Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

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

Известно устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее не менее трех каналов приема, каждый из которых состоит из соединенных последовательно преобразователя, усилителя и блока фильтров, блока определения разности времен прихода сигналов и блока вычислений 1.

Недостатком этого устройства является малая достоверность, обусловленная сложной математической обработкой полученной информации, заключающейся в рещении триангуляционной задачи для сигналов акустической эмиссии, прищедщих на преобразователи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов, содержащее не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя, соединенных последовательно измерителя временных интервалов, блока вычислений и блока памяти, блока вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый вход которого соединен с управляющим входом блока памяти, второй - с управляющим входом блока вывода информации 2.

Недостатком известного устройства является малая достоверность, обусловленная определением момента времени прихода сигнала по моменту превыщения огибающей сигнала установленного уровня амплитудной дискриминации. Различные длительности пути распространения сигнала акустической эмиссии, принятого различными преобразователями, разная чувствительность преобразователей, а также разные условия контакта последних с поверхностью контролируемого материала приводят в этом случае к значительной ошибке измерений.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для акустико-эмиссионного контроля материалов, содержащем не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя, соединенных последовательно измерителя временных интервалов, блока вычислений и блока памяти, блока вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый вход которого соединен с управляющим входом блока памяти, второй - с управляющим входом блока вывода информации, каждый канал приема сигналов снабжен коммутатором, выход которого соединен с входом измерителя временных интервалов, соединенными последовательно и включенными между первым фильтром и первым входом коммутатора первым детектором, первой линией задержки и первым блоком сравнения, выход первого детектора соединен с вторым входом первого блока сравнения, соединенными последовательно и включенным между вторым фильтром и вторым входом коммутатора вторым детектором, второй линией задержки и вторым блоком сравнения, выход второго детектора соединен с вторым входом второго блока сравнения, третий выход блока управления соединен с управляющим входом коммутатора, а четвертый выход - с вторым входом блока вычислений, выход блока памяти соединен с вторым входом блока вывода информации, вход синхронизации и выход синхронизации блока управления соединены с соответствующими выходами и входами блоков управления остальных каналов приема.

На чертеже представлено устройство для

акустико-эмиссионного контроля материалов

Устройство содержит каналы 1-3 приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя 4 и усилителя 5. первого 6 и второго 7 фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя 5, соединенных последовательно измерителя 8

временных интервалов, блока 9 вычислений и блока 10 памяти, блока 11 вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя 5 блока 12 контроля и блока 13 управления, первый

0 вход которого соединен с управляющим входом блока 10 памяти, второй - с управляющим входом блока 11 вывода информации. Каждый канал 1-3 приема сигналов снабжен коммутатором 14, выход которого соединен с входом измерителя 8 временных

5 интервалов, соединенными последовательно и включенными между первым фильтром 6 и первым входом коммутатора 14 первым детектором 15, первой ли,нией 16 задержки и первым блоком 17 сравнения, выход первого детектора 15 соединен с вторым входом

первого блока 17 сравнения, соединенными последовательно и включенными между вторым фильтром 7 и вторым входом коммутатора 14 вторым детектором 18, второй линией 19 задержки и вторым блоком 20

г сравнения, выход второго детектора 18 соединен с вторым входом второго блока 20 сравнения, третий выход блока 13 управления соединен с управляющим входом коммутатора 14, а четвертый выход - с вторым входом блока 9 вычислений, выход блока 10 памяти соединен с вторым входом блока 11 вывода информации, вход синхронизации и выход синхронизации блока 13 управления соединены с соответствующими выходами и входами блоков управления остальных каналов приема. Устройство работает следующим образом. На поверхность контролируемого материала устанавливаются электроакустические преобразователи 4 каждого канала 1-3. Из сигнала акустической эмиссии, принятого электроакустическим преобразователем 4 и усиленного усилителем 5, выделяются две гармоники различных частот первым 6 и вторым 7 фильтрами. На первом и втором детекторах 15 и 18 выделяются огибающие гармонических составляющих сигнала, которые через линии 16 и 19 задержки подаются на первые входы блоков 17 и 20 сравнения, на вторые их входы подаются незадержанные сигналы с выходов д ервого и второго детекторов 15 и 18. В момент равенства мгновенных значений двух сигналов (огибающей и ее задержанной копии) схемой сравнения вырабатывается короткий импульс. Импульс от низкочастотной составляющей открывает временной селектор измерителя 8 временных интервалов, а импульс от высокочастотной составляющей закрывает временной селектор. Коммутатор 14 обеспечивает следующий алгоритм измерений: если на коммутатор 14 до прихода высокочастотных импульсов поступило п низкочастотных, то им осуществляется изменение временной разности между первым высокочастотным и п-м низкочастотным, вторым высокочастотным и (п-1)-м низкочастотным. Таким образом, исключается регистрация ложной временной разности между низкочастотной составляющей одного импульса акустической эмиссии и высокочастотной составляющей другого импульса, возникщих в различных точках на поверхности контролируемого материала. Информация с измерителя 8 временных интервалов поступает на блок 9 вычислений, где производится вычисление местоположения источника сигналов акустической эмиссии по времени прихода гармонических составляющих двух различных частот на элект.роакустический преобразователь 4. Далее эта информация записывается в блок 10 памяти при наличии разрещения с блока 12 контроля. Информация о местоположении источников сигналов с помощью блока 11 вывода информаци индицируется на цифровом индикаторе устройства и при необходимости выводится на внещние цифропечатающие устройства. Блок 12 контроля осуществляет анализ сигналов акустической эмиссии на достоверность таким образом, что д.остоверными считаются сигналы, превыщающие установленный уровень амплитудной дискримнации, и при этом число осцилляции в импульсе превыщает некоторое заданное значение. Блок 13 управления обеспечивает управление работой канала 1 и синхронизирует работу всего устройства. Таким образом, введение новых блоков в устройