Изобретение относится к области технической диагностики и неразрушающего контроля силовых элементов конструкций и может быть использовано при разработке систем контроля силовых элементов конструкций в машиностроении, строительстве, ракетно-космической и авиационной технике, топливно-энергетическом комплексе.
Более близкой по технической сущности к заявленному изобретению является многоканальная акустико-эмиссионная система контроля силовых элементов конструкций включающая: преобразователи акустической эмиссии; предварительные усилители; блок предварительной обработки и преобразования сигналов акустической эмиссии; ЭВМ с необходимым математическим обеспечением; средства отображения информации; блоки калибровки системы (Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. ПБ 03-593-03. Гостехнадзор РФ, 2003). В этой акустико-эмиссионной системе оценка степени опасности дефектов производится на основании расчета известных (амплитудного, интегрального, локально-динамического и интегрально-динамического) критериев оценки процессов разрушения конструкций. Эти критерии основаны на оценке амплитуды и интенсивности сигналов акустической эмиссии.
Недостатком известной системы является низкая достоверность контроля силовых элементов конструкций, которая обусловлена влиянием на амплитуду и интенсивность сигналов акустической эмиссии механических шумов, предыстории эксплуатации, материала, размеров и формы контролируемых конструкций.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение достоверности акустико-эмиссионного контроля и оценка степени опасности дефектов вне зависимости от амплитуды и интенсивности сигналов акустической эмиссии, механических шумов, предыстории эксплуатации, материала, размеров и формы контролируемых конструкций.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной многоканальной акустико-эмиссионной системе контроля силовых элементов конструкций, состоящей из N - каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные преобразователь акустической эмиссии, установленный на объекте контроля в местах максимальной концентрации напряжений, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок вычисления известных акустико-эмиссионных критериев, а также устройство отображения информации, дополнительно введены в каждый из каналов блок вычисления инвариантов временных интервалов импульсов акустической эмиссии и два блока вычисления инвариантов числа импульсов акустической эмиссии, входы которых объединены с входом блока вычисления известных акустико-эмиссионных критериев, а выходы соединены с соответствующими входами устройства отображения информации.
Устройство приведено на фигуре 1, где обозначено:
1 - преобразователь акустической эмиссии, установленный на объекте контроля в местах максимальной концентрации напряжений; 2 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 3 - блок вычисления известных акустико-эмиссионных критериев; 4 - блок вычисления инвариантов временных интервалов импульсов акустической эмиссии; 5.1 - блок вычисления инвариантов числа импульсов акустической эмиссии; 5.2 - блок вычисления инвариантов числа импульсов акустической эмиссии; 6 - устройство отображения информации. Блоки 3, 4, 5.1, 5.2 могут быть выполнены на базе микроконтроллеров.
Блок вычисления акустико-эмиссионных критериев 3 предназначен для вычисления известных (амплитудного, интегрального, локально-динамического и интегрально-динамического) критериев оценки процессов разрушения конструкций основанных на анализе амплитуды и интенсивности сигналов акустической эмиссии (Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. ПБ 03-593-03. Гостехнадзор РФ, 2003).
Блок вычисления инварианта временных интервалов импульсов акустической эмиссии 4 предназначен для вычисления инварианта временных интервалов импульсов акустической эмиссии в процессе деформирования конструкции. Этот блок выполнен по схеме, приведенной в патенте RU 2233444, МПК 7, дата публикации 27.07.2004, Бюл. №21.
Блок вычисления инварианта числа импульсов акустической эмиссии 5.1 предназначен для вычисления инварианта числа импульсов акустической эмиссии в процессе деформирования конструкции. Этот блок выполнен по схеме приведенной в патенте RU 2367941 МПК 7, дата публикации 20.09.2009, Бюл. №26.
Блок вычисления инварианта числа импульсов акустической эмиссии 5.1 предназначен для вычисления инварианта числа импульсов акустической эмиссии в процессе деформирования конструкции. Этот блок выполнен по схеме приведенной в патенте RU 2367942 МПК 7, дата публикации 20.09.2009, Бюл. №26.
В блоке 6 происходит отображение значений известных акустико-эмиссионных критериев и инвариантов на каждой секунде деформирования по каждому каналу регистрации.
Степень опасности дефектов для инвариантов временных интервалов импульсов акустической эмиссии, вычисляемых в блоке 4, устанавливается программно и может находиться в одной из трех зон:
1) Пассивный дефект, стадия микротрещин - «Безопасно»
Iвр.инт=1,8÷2,2;
2) Активный дефект, стадия образования трещины - «Опасно»
Iвр.инт=2,2÷2,6;
3) Критически активный дефект, стадия разрушения - «Критически опасно»
Iвр.инт=2,6÷3.
