Устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ inS96549

1 с

° и (61) Дополнительное к авт. сеид-sy (22) Заявлено 25.1 238 (21) 2700529/25-28 с присоединением заявки РЙ—

{23 j Приоритет (53)М. Кл.

6 01 и 29/04

Госудирстееиный комитет

СССР ио делеи изааретеиий и аткрытий

Опубликовано 0701Я2. Бюллетень М 1 (53) УД К 621. 179. . 16 (088. 8) Дата опубликования описания 0701.82

72) Авто

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКОВ

СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЗИИССИИ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения координат развивающихся дефектов.

Известно устройство для определе- .

% ния координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый из которых состоит из преобразователя, усилителя, формирователя и триггера, блока измерения триангуляционных параметров, блока вычисления координат и блока регистрации 1 J.

Недостатком этого устройства является невысокая достоверность определения координат.

Наиболее близким по техническо" му существу к изобретению является устройство для опоеделения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее каналы приема сигналов, формирователи и триггеры в каждом канале, соединенные последовательно, блок логики и измерения триангуляционных параметров, имеющий вход "сброс" и выход переполнения, подключенный входами и выхода" ми триггеров в каналах, блок определения координат и регистратор, со-. единенные последовательно, первую схему ИЛИ, подключенную входами к выходам формирователей, первый ключ, первым входом соединенный с выходом первой схемы ИЛИ, первый триггер сброса, второй ключ, первый ждущий мультивибратор, первую дифференцирующую цепь, второй ждущий мультивибратор, вторую дифференцирующую цепь, вторую схему ИЛИ и второй триггер сброса, . соединенные последовательно, третью схему ИЛИ, первый вход которой соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ и с входом первого триггера сброса и подключен к выходу переполнения блока логики и измерения триангуляционных параметров, второй вход третьей cxe r

ИЛИ соединен с выходом первой диф896549!

5 ференцирующей цепи, а выход третьей схемы ИЛИ вЂ” с выходом "сброс " блока определения координат, а таюне первую схему И, подключенную входами к . выходам триггеров в каналах, выход второго триггера сброса соединен со вторым входом первого ключа, выход которого соединен с шиной "сброс", охватывающей блок логики и измерения триангуляционных параметров и все !О триггеры (23.

Недостатком этого устройства является невысокая достоверность определения координат, когда возможно наложение сигналов от разных источни ко в.

Цель изобретения — повышение достоверности определения координат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено третьей дифференцирующей цепью, дешифратором и третьим ключом, подключенным выходом к соединенным вместе третьим входом второй и третьей схем ИЛИ, первым входом, соединенным вместе с управляющим входом дешифратора — к выходу третьей дифференцирующей цепи, а вторым входом, соединенным со вторым входом второго ключа — к выходу дешифратора. 30

Дешифратор состоит из второй схемы И, четвертой дифференцирующей цепи и четвертого ключа, соединенных последовательно, четвертой схемы ИЛИ,пятого ключа и третьего триггера, соеди35 ненных последовательно, третьей схемы

И, пятой дифференцирующей цепи и шестого ключа, соединенных последовательно, пятой схемы ИЛИ, седьмого ключа и четвертого триггера соединенных госле40 довательно, четвертой схемы И, шестой схемы ИЛИ и пятой схемы И, причем выход третьего триггера подключен ко вторым входам шестого и седьмого ключей, выход четвертого триггера - ко

45 вторым входам четвертого и пятого ключей, выходы четвертого и шестого ключей подключены к первым входам четвертой и пятой схем И соответственно, вторые входы последних соединены вместе и- образуют управляющии вход дешиф50 ратора, а их выходы — со входами шестой схемы ИЛИ, выход которой является выходом дешифратора, а третий и четвертый триггеры охвачены шиной "сброс".

На фи r. 1 изображена блок-схема четырехканального устройства; на фиг. 2 — блок-схема дешифратора.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 каналы приема сигналов, выполненные одинаковыми, каждый состоит, например, из последовательно соединенных электроакустического преобразователя и усилителя. Первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 формирователи, а также первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 триггеры в каналах соединены соответственно и последовательно с каналами 1 - 4 приема сигналов.

