Устройство для определения координат источников акустической эмиссии Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

QO

оо

О) Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий с использованием акустической эмиссии (АЭ) и может применяться для неразрушающего контроля материалов и изделий из них при их нагружении, а также при контроле технологических процессов для выявления дефектов структуры материалов. Известно устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя, усилителя и блока фильтров, блока определения разности времени прихода и блока вычислений 1. Недостатком известного устройства является необходимость сложной математической обработки полученной информации для определения координат дефектов, заключающейся в решении триангуляционной задачи для сигналов, полученных по меньшей мере с трех преобразователей с помошью ЭВМ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения координат источников акустической эмиссии, содержащее канал приема, состоящий из последовательно соединенных электроакустического преобразователя и усилителя, нормализатора импульсов и измерителя временных интервалов, последовательно соединенные блок управления, запоминающий блок, дешифратор и блок вывода информации, причем второй выход блока управления соединен с вторым входом блока вывода информации, а третий выход - с вторым входом дешифратора, причем выход усилителя соединен с входом нормализатора, второй вход которого соединен с второй цепочкой датчик - усилитель 2. Недостатком известного устройства является низкая достоверность результатов измерений, обусловленная тем, что определение координат источников АЭ ведется по разности времени прихода сигналов АЭ к пространственно разнесенным на контролируемой поверхности приемным преобразователям. В этом случае при решении плоскостных задач возможно срабатывание различных преобразователей от различных типов волн, скорость распространения которых в материале различна, а также возможно срабатывание приемных преобразователей от различных источников АЭ, что ведет к появлению ложной локационной серии. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения координат источников акустической эмиссии снабжено не менее чем одним аналогичным каналом приема, блоком вычислений, входы которого соединены с блоками измерения временных интервалов каждого канала приема, а выход - с вторым входом запоминающего блока, регистром памяти, входы которого соединены с первым и вторым входами запоминающего блока, а выход - с третьим входом дешифратора, логическим блоком, включенным между выходом блока вычислений и третьим входом запоминающего блока, причем в каждый канал приема к выходу усилителя подсоединены три параллельные цепочки из последовательно соединенныхфильтра и компрессора напряжений, выходы которых соединены с соответствующими входами нормализатора импульсов. На чертеже представлена блок-схема устройства для определения координат источников акустической эмиссии. Устройство содержит два или более идентичных канала приема, каждый из которых состоит из последовательно, соединенных электроакустического преобразователя 1 и усилителя 2, блоки 3-5 фильтров, входы которых подключены к выходу усилителя 2, компрессоры 6-8 напряжений, каждый из которых соответственно подключен к выходам блоков 3-5 фильтров, включенные последовательно измеритель 9 временных интервалов и нормализатор 10 импульсов, входы которого соединены с выходами компрессоров 6-8 напряжений. Выход усилителя 2 первого канала приема подсоединен к блоку управления, состоящему из соединенных схемы II контроля и схемы 12 управления, выход которой подключен к последовательно соединенным запоминающему блоку 13, дещифратору 14 и блоку вывода информации, состоящему из параллельно включенных цифрового индикатора 15 и схемы 16 вывода информации. Второй выход схемы 12 управления соединен с вторым входом схемы 16 вывода информации, а третий выход - с вторым входом дещифратора 14. Выходы измерителей 9 временных интервалов подключены к соответствующим входам блока 17 вычислений, выход которого соединен с вторым входом запоминающего блока 13 и с входом логического блока, состоящего из последовательно соединенных логической схемы 18 и схемы 19 сравнения, выход которого подключен к третьему входу запоминающего блока 13. К первому и второму входам запоминающего блока 13 подключен регистр 20 памяти, выход которого соединен с третьим входом дешифратора 14. Устройство работает следующим образом На контролируемое изделие устанавливают приемный электроакустический преобразователь 1 каждого канала, например по верщинам равностороннего треугольника. Вследствие дисперсии скорости звука в изделии время распространения различных гармонических составляющих от исчочника

АЭ до приемника неодинаково. Таким образом, по разности времени прихода (т) этих гармоник к приемному преобразователю можно судить о расстоянии от источника АЭ до приемника:

.

