закрепленный на еибраторе

2 (на ударнике еибратора), второй усилитель

12 и второй блок 13 дискретизации и хранения, второй ждущий мультиеибратор 14, первый и второй коммутаторы 15 и 16, первый и второй регистры 17 и 18 памяти и блок

19 отношений, первый и второй входы первого коммутатора 15 подключены соответственно к выходам первого и второго блоков

5 и 13 дискретизации и хранения, а выход соединен с входом блока 8 ортогонального преобразования, выход которого подключен к входу второго коммутатора 16, первый и второй выходы последнего соединены соответственно с входами первого и второго регистров 17 и 18 памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 19 о) ношений, выход которого соединен с информационным входом регистратора 9, тактовые входы первого и второго блоков 5 и 13 дискретизации и хранения соединены с выходом генератора 7 тактовых импульсов, управляющий вход генератора 1 импульсов и упирающие входы блока

8 ортогонального преобразования, регистратора 9, первого и второго коммутаторов

15 и 16, первого и второго регистров 17, 18 памяти и блока 19 отношений подключены соответственно к первому и второму выходам синхронизатора 10, выход генератора 1 импульсов подключен к входам первого и второго ждущих мультивибраторов 6 и 14, а выходы последних подключены к управляющим входам соответственно первого и второго блоков 5 и 13 дискретизации и хранения.

Цифрой 20 обозначено контролируемое изделие.

Блоки дискретизации и хранения и ортогональной обработки могут быть включены по схемам, аналогичным приведенным в прототипе, в качестве коммутаторов могут быть использованы микросхемы серий

590 КН, регистры памяти и блок отношений, включеные е схему, выполнены на микросхемах 155 серии, Устройство для акустического контроля материалов и иэделий работает следующим образом.

По сигналу с синхронизатора 10 генератор 1 импульсов подает импульс на вибратор 2, который своим бойком ударяет по контролируемому иэделию 20. Во время взаимодействия бойка с контролируемым изделием образуется импульс силы F(t), который воспринимается датчиком 11 силы, преобразуется в электрический сигнал, усиливается в усилителе 12, дискретизируется и запоминается в блоке 13 дискретизации и хранения. Под действием импульса силы в

15

25 тное от деления спектральной плотности

Sg(w) отклика объекта на спектральную плот30 ность импульса силы S1(w), которое соответ35

55 контролируемом иэделии 20 (или его участке) возбуждают собственные колебания x(t), которые преобразуются приемником 3 акустических колебаний е электрический сигнал, который усиливается е усили)еле 4, дискретиэируется и запоминается е блоке 5 дискретизации и хранения.

По сигналу синхронизатора 10 коммутатор 15 подключает выход блока 13 дискретизации и хранения к входу блока 8 ортогонального преобразования, а коммутатор 16 подключает выход блока 8 орто онального преобразования к входу регистра

17 памяти. Блок 8 ортогонаг ьного преобразования осуществляет преобразование

Фурье импульса силы F(t), значения составляющих спектральной плотности S)(w) которого запоминаются в регистре 17 памяти, Далее коммутаторы 15 и 16 соединяют блок

5 дискретизации и хранения, блок Я ортогональной обработки и регистр 18 памяти.

Блок 8 ортогонального преобразования осуществляет преобразование Фурье отклика объекта x(t), значение составляющих спектральной плотн00ти S2(w) которого запОMинается ео втором регистре 18 памяти.

В блоке 19 отношений вычисляется часствует значению передаточной функции контролируемого изделия (или его участка), H(w)

52 (1)

Значение передаточной функции контролируемого изделия H(w) подается на регистратор 9, Генератор 7 тактовых импульсов задает частоту дискретизации блоков 5 и 13 дискретизации и хранения. Ждущие мультивибраторы 6 и 14 необходимы для устранения "мертвой зоны", обусловленной временем падения боика злектромеханического вибратора 1 и выбора временного интервала, на котором дискретиэируется сигнал отклика объекта контроля.

Использование известных способа и ус.ройства для контроля изделий приводит к низкой достоверности контроля вследствие возможности определения только спектральной плотности свободных колебаний контролируемого изделия, вызванных ударным воздействием, Однако форма и длительность ударного воздействия, а следовательно, его спектральные характеристики зависят от параметров контролируемого изделия и могут иметь существенные отличия на различных участках иэделия, что вносит изменение 1 е спектральные харак1б58077 теристики свободных колебаний изделия.

