Устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии

 

Союз Соевтскик

Сощиалнстическне республик

О П И C А Н И Е 9457ВО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

-а (6! ) Дополнительное к зкт. свнд-ву (22)Заявлено 30.05.80 (21) 2933348/25-28 с прнсоелнненнем занвкн М (5t)M. Кл.

6 01 и 29/04

Ьвудвраввкиьй кввпвт

ИФР ва двлвм ювврвтвккв к отврыткк (23) Прнорнтет

Онублнковано 23.07.82, Бюллетень %27 (5З) УДК 621. . 179. 16 (088.8) Дата овублнкованнн опнсвння 25.07.82

И.А. Серединский

Институт проблем машиностроения АН (с4) Ьстгойстио ЛМ ОПРЕД ЛЕНИЯ КООЩИНАт

ИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ

ЭМИССИИ

Изобретение относится к неразрушаюшему контролю и может быть йспользовано для определения местоположения развивающихся дефектов 8 изделиях, Известно устройство для определе. 5 ни я координат и сточни ков си гнало в акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема„каждый из которых состоит из преобразователя, усилителя и блока фильтров, блока определения разности времен прихода и блока вычислени" t 1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения. кооРдинат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных преобразователя и усилителя, 20 нормали за тор импуль сов, блок контроля, блок управления, блок памяти, дешифратор, блок вывода информации, второй .вход которого соединен с чет2 вертым выходом блока управления, и цифровой индикатор (2).

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения координат.

Цель изобретения - повышение точности.

Эта цель достигается тем, что устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных преобразователя и усилителя, нормализатор импульсов, блок контроля, блок управления, блок памяти, дешифратор, блок выхода информации, второй вход которо- . го соединен с четвертым выходом блока управления, и цифровой индикатрр, снабжено в каждом канале катушкой индуктивности, включенной параллельно преобразователю, блоком фильтров, нуль-органом, последовательно соединенными преобразователем скважности

3 94У18 в напряжение и цифровым вольтметром, блоком вычисления и блоком сравнения. кодов, входы блока фильтров подключены к выходам усилителей каждого канала, а выходы — к входам блока контроля и нормализатора импульсов„ первый вход нуль-органа соединен с выходом нормализатора импульсов, а второй вход - с первым входом блока контроля, выход цифрового вольтметра fg подключен к входу блока памяти, вход преобразователя скважности в напряжение подключен к выходу нуль-органа, sxop блока вычисления подключен K BH ходу блока памяти, а выход - к входу дешифратора„ выход которого подключен к вхОду цифрового инд1 катора„ первый вход блока сравнения кодов подключен к первому выходу блока управления, второй вход — к второму входу цифрового вольтметра, а выходк,второму входу блока памяти, вход блока управления подключен к второму выходу блока контроля, второй выход блока управления подключен к третьему входу блока памяти, третий выход блока управления подключен к второму входу блока вычисления; выход котороГО пОдключен к первому вхОду блОка вы вода информации.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит несколько каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразояателя 1 и усилителя 2 и включенной параллельно преобразователю катушки 3 индуктивности, блок 4

Фильтров, последовательно соединенные нормализатор 5 импульсов, куль-орган

6, преобразователь 7 скважности в на@) пряжение, цифровой вольтметр 8, блок 9 памяти, блок 10 вычисления, дешифратор 11 и цифровой индикатор 12, последовательно соединенные блок 13 контроля, блок 14 управления и блок 1 сравнения кодов, а также блок 16 вывода информации. Выходи блока 4 фильтров подключены ко входам нормализатора 5 импульсов и блока 13 контроля, второй выход блока 14 управления подключен к второму входу блока

9 памяти, третий выход блока 14 управления подключен ко второму входу блока 10 вычисления, четвертый выход блока 14 управления подключен ко второму входу блока 16 вывода информации, второй выход цифрового вольтметра 8 подключен Ко второму вхоО ф ду блока 15 сравнения кодов, выход которого подключен к третьему входу блока 9 памяти, а выход блока 10 вычи сления подключен ко второму входу блока l6 вывода информации.

Устройство работает следующим Образом.

Сигнал акустической эмиссии {АЭ) преобразуются преобразователями 1, установленными на контролируемой поверхности, в пропорциональный электрический сигнал. Катушки 3 индуктивности образуют с емкостью преобразователей 1 резонансный колебательный контур, настроенный на резонанс преобразователя, тем самым увеличивается добротность преобразователя и одновременно усиливается сигнал АЗ.