Блок 13 логики и измерения триангуляционных параметров содержит схемы формирования сигналов, длительность которых соответствует интервалам времени между сигналами в разных каналах (АТ) и схемы измерения этих величин (с выходом "сброс" и выходом переполнения). Блок 13, блок 14 определения координат и регистратор 15 со>единены последовательно. Первая схема 16 ИЛИ соединена входами с 8blxoдами формирователей 5 - 8, а выход соединен с первым входом первого ключа 17. Первый триггер 18 сброса, второй ключ 19, первый ждущий мультивибратор 20, первая дифференцирующая цепь 21, второй ждущий мультивибратор 22, вторая дифференцирующая цепь 23, вторая схема 24 ИЛИ и второй триггер 25 сбороса соединены последовательно. Третья схема 26 ИЛИ соединена первым входом с вторым входом второй схемы 24. ИЛИ и с входом первого триггера 18 сброса, подключенным к выходу переполнения блока

13 логики и измерения триангуляционных параметров, второй вход соединен с выходом первой дифференцирующей цепи 21, а выход — к входу "сброс" . блока 14 определения координат. Первая схема 27 И соединена входами с выходами триггеров 9 — 12 в каналах.

Третья дифференцирующая цепь 28 подключена к выходу первой схемы 27 И.

Дешифратор 29 соединен входами с выходами триггеров 9 — 12 в каналах.

Третий ключ 30 подключен выходом к соединенным вместе третьим входам второй 24 и третьей 26 схем ИЛИ, первым входом, соединенным вместе с управляющим входом дешифратора 29 к выходу третьей дифференцирующей цепи 28, а вторым входом, соединенным вместе с вторым входом второго ключа 19 — к выходу дешифратора 29.

Дешифратор 29, блок-схема которого приведена на фиг. 2, состоит из сле6549

5 lO

1S

3S

io

5 89 дующих узлов и связей. Вторая схема

31 И, четвертая дифференцирующая цепь 32 и четвертый ключ 33 соединены последовательно, причем схема 31

И и ключ 33 могут быть выполнены на одном логическом элементе И/ИЛИ.

Четвертая схема 34 ИЛИ, пятый ключ

35, которые могут быть выполнены на одном логическом элементе И/ИЛИ, и третий триггер 36 соединены последовательно. Третья схема 37 И, пятая дифференцирующая цепь 38 и шестой ключ 39 соединены последовательно.

Пятая схема 40 ИЛИ, седьмой ключ 41 и четвертый триггер 42 соединены последовательно. Четвертая схема 43 И и пятая схема 44 И соединены выходами со входами шестой схемы 45 ИЛИ, выход которой является выходом дешифратора. Первые входы четвертой 43 и пятой 44 схем И соответственно соединены с выходами четвертого 33 и шестого 39 ключей, а их вторые входы соединены вместе и являются управляющим входом дешифратора. Выход третьего триггера 36 подключен к вторым входам шестого 39 и седьмого 41 ключей, выход четвертого триггера 42 соединен с вторыми входами четвертого

33 и пятого 35 ключей, причем oGa триггера охвачены общей шиной "сброс".

Первые входы второй схемы 3 1 И и четвертой схемы 34 ИЛИ соединены вместе и образуют первый вход дешифратора, а соединенные вместе вторые входы этих схем — третий вход дешифратора. Первые входы третьей схемы 37 И и пятой схемы 40 ИЛИ соединены вместе и образуют второй вход дешифратора, а соединенные вместе вторые входы этих схем — четвертый вход дешифратора.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы акустической эмиссии, возникающие в контролируемом иэделии, дости гают злектроакустических преобразователей (входящих в состав каналов 1 - 4 приема сигналов) в разные моменты времени, где эти сигналы преобразуются в электрические. Последние усиливают в каналах 1 — 4, формируют из них импульсы (формирователи 5 - 8), которые опрокидывают триггеры 9 - 12 в каналах. Сигналы последних используют для работы блока 13 логики и измерения триангуляционных параметров, а также для работы дешифратора 29. Результаты измерений из блока 13 поступают в блок 14 определения координат источников сигналов акустической эмиссии, откуда величины координат поступают на регистратор 15, если группа сигналов была принята от одного источника.