iq-c

где CiCi- скорости распространения различных гармоник (

Импульсы акустической эмиссии воспринимаются приемными преобразователями 1, усиливаются усилителем 2 и поступают на блоки 3-5 фильтров, где происходит выделение гармонических составляющих различных частот, после чего эти составляющие поступают каждая на свой компрессор. Компрессоры 6-8 обеспечивают постоянство выходного напряжения при изменении входного, т. е. с помощью компрессора напряжений устраняется погрещность в определении временной разности, обусловленной различной крутизной фронтов выделенных гармоник (так как выделяются гармоники различных частот, степень их затухания различна, вследствие этого различна и крутизна переднего фронта огибающей).

Импульсы от усилителя 2 первого канала поступают на схемы 11 контроля, где осуществляются анализ принятых колебаний на достоверность (таким образом, что достоверными считаются сигналы, превышающие некоторый установленный уровень, и при этом их число за время длительности события АЭ превышает наперед заданное) и выдача команды на разрешение следующего цикла работы после прекращения реверберации от импульса АЭ.

. Импульсы с компрессоров 6-8 поступают на нормализатор 10 импульсов, где осуществляется выделение огибающей и нормирование ее по , амплитуде. Далее в измерителе 9 временных интервалов производится измерение временных запаздываний прихода различных гармоник к приемному преобразователю. Эта информация подается на блок 17 вычислений, где вычисляется скорость этих гармоник и с учетом вычисленной скорости производится вычисление расстояния от источника до приемника АЭ. Информация о скорости гармоник и

расстоянии до источника АЭ записывается в запоминающий блок 13, если на это было разрешение с логической схемы 18 и схемы 19 сравнения.

Назначение логической схемы 18 следующее. Местоположение источников АЭ по предложенной выше методике определяется на пересечении окружностей с центрами в точках установки преобразователей и радиусами, равными вычисленным расстояниям

0 от источника до приемников АЭ. Следовательно, максимальная разность между радиусами этих окружностей не больше, чем расстояние между преобразователями. Логическая схема 18 производит это сравнение. В случае, если это условие нарушается, логическая схема 18 выдает сигнал, запрещающий запись этой информации в запоминающий блок 13.

После логического анализа информация поступает на схему 19 сравнения, которая производит опрос запоминающего блока 13

0 и при наличии идентичной информации в одной из ячеек запоминающего блока 13 записывает в нее число, указывающее количество идентичной информации. Если в запоминающем блоке 13 схемы 19 сравнения

5 кодов не обнаружено идентичной ннформации, то дается разрешение на запись поступившей информации в следующую ячейку запоминающего блока 13.

Схема 12 управления производит последовательную запись и считывание информации с ячеек памяти запоминающего блока 13, управление работой дешифратора 14 и задает алгоритм работы схемы 16 вывода информации.

Регистр 20 памяти служит для оператив5 ного запоминания и выдачи информации во время производимых измерений, что делает контроль более производительным.

Цифровой индикатор 15 через дешифратор 14 индицирует информацию о расстояQ ниях от источника до каждого из приемников АЭ. Схема 16 вывода информации служит для вывода полученных результатов измерений на внещнее устройство (цифропечать и перфолента).

Такая конструкция устройства позволяет повысить достоверность контроля..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, содержащее канал приема, состоящий из последовательно соединенных электроакустического преобразователя и усилителя, нормализатора импульсов и измерителя временных интервалов, последовательно соединенные блок управления, запоминающий блок, дешифратор и блок вывода информации, причем второй выход блока управления соединен с вторым входом блока вывода информации, а третий выход - с вторым входом дещифратора, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности контроля, оно снабжено не менее чем одним аналогичным каналом приема, блоком вычислений, входы которого соединены с блоками измерения временных интервалов каждого канала приема, а выход - с вторым-входом запоминающего блока, регистром памяти, входы которого соединены с первым и вторым входами запоминающего блока, а выход - с третьим входом дешифратора, логическим блоком, включенным между выходом блока вычислений и третьим входом запоминающего блока, причем в каждый канал приема к выходу усилителя подсоединены три параллельные цепочки из последовательно (Л соединенных фильтра и компрессора напряжений, выходы которых соединены с соответствующими входами нормализатора импульсов.