Это затруд)4яет выбор г)аоам .rpon контроля

И КЛ 3ССИфи К 3 Ц)1О)4 4414Х Г) f) f13 КС) В ДвфГ .; .Оа, приводиг к ci)IJIpcTBBflffbfr погреш)4 ):I Ir4 в

Оп редс .леi)ии () )эмPpoff 4 Глуби)4 ы залPГ() H)1 4 дефектов. I lporoTl1r) не позволяет с пр,:), .лить, вызвано ли из 1е))ение clipктрапь ьf . характеристик собственных Konohni)ий )4,. 1)ектом в издели)1 или дпу) ;i÷è c)1у 43)1ными изменениял1И в ударном процессе, напр;" мер, паде) ием напряже))ия злекipr)r13ríèT3 нл"р- пора или попадением r) )сторг.. Гим пегцеств ме)кду бойком и конr ролируел4ыл1 )1атериалом, Способ акустического:QHTI)onÿ матери;)ло; и изделий и устройство егo реализации

corn; -i4o изобретению позволяк)т определить f о только спектральные ха))ак)еристики свободных колебаний излслия, но и спектральную плотность импульс3 ударного воздействия, а также на основе измеренных спектральных плотностей, передаточную характеристику изделия (либо его участка}, что повышает, по сравнени)о с прототипол, достоверность KOHTponr, уменьшает

"pcIJJHocTb определения размеров дефекто) и глубины их залегания.

Формула изобрете )ия

1. Способ вкус гическо) î r онтроля мате риалов и изделий, заключающийся в том, что на контролируемый обьект воздейст) уют ударом, регистрируK)T механические Колебания обьекта и определяют параметры спектра колебаний. Ио Koòopbfi1 cудят î К3честве обьекта, отличающийся тем, что, с целью повышения достовер))осги контроля, дополнительно измoð,",þò спектральную плотность ударного воздейс)вия на контролируемый объект, определя,oT:lloKT ральную плотность колебаний обьекта, а о качестве объекта судят по orffoff! l4r)fo спектральной плотности колебани.) объекта к спектральной плотности ударного возд."и ствия.

2, Устройсгводля кусти IBGKG о контроля л13териалов и изделий. сод-..р.кащее последовательно соединен ыс генератор имг)ульсов и вибратор, посл-"д4.i .3rc Ibliu co5

1 0

45 единенные приемник акустических колеба ний, усилитель и блок дискретизации и хр3нения, ждущий мультивибратор. reHPp3Top такэовых импульсов, блок oprorufi3nb>ioro

))реобраэования. регис)ратор l1 синхрониэа f ор, выход генератора импульсов подклю 4rе H K входу ждуще) о мульт и вибр3Top3, 3 выход последнего — к управляющему входу блока дискретизаци )1 хра))ения, выход генератора тактовых им))ульсов подключен к тактовому входу блока дискретизации и хранения. а первый и второй выходы синхронизатора подключены соответственно к управляющему входу генератора импульсов и к управляющим входам блока OpTolонального преобразования и регис4ратора, о т л .1ч а ю )ц е е с я тел1, что, с целью повышен 1R достоверности, оно снаб)4 еь)о 4)оследовательно соедине))ными датчиком силы, закрепленным на вибраторе. вторым усилителем и вторым блоком дискретизации и хранения, вторым ждущил1 мультивибратором, первым и r) op fv кол1мутаторами. первым и вторым регистрами памяти и блоком отношений. первый и второй входы первого коммутатора подключены соотве1ственно к выходам первого и второго блоков дискретизации и хранения, 3 выход соединен с входом блока ортогонального преобразования выход которого подключен к входу В1оро<о коммугагора, первый и второй выходы последнего соединены соответственно с входами nepcofo 11 в)орого регистров памяти, выходы кoTopbix подключены к соответствующим входам блока отношении. выход когс)рого соединен с информацио)4нь)л1 входом реluстратора, управляющие входы пс рвого и второго коммутаторов, первосо и второго регистров памяти и блока отношений подключены к второму выходу синхронизатора. тактовый вход второго блока дискретизации и хранения соединен с выходом генератора тактовых импульсо-;. выход reHep3Top3 импульсов подключен к входу второго ждущего мультивибратора, а выход последнего - к управляющему входу второго блока дискре Гиэации и хранения, 1658077

Составитель Г. Максимочкин

Редактор А. Шандор Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Заказ 1711 Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5

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