Сигналы триггеров 9 - !2 в каналах поступают также на выходы первой схемы 27 И, сигнал на выходе которой появляется в момент приема акустической эмиссии последним каналом (по времени), т.е. в момент опрокидывания последнего триггера ° Дешифратор

29 анализирует последовательность появления сигналов (сравнивает ее с допустимой, а также с сигналом, поступающим с выхода третьей дифференцирующей цепи 28) и только в случае совпадения выдает специальный сигнал.

Последний через открытый второй ключ

19 запускает первый ждущий мультивибратор 20, длительность импульса которого достаточна для работы регистратора 15. Сигнал, сформированный первой дифференцирующей цепью 21 иэ ,заднего фронта этого импульса, запускает второй ждущий мультивибратор

22, длительность импульса которого достаточна для подготовки регистратора 15 к принятию новых данных иэ блока

14 определения координат. Кроме того, этот сигнал через третью схему 26

ИЛИ поступает на вход "сброс" блока

14 определения координат (к этому времени величины координат зарегистрированы). Из заднего фронта импульса второго ждущего мультивибрато" ра 22 вторая дифференцирующая цепь

23 формирует сигнал, который проходит через вторую схему 24 ИЛИ и опрокидывает второй триггер 25 сброса.

Сигнал последней команды "сброс" поступает в шину "сброс" всего устройства (кроме блока 14) через первый ключ 17. Последний открыт только при отсутствии сигналов в каналах, которые через первую схему 16 ИЛИ закрывают его. При поступлении команды

"сброс во время наличия сигналов в любом из каналов появление сигнала на выходе первого ключа 17, т.е. сброс всего устройства, происходит после окончания этого сигнала, чтобы обработка сигналов производилась правильно.

B случае, если сигнал в одном из каналов не был -принят, в блоке 13 логики и измерения триангуляционных параметров происходит переполнение измерителей Т, и на его выходе пе896549 реполнения появляется сигнал, который опрокидывает первый триггер 18 сброса.

Сигнал последнего закрывает второй ключ 19, препятствуя запуску первого ждущего мультивибратора 20. Кроме того, сигнал с выхода переполнения блока 13 поступает через третью схему

26 ИЛИ на сброс блока 14 определения координат (так как последние ollpe делены неверно), а также через вторую 1о схему 24 ИЛИ - на сброс всего устройства.

В случае, если в принятой группе си гналов нарушена последовательность появления сигналов в каналах (группа образована наложением сигналов разных источников), сигнал с выхода третьей дифференцирующей цепи 28 не совпадает во времени с сигналом на выходе дешифратора 29. Сигнал последнего, через открытый (при отсутствии сигнала с третьей дифференцирующей цепи

28) третий ключ 30 поступает на входы второй 24 и третьей 26 схем ИЛИ, а с их выходов в соответствующие цепи сброса. При этом регистрация координат не производится, так как они определены неверно, за счет чего и происходит повышение достоверности контроля. зо

Дешифратор работает следующим об" разом.

При возникновении сигнала акустической эмиссии в таком месте, что ближайшим к нему является электроаку" стический преобразователь первого ка"

35 кала 1 приема сигналов, то последовательности появления сигналов в каналах могут быть следующими: 1,2,4,3 и 1,4, 2, 3. Си гнал пер во го канала опрокиды40 вает первый триггер 9 в канале раньше остальных. Сигнал последнего, поступая на первый вход дешифратора, через четвертую схему 34 ИЛИ и откры" тый пятый ключ 35 опрокидывает тре-. тий триггер 36, сигнал которого за45 крывает шестой 39 и седьмой 41 ключи.

Последующее появление сигналов во втором и четвертом каналах приема и, соответственно, на входах II u 1У дешифратора не вызывает опрокидывания четвертого триггера 42. Последним по времени появляется сигнал в третьем канале (при правильном приеме сигналов, т.е. при отсутствии наложения сигналов разных источников) и, со- ы ответственно, на входе iii дешифратора.

