Устройство для контроля материалов по сигналам акустической эмиссии

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских Социалистических

Республик (п)968744 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)»rr»«o 29.01.81 (21) 3241637/25-28 с присоединением заявки ле (23) Приоритет (51)M. Кл.

G ОI М 29/04

3Ьеудзратминый камитет

СССР

Опубликовано 23. 10 82.Бюллетень М 39 до дщии изобретений и открытий (53) УДК 620.179. . 16 (088. 8}

Дата опубликования описания 25, 10 . 82 (72) Авторы изобретения.А., бутенко.р ., . о - p аз работ ке е савва...,, В.Б. Пастернак, М.М. Шпинер, Т.В. Мазур

Всесоюзный научно-исследовательский инст неразрушающих методов и средств контроля материалов (71 ) 3ая вител ь (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ

ПО СИГНАЛАМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для контроля дефектов по сигналам акустической эмиссии.

Известно устройство измерения сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь, предусилитель, усилитель, пороговый блок, счетчик импульсов, цифро-аналоговый преобразователь и регистрирующий блок (1).

Недостатком данного устройства является малый динамический диапазон. иэ меряемой амплитуды сигналов, обусловленным тем, что динамический диапа-. зон цифро-аналогового преобразователя не превышает 40-50 дБ.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст1 жйство для контроля материалов по сигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно ripe образователь и предусилитель, соеди2 ненные последовательно управляемый аттенюатор, усилитель, детектор, пиковый детектор, аналого-цифровой пре образователь, блок обработки информации и схему ИЛИ, содержащее также компаратор, регистр сдвига, схему И-НЕ, при этом выход схемы ИЛИ соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, вход сброса пикового детектора соединен с выходом схемы И-НЕ, выход . о регистра сдвига поразрядно соединен со входом управления управляемого аттенюатора и с блоком обработки информации 2 ).

Недостатком известного устройства является малая точность контроля, обусловленная тем, что возникает существенная ошибка в измерении амплиго туды сигнала акустической эмиссии за счет изменения сигнала за время раз, ряда и заряда. пикового детектора, а также за время запаздывания срабатывани» управляемого аттенюатора.

3 96874

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Эта цель достигается тем, что устройство для контроля материалов по сигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь и предусилитель, соединенные последовательно управляемый аттенюатор, усилитель, детектор, пиковый детектор, аналого-цифровой пре. tO образователь, блок обработки информации и схему ИЛИ, содержащее также компаратор, регистр сдвига, схему

И-НЕ, при этом выход схемы ИЛИ соединен со входом сброса аналого-цифрово- ls

ro преобразователя, вход сброса пикового детектора - с выходом схе" мы И-НЕ, выход регистра сдвига по.разрядно соединен со входом управления управляемого аттенюатора и с бло- z6 ком обработки информации, снабжено линией задержки, включенной между предусилителем и управляемым аттенюатором, вторым усилителем, вход которого соединен с выходом предусилите- 2S ля, а выход - с первым входом компаратора, расширителем, выход которого соединен со .входом сброса детектора, с первым входом схемы И-НЕ и . со вторым входом схемы ИЛИ, цифроаналоговым преобразователем, вход которого поразрядно соединен с выходом регистра сдвига, а выход - со вторым входом компаратора, выход компаратора соединен с тактовым входом регист" ра сдвига и входом расширителя, выход сброса блока обработки информации соединен со входом записи регистра сдвига и со вторым входом схемы И-НЕ.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит соединенные последовательно преобразователь 1 и предусилител ь 2, соединенные последовательно управляемый аттенюатор 3, усилитель 4, детектор 5, пиковый детектор б, аналого-цифровой преобразо" ватель 7, блок 8 обработки информации и схему 9 ИЛИ, содержащее также компаратор 10, регистр 11 сдвига, схему 12 И-НЕ, при этом выход схемы 9 ИЛИ О соединен со входом сброса аналогоцифрового преобразователя 7, вход сброса пикового детектора б соединен с выходом схемы 12 И-НЕ, выход регистра 11 сдвига поразрядно соединен со входом управления управляемого аттенюатора 3 и с блоком 8 обработки информации. Устройство содержит так4 4. же линию 13 задержки, включенную меж-. ду предусилителем 2 и управляемым аттенюатором 3, второй усилитель 14, вход которого соединен с выходом предусилителя 2, а выход - с первым входом компаратора 10, расширитель 15, выход которого соединен со входом сброса детектора 5, с первым входом схемы 12 И-HE и со вторым входом схемы 9 ИЛИ, цифро-аналоговый преобразо" ватель 16, вход которого поразрядно соединен с выходом регистра 11 сдвига, а выход - со вторым входом компаратора 10, выход последнего соединен с тактовым входом регистра 11 сдвига и входом расширителя 15 выход сброса блока 8 обработки информации соединен со входом записи ре" гистра 11 сдвига и со вторым входом схемы 12 И-HE.

Устройство работает следующим образом.

При появлении на преобразовате.ле 1, установленном на контролируемом изделии, сигналов акустической эмиссии они преобразуются в электрические, предварительно усиливаются в предусилителе 2, задерживаются на линии 13 задержки и через управляемый аттенюатор 3 и усилитель 4, где усиливаются, поступают на детектор 5 для преобразования в видеосигнал, а

Ф затеи через пиковый детектор 6 - на вход аналого- цифро во го преобр азователя 7. Время задержки линии 13 задержки (примерно 1,5 мкс) должно быть больше времени, необходимого на разряд и последующий заряд пикового детектора б.