Сигналы АЗ, преобразованные преобразователями 1 в электрический сигнал, усиливаются усилителями 2 и поступают в блок Й фильтров, где происходит вы,деление гармонической составляющей из сигнала АЗ по каждому каналу. С блока 4 фильтров сигналы подаются на нормализатор 5 импульсов и блок

I3 контроля. Блок .13 контроля осуществляет: амплитудный анализ принятых гармонических колебаний таким

Образом, что информативными считаются сигналы; превышающие некоторый установленный уровень; выдачу команды на разрешение следующего цикла работы после прекращения реверберации от импульса АЗ; а также логический контроль принятых сигналов с целью устранения срабатывания устройства от помехи {отраженных волн) .

Нормализатор р импуль ов представляет собой фазоскорректированный усилитель-ограничитель с симметричным ограничением сигнала "сверху" и "снизу", Сигналы с нормализатора 5 импульсов поступают на нул ь-ор ган 6.

Нуль-орган 6 работает следующим образом.

При первом переходе амплитуды сигнала одного из трех каналов через ноль из области положительных значений в Отрицательные нуль-орган 6 приводится в рабочее положение, при наличии разрешения о блока 13 контроля, в этом случае нуль-орган 6 не реагирует на импульсы остальных двух каналов. При следующем переходе по тому

we каналу сигнала через ноль нульорган б вырабатывает импульсы {дли-! тельностью 1 нс) в момент перехода сигналов по всем трем каналам, скваж945780 б формула изобретения ность последовательности и импульсов между первым и вторым, вторым и третьим каналами является мерой разйости фаз между этими сигналами. Эта информация поступает на преобразователь

7 скважности а напряжение, где про-. изводится преобразование ее в напряжение, которое измеряется цифровым вольтметром 8. С выходов цифрового вольтметра 8 информация в двоичнодесятиином позиционном коде 1-2-4-8 подается на входы блока 9 памяти и блока 15 сравнения кодов. Блок 9 памяти имеет объем памяти 16896 бит, т.е. может записывать и хранить информацию о 256 66-ти разрядных двоичных словах.

В процессе измерения информация от каждого. события АЭ с цифрового вольтметра 8 поступает на блок l5 20 сравнения кодов. Блок 15 сравнения кодов производит опрос блока 9, а при наличии идентичной информации в одной из ячеек блока 9 записывает в нее число, указывающее количество И идентичной информации, поступившей с цифрового вольтметра 8. Если в блоке 9 памяти блоком 15 сравнения кодов .не обнаружено индентичной информации, то блок 15 сравнения кодов дает 1щ разрешение на запись поступившей информации в следующую ячейку блока 9.

Блок l0 вычисления преобразовывает информацию о разности фаз, принятой гармонической составляющей на преоб- р разователях, записанной а блоке 9, в информацию о координате источника

АЭ как функцию от разности фаз.

Блок 14 управления обеспечивает управление работой всего устройства. <е

Цифровой индикатор 12 через дешифратор 11 выдает информацию о ко" ординате события, поступившей из блока 10 вычисления в двоично-десятичном позиционном коде 1-2-4-8, в десятич- 4 ном позиционном коде. Блок 16 вывода информации служит для вывода информации о координате события в даоично-десятичном коде 1-2-4-8 на внешние устройства (цифропечать и перфоленту).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения координат источников сигналов акустической эмиссии за счет определения разности времен прихода сигналов по разности фаз его гармонических составляющих.

Устройство для определения координат источников сигналов акустичес кой эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя и усилителя, нормализатор импульсов, блок контроля, блок управления, блок памяти, дешифратор, блок вывода информации, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, и циф" ровой индикатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности определения, оно снабжено в, каждом канале катушкой индуктивности, включенной параллельно преобразователю, блоком фильтров, нуль-органом, последовательно соединенными преобразователем скважности в напряжение и цифровым вольтметром, блоком вычисления и блоком сравнения кодов, входы блока фильтров подключены к выходам усилителей каждого канала, а выходы - к входам блока контроля и нормализатора импульсов, первый вход нуль-органа соединен с выходом нормализатора импульсов, а второй входс первым входом блока контроля, выход цифрового вольтметра подключен к входу блока памяти, вход преобразователя скважности а напряжение подключен к выходу нуль-органа, вход блока вычисления подключен к выходу блока памяти, а выход - к входу дешифратора, выход которого подключен к входу цифрового индикатора, первый вход блока сравнения кодов подключен к первому выходу блока управления, второй вход - к второму входу цифрового вольтметра, а выход — к второму входу блока памяти, вход блока управления подключен к второму выходу блока контроля, второй выход блока управления подключен к третьему входу блока памяти, третий выход блока управления подключен к второму входу блока вычисления, выход которого подключен к первому входу блока вывода информации.

Источники информации, принятые "о внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 2164031, кл. G 01 N 29/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N 794488, кл- G 01 и 29/04, 1978 (прототип) .