На выходе второй схемы 31 И при этом появляется сигнал, из которого четвертая дифференцирующая цепь 32 формирует короткий импульс, поступающий через открытый четвертый ключ 33 на четвертую схему 43 И. При этом этот импул bc совпадет во времени с и мпул ьсом, соответствующим принятию сигнала акустической эмиссии всеми каналами, поступающего с третьей дифференцирующей цепи 28 на управляющий вход дешифратора., На выходе четвертой схемы схемы 43 И появляется сигнал, который через шестую схему 45 ИЛИ поступает на выход дешифратора - группа сигналов принята правильно. По окончании работы всего устройства по определению координат в третий триггер 36 поступает команда "сброс", возвращающая его e исходное состояние.

Аналогично происходит работа дешифратора по обнаружению любой из допустимых последовательностей сигналов íà его входах. Если последовательность появления сигналов не является допустимой, сигнал на выходе дешифратора отсутствует, так как сигналы на входах четвертой 43 или пятой 44 схем И не совпадут во времени. Если первый сигнал появился на 1 или Ш входе дешифратора, то работает его левая часть, а если на !! или IN правая.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить достоверность определения координат источников сигналов акустической эмиссии за счет уменьшения регистраций ложных координат. формула изобретения

1 . Устройство для определения координат источни ко в си гнало в акустической эмиссии, содержащее каналы приема сигналов, формирователи и триггеры в каждом канале, соединенные последовательно, блок логики и измерения триангуляционных параметров, имеющий вход "сброс" и выход переполнения, подключенный входами к выходам триггеров в каналах, блок определения координат и регистратор, соединенные последовательно, первую схему ИЛИ, подключенную входами, к выходам формирователей, первый ключ, первым входом соединенный с выходом первой схемы ИЛИ, первый триггер сброса, второй ключ, первый ждущий мальтивибратор, первую дифференцирующую цепь, 896549 второй ждущий мул ьти вибратор, вторую дифференцирующую цепь, вторую схему

ИЛИ и второй триггер сброса, соединенные последовательно, третью схему

ИЛИ, первый вход которой соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ и с входом. первого триггера сброса и подключен к выходу переполнения блока логики и измерения триангуляционных параметров, второй вход третьей схемы ИЛИ соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, а,выход третьей схемы ИЛИ - с выходом "сброс" блока определения координат, а также первую схему И, подключенную входами к выходам триггеров в каналах, выход второго триггера сброса соединен с вторым входом первого ключа, выход которого соединен с шиной "сброс", охватывающей блок логики и измерения триангуляционных параметров и все триггеры, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено третьей дифференцирующей цепью, дешифратором и третьим ключом, подключенным выходом к соединенным вместе третьим входом второй и третьей схем ИЛИ, первым входом, соединенным вместе с управляющим входом дешифратора - к выходу третьей дифференцирующей цепи, а вторым входом, соединенным со вторым входом второго ключа - к выходу дешифратора.

2. Устройство по и. i, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что дешифратор состоит из второй схемы И, четвертой дифференцирующей цепи и четвертого ключа, соединенных последовательно, четвертой схемы ИЛИ, пятого ключа и третьего триггера, соединенных последовательно, третьей схемы И, пятой дифференцирующей цепи и шестого ключа, соединенных последовательно, пятой схемы ИЛИ, седьмого ключа и четвертого триггера, соединенных последовательно, четвертой схемы И, шестой схемы ИЛИ и пятой схемы И, причем выход третьего триггера подключен ко вторым входам шестого и седьмого ключей, выход чет вер то го три irepa - ко вторым входам четвертого и пятого ключей, выходы четвертого го и шестого ключей подключены к первым входам чет вертой и пятой схем И соответственно, вторые входы последних соединены вместе и образуют управляющий вход дешифратора, а их выходы " с входами шестой схемы ИЛИ, выход

25 которой является выходом дешифратора, а третий и четвертый триггеры охва" чены шиной "сброс".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе зо

1. Авторское свидетельство CCCP

N 504074, кл. G 01 и 29/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2683122/28,09. 11. 78 (прототип)., 896549

Составитель В. Урусов

Редактор И. Тыкей Техред А, Савка Корректор Л Бокшан

Заказ 11690/34 Тираж 88

882

Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4