Устройство для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советские

Соцнапнстнческне

Респубянк (1 1) 862064 (61) Дополннтельное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 25.12 ° 78 (21) 2701098/25-28 (51)M. Кл.

G 01N 29/04 с прнсоеднненнем заявки РЙ

Веудерстеекеы1 ке»ктет

СССР вв делам кмбретенкк и еткрыткк (23) Приоритет

Опубликовано 07,09.81. Бюллетень И 33 (SS) ДК 6». .179.16 (088.8) Дата опубликования описания 10,09.81 (72) Автор изобретения

В. К. Анисимов (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ПРИХОДА СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКСЙ ЭМИССИИ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть ис пользовано для определения направления прихода акустических сигналов в изделиях из листовых материалов.

Известно устройство для определения

3 направления прихода ультразвуковых сигналов, содержащее акустический блок с механизмом для повррота приемного преобразователя, который поворачивают до тО достижения на его выходе максимального сигнала, что соотвегствуег направлению преобразователя на источник сигналов(11.

Недостатком этого устройства является ньзкая точносгь определения направле-, ния прихода сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии, содержащее >

Vl одинаковых каналов приема сигналов акустической эмиссии, состоящих из поо ледовательно соединенных преобразователя, усилителя и формирователя, И индика

2 торов, N схем И, первые входы которых соединены вместе, .тт- входовую схему

ИЛИ и инвертор, причем преобразователи расположены по окружности на равных расстояниях один ог другого 12), Недостатком этого устройства является невысокая точность определения направления.

Белью изобретения является повышение точности определения направления.

Бель достигается за счет гого, что устройство снабжено 2 И дифференцируюшими цепями, в каждом канале по две, входы которых попарно подключены к выходам формирователей, и образующими тт нечетных и тз четных дифференцирующих цепей, 3 тт триггерами, образующими первые, вторые и третьи тт триггеров, пер. вым и вторым дополнительными триггерами, второй тт-входовой схемой ИЛИ, sroрыми тт cKeMaMIK И, ет допопнигельныьее индикаторами, первыми. g вторым»)е элемен тами НЕ, причем первые тт триггеров подклктчены входами к выходам первых В схел1 И соответственно, а выходами — к индикаторам соответственно, первые входьr первых И схем И соединены с выходами, первой И вЂ” входовой схемы ИЛИ, к которому подключен также вход первого дополнительного триггера, вторые входы, соединенные вместе,— к выходу первого дополнительного триггера, третьи входы через первые И элементов HE подключеHbI к выходам И нечетных дифференцирую|пих цепей соответственно, вторые И триггеров подкл|очены входами к выходам нечетных дифференцируюших цепей соот-, ветственно, а выходами — с входом И входовой схемы И, вьжод которой подкл >с чен к входу инвертора, третьи И триггеров подключены входами к выходам вторых И схем И, соответственно, а выходами — к И дополнительным индикат орам, соответственно, причем первые входы вторых И схем

И, соединенные вместе, соединены с выходом второго дополнительного триггера, вторые входы, со6диненные вместе, — с входом второго дополнительного трш гера и с выходом инвер ора, а третьи входы 2S .через вторые и элементов НЕ соединены с вых одами И нечетных дйзференцирующих цепей соответственно; входы второй

g — входовой схемы ИЛИ пойслючены к выходам четных дифференцирующих цепей, 30 причем ее выход подключен к шине сброс", которой охвачены все триггеры, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство из преобразователей 1,2, ss

3 (остальные преобразовагели и соответствующие им приемные каналы (на чертеже не показаны).

Приемные электроакустические преобразователи 1,2,3 расположены на поверх<0 ности изделия из листового материала по окружности на равных расстояниях друг от друга.

Усилители 4,5,6 и формирователи 7,8, 45

9 соединены с преобразователями 1,2,3 последовательно, и образуют вместе с ним

М одинаковых каналов для приема и усиления сигналов акустической эмиссии. К выходам формирователей 7,8,9 подключены дифференцирующие пепи 10,15, по две

50 в каждом канале, образующие И нечетных (10 1 214) и и hei rrr m (1 1,13 15) дифференцирующих цепей, Нечетные предназначены для выделения

55 переднего фронта импульса формирователя, а четные для выделения заднего фронта. K выходам нечетных дифференцирующих цепей подключена первая И - ходовая

61 Д схема 16 ИЛИ, а к выходам четных И входовая схема 17 ИЛИ. Индикаторы 18, 19,20, (например, светодиоды красного цвета), показывают, по какому из каналов сигнал принят первым, и мсе уг быть размещены на корпусах соответствующих преобразователей.