С аналого-цифрового преобразователя 7 информация в цифровом виде подается на блок 8 обработки информации для определения амплитуды сигнала АЭ.

Последний может содержать электронновычислительную машину, цифропечатающее устройство, стрелочный прибор и т.п. При появлении- сигнала акустической эмиссии с блока 8 обработки информации через схему 9 ИЛИ на вход сброса аналого-цифрового преобразователя 7 поступает импульс для сброса информации, которая была запи ° сана при предыдущем сигнале акустической эмиссии. С выхода сброса блока 8 обработки информации на вход записи регистра 11 сдвига и на вход схемы 12 И-НЕ подается строб логической

"единицы". При отсутствии этого строба пиковый детектор 6 сброшен импуль4 6 теля 7, при котором происходит срабатывание компаратора 1О,деленного на коэффициент усиления второго усилителя 14

Таким образом, данное устройство позволяет повысить точность контроля за счет того, что задержка линией за- . держки сигнала акустической эмиссии, поступающего на пиковый детектор, дает возможность измерить амплитуду, а не спад сигнала после максимума. Это приводит к тому, что исключается ошиб ка при измерении амплитуды сигнала, обусловленная временем разряда и последующего заряда пикового детектора. формула изобретения

Устройство для контроля материалов по сигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь и предусилитель, соединенные последовательно управляемый аттенюатор, усилитель, детектор, пико. вый детектор, аналого-цифровой преобразователь, блок. обработки информации и схему ИЛИ, содержащее также компа-. ратор, регистр сдвига, схему И-НЕ, при этом выход схемы ИЛИ соединен со входом сброса аналого-цифрового преобразователя, вход сброса пикового детектора - с выходом схемы И-НЕ, выход регистра сдвига поразрядно соединен ,со входом управления управляемого аттенюатора и с блоком обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено линией задержки, включенной между предусилителем и управляемым аттенюатором, вторым усилителем, вход которого соединен с выхо" дом предусилителя, а выход - с первым входом компаратора, расширителем, выход которого соединен со входом сброса детектора, с первым входом схемы И"НЕ и со вторым входом схемы ИЛИ, цифро-аналоговым преобразователем, вход которого поразрядно соединен с выходом регистра сдвига, а выход " со вторым входом компаратора, выход компаратора соединен с тактовым входом регистра сдвига и входом .расширителя, выход сброса блока обработки информации соединен со входом записи регистрасдвига и со вторым входом схемы И"НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 606129, кл. G 01 W 29/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке f . 2903257/25-28, кл. 11 О1 Н ?9/04, 1980 (прототип).

5 96874 сом, поступающим со схемы 12 И-НЕ.

Задним Фронтом этого строба flpowSBo» дится запись информации (логической

"единицы") на регистр 11 сдвига. С выхода регистра 11 сдвига код пораэ- з рядно подается на управляющий вход управляемого аттенюатора 3, устанавливая минимальное ослабление, на цифро-аналоговый преобразователь 16, с которого в аналоговом виде поступа" 10 ет на второй вход компаратора 10, устанавливая минимальное значение его опорного напряжения, и на блок 8 обработки информации для регистрации диапазона усиления. С предусилителя 2 1S сигнал, усиливаясь вторым усилителем 14, поступает на вход компарато- ра 10. Если сигнал с выхода второго усилителя 14 превышает опорное напря жение с цифро-аналогового преобразо- 20 вателя 16, то на выходе компаратора 10 появляется импульс, который подается на тактовый вход регистра 11 сдвига, передвигая записанную на нем информацию (логическую единицу) на один раз- 25 ряд. При этом изменяется код на входе управления управляемого аттенюатора 3, увеличивая ступень ослабления, изменяется код, поступающий на блок 8 обработки информации, регистрируя, в ка-Э0 ком диапазоне производится усиление (на какой ступени ослабления работает управляемый аттенюатор 3), изменяется код на входе цифро-аналогового преобразователя l6, увеличивая опорное на- з пряжение на втором входе компаратора 10 во столько раэ, во скольо ослабил управляемый аттенюатор 3. При переходе управляемого аттенюатора 3 на новую ступень ослабления импульс с выхода компаратора 10, пройдя через расширитель 15, сбрасывает детектор 5, и далее через схему 12 И-НЕ сбрасывает пиковый детектор 6 и через схему 9 ИЛИ сбрасывает аналого-цифровой преобразователь 7. Расширитель 15 может быть выполнен в виде ждущего мультивибратора с длительностью строба (примерно

1 мкс), достаточного для полного сброса детектора 5, пикового детектора 6

50 и аналого-цифрового преобразователя 7.

Верхняя граница диапазона линейности пикового детектора 6 выбирается такой, чтобы деленная на коэффициент переда" чи цепи после предусилителя 2 (линия

SS: задержки 13, управляемый аттенюатор 3, усилитель 4, детектор 5), она была несколько выше первоначального напряжения с цифро-аналогового преобразова968744

Составитель Р. 8осканян

Редактор П. Коссей Техреду Т.Фанта Корректор Г. Решетник

Заказ 6159/73 Ти раж 557 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-)5 Раушская наб. д. 4/g

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