Степень опасности дефектов для инварианта числа импульсов акустической эмиссии, вычисляемого в блоке 5.1, устанавливается программно и может находиться в одной из трех зон:
1) Пассивный дефект, стадия микротрещин - «Безопасно»
Iинт=0÷0,3;
2) Активный дефект, стадия образования трещины - «Опасно»
Iинт=0,3÷0,6;
3) Критически активный дефект, стадия разрушения - «Критически опасно» Iинт=0,6÷1.
Степень опасности дефектов для инварианта числа импульсов акустической эмиссии, вычисляемого в блоке 5.2, устанавливается программно и может находиться в одной из трех зон:
1) Пассивный дефект, стадия микротрещин - «Безопасно»
Iинт=0÷0,3;
2) Активный дефект, стадия образования трещины - «Опасно»
Iинт=0,3÷0,6;
3) Критически активный дефект, стадия разрушения - «Критически опасно» Iинт=0,6÷1.
Оценка степени опасности дефектов производится на каждой секунде деформирования, по каждому каналу регистрации и каждому информативному параметру и отображается на мониторе устройства отображения информации 7 (Фиг. 2).
Таким образом, в процессе эксплуатации (испытаний) при нагружении (деформировании) конструкций оперативно определяется степень опасности дефектов, исходя из которой принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации конструкции.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ комплексного анализа информативных параметров при акустико-эмиссионной диагностике конструкций | 2021 |
|
RU2764957C1 |
МНОГОКАНАЛЬНАЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ | 2021 |
|
RU2760344C1 |
Способ и устройство оценки и прогнозирования ресурса при акустико-эмиссионной диагностике конструкций | 2022 |
|
RU2789694C1 |
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ | 2014 |
|
RU2570592C1 |
СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОМ КОНТРОЛЕ | 2003 |
|
RU2233444C1 |
СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОДНОКАНАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ | 2001 |
|
RU2210766C1 |
СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОМ КОНТРОЛЕ | 2008 |
|
RU2367942C1 |
СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОМ КОНТРОЛЕ | 2007 |
|
RU2367941C1 |
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ КОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ НА ЕЕ ОСНОВЕ | 1998 |
|
RU2141655C1 |
УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В СВАРНЫХ ШВАХ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ | 2014 |
|
RU2572662C2 |
Использование: для контроля силовых элементов конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что многоканальная акустико-эмиссионная система контроля силовых элементов конструкций состоит из N-каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные преобразователь акустической эмиссии, установленный на объекте контроля в местах максимальной концентрации напряжений, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок вычисления известных акустико-эмиссионных критериев, а также устройство отображения информации, при этом в каждый из каналов дополнительно введены блок вычисления инвариантов временных интервалов импульсов акустической эмиссии и два блока вычисления инвариантов числа импульсов акустической эмиссии, входы которых объединены с входом блока вычисления известных акустико-эмиссионных критериев, а выходы соединены с соответствующими входами устройства отображения информации. Технический результат: повышение достоверности акустико-эмиссионного контроля и оценка степени опасности дефектов вне зависимости от амплитуды и интенсивности сигналов акустической эмиссии, механических шумов, предыстории эксплуатации, материала, размеров и формы контролируемых конструкций. 2 ил.
Многоканальная акустико-эмиссионная система контроля силовых элементов конструкций, состоящая из N-каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные преобразователь акустической эмиссии, установленный на объекте контроля в местах максимальной концентрации напряжений, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок вычисления известных акустико-эмиссионных критериев, а также устройство отображения информации, отличающаяся тем, что в каждый из каналов дополнительно введены блок вычисления инвариантов временных интервалов импульсов акустической эмиссии и два блока вычисления инвариантов числа импульсов акустической эмиссии, входы которых объединены с входом блока вычисления известных акустико-эмиссионных критериев, а выходы соединены с соответствующими входами устройства отображения информации.
Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов, ПБ 03-593-03, Гостехнадзор РФ, 2003 | |||
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ | 2014 |
|
RU2570592C1 |
МНОГОКАНАЛЬНОЕ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЕ УСТРОЙСТВО | 2008 |
|
RU2396557C1 |
СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОМ КОНТРОЛЕ | 2003 |
|
RU2233444C1 |
JP 62196418 A, 29.08.1987 | |||
CN 106018107 A, 12.10.2016. |
Авторы
Даты
2018-07-03—Публикация
2017-05-19—Подача