Первые И триггеров 21,22,23 соединены выходами с индикаторами 18,1.9,20 соответственно. Первый дополнительный триггер 24, первые И схем 25,26,27.И и первые И элементов 28,29,30 HE co единены между собой следующим образом.

Первые входы первых И схем 25,26, 27 И соединены вместе и подключены к выходу первой И вЂ” входовой схемы 16

ИЛИ, к которому подключен также вход первого дополнительного триггера 24, выход которого подключен к соединенным между собой вторым входом первых И логических схем 25,26,27 И,их третьи входы через первые и элементов 28,29,30

НЕ соединены с выходами И нечетных дифференцирующих цепей 10,13,14, соответственно, а выходы — с входами первых триггеров 21,22. 23.

Вторые И триггеров 31,32,33 соединены входами с выходами нечетных дифференцирующих цепей 10,12,14 соответственно, И вЂ” входовая схема 34 И сое— динена входами с выходами вторых И трщ геров 31,32,33. Иторые И элементов 35,36,37 НЕ, вторые И схем 38,39, 40 И, третьи И триггеров 41,42,43, И допотиительных индикаторов 44,45,46 (например, светодиоды зеленого цвета), второй дополнительный триггер 47 и инвертор 48 соединены межг собой следующим образом, Первые входы И схем 38,39,40 И соединены вместе и подключены к выходу второго дополнительного триггера 47, вход которого подключен к выходу инвертора

48 и к соединенным вместе вторым входам вторых схем 38,39, 40 И, их гре. тьи входы через вторые И элементов 35, 36,З7 HE с выходами И нечетных дифференпирующих цепей 10,13,14, соответственно, а выходы - с входами третьих И триггеров 41,42,43 соответственно. Qoполнительпые И индикаторов 44,45,46 соединены с выходами третьих И триггеров 41,42,43, Вход инвертора 48 подключен к выходу и -входовой схемы 34

И. дополнительные индикаторы 44,45,46 показывают, па какому каналу сигнал принят последним, и мнут быть установлены

8(. 2064 6

Устройство ья определения направления прихода сигналов акустической эмисна соответствующем электроакустическом преобразователе, Устройство работает следующим образом, Сигналы акустической эмиссии, возникающие в изделии из листового материала, поступают к месту приема, в котором преобразователи 1,2,3 расположены по окружности на разных расстояниях друг от друга. При приходе сигналов к месту их при- io ема преобразователь 1 принимает их первым, а преобразователь 2 - последним.

Акустические сигналы преобразуют в преобразователях 1 и 2 в электрические.

Последние усиливают (усилители 4 и 5)

15 и формируют из них прямоугольные импульсы (формирователи 7 и 8), смещенные по времени соответственно приходу акустических, сигналов к преобразователям 1 и 2. Первая и третья (нечетные) дифференцирующие цепи 10 и 12 выделяют передние фронты импульсов формирователей 7 и 8, а вторая и четвертая (четные) дифференцируюшие цепи выходов нечетных дифференцируюших цепей 10 и

12 поступают в схему определения первого импульса. Она состоит из первой И— входовой схемы 16 ИЛИ.первого дочолнительного триггера 24, первых И элементов

28 29,30 НЕ, первых N схем 25,26,27

И, первых И триггеров 21,22,23 и первых q индикаторов 18,19,20, Эта схема работает следующим образом.

Первый во времени импульс на любом из входов первой И- входовой схемы 16 З5

ИЛИ - (в данном случае на входе 1, подключенном к выходу первой дифференцирующей цепи 10) с ее выхода поступает на соединенные вместе первые входы первых

И схем 25,26,27 И, а также на вход первого дополнительного триггера 24.

Одновременно сигнал с выхода первой дифференцирующей цепи 10 через первый эле» мент 28 НЕ из первых И элементов 28, 29,30 HE поступает на третий вход пер45 вой схемы 25 И из первых И логических схем 25,26,27 И. При этом потенциал на выходе первого дополнительного григгера 24 и соответственно, на соединен50 ных с ним вторых входах первых И схем

25, 26,27 И такой же, как и на первых входах этих схем И. Сигнал появляется на выходе только первой схемы 25 И, так как только у нее потенциал на третьем

55 входе совпадает с потенциалами на остальных входах. Первый триггер 21 из первых

И триггеров 21,22,23 опрокидывается и соответствующий преобразователю 1 tteðвый индикатор 18 покаэь вает, что преобразователь 1 принял сигнал первым. Затем первый дополнительный триггер 24 опрокидывается и повторным входом запирает первые И схем 25,26,27 И, т.е. появление сигналов на их выходах невозможно при появлении сигналов на их первых входах. Сигналы с выходов нечетных дифференцируюших цепей 10,12,14 поступают также в схему определения последнего импульса. Она состоит из вторых и триггеров 31,32,33, И вЂ” входовой схемы

34 И, вторых и элементов 35,36,37 НЕ, вторых И схем 38,39,40 И, третьих григгеров 41,42,43, И дополнительных индикаторов 44,45,46, второго дополнительного триггера 47 и инвертора 48. Эта схема рабогает следующим образом.

Сигналы с выходом нечетных дифференцируюших цепей 10, 12, 14 поступаюг на входы вторых И триггеров 31,32,33 и опрокидывают их. Последним опрокинется второй триггер 32 из вторых И триггеров 31,32,33 (так как после,пним принимает сигнал преобразователь 2).

При этом на выходе И -входовой схемы 34 И появится сигнал, который после инвертора 48 поступае на вход второго дополнительного триггера 47 и на вторые входы вторых И схем 38,39,40 И. Дальше работа схемы определения последнего импульса совпадает с описанной выше работой схемы определения первого импульса, с той разницей, что совпадение на входах вторых И схем Ç8,39,40 И произойдет только для второй логической схемы 39 И. Сигнал с ее выхода опрокидывает второй триггер 42 из третьих И триггеров 41,42,43, и соответствующей преобразователю 2 втопой дополнительный индикатор 45 покажет, что преобразова.- тель принял сигнал последним. По расположению преобразователей 1 и 2 определяюг направление прихода сигналов акустической эмиссии к месту их приема.

По окончании дли1ельностей импульсов на выходах формирователей 7 и 8 появляются импульсы на выходах четных диффе ренцирующих цепей 11 и 13, которые поступают на входы второй И- входовой схемы 17 ИЛИ, à с ее выхода в шину

Q ((сoб6рpоoсo)), которой охвачены все триггеры, и устройство в целом возвращается в исходное состояние.

Ф ормула изобретения

862064 ски, содержащее И одинаковых каналов приема сигналов акустической эмиссии, состоящих яз последовательно соединенных,преобразователя, усилителя и формирователя, И янднкагоров, И схем И, первые входы когорнх соединены вместе, g— входовую схему ИЛИ и инвергор, причем преобразователи расположены по окружности на равных расстояниях один or другого, о r и и ч а ю ш е е с я тем, что, 10 с целью повышения точносгк определения, оно снабжено 2 И дифференцируюшимя цепями, в каждом канале по две, входы которых попарно подключены к выходам формирователей, н образующими И нечетных и И четных дифференцирующих цепей, 3 Ю гряггерами, образующими первые, вторые к третьи И грнггеров, первым и вторым дополнягельными триггерами, второй Qвхадовой схемой ИЛИ, вторыми И схема- 20 ми И, И дополнительными ннцйкаторамн, первыми и вторыми И элементами НЕ, причем первые Yl триггеров подключены входами к выходам первых N схем И соответственно; & выходами к р йндикаТо- 25 .рам соответственно, первые входы первых схем и соединены с выходом первой

g - входовой схемой ИЛИ, к которому подключен также вход первого допопнигель його триггера, вторые входы, соединенные ЗО вместе к выходу первого дополнительного триггера, третьи входы через первые

И элементов HE подключены к выходам

И нечетных дяфференцирующих цепей соответственно, вторые И триггеров подключены входами к выходам нечетных дифференцируюших их цепей, соответственно, а выходами - к входам И- входовой схе мы И, выход которой подключен к входу инвертора, третьи И триггеров подключены входами к выходам вторых ч схем И; соответственно, а выходами - к И дополнительным индикаторам соответственно, причем первые входы вторых схем И, соединенние вместе, соединеннг с выходом второго дополнительного триггера, вторые входы, соединенные вместе, - с входом второго дополнительного триггера и с выходом инвертора, а третьи-входы через вторые И элементов НЕ соединены с выходами И нечетных дифференцирующих цепей соответственно; входы второй и— входовой схемы ИЛИ подключены к выхо» дам четных дифференцирующих цепей, а выход ее подключен к шине "сброс", которой охвачены все триггеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Методы неразрушающих испытаний .

Под ред. Шарпа,М», Мир, 1972,с. 136.

2. Патент Великобритании ¹ 1.319.175

Н 03 .К 19/00, 1975 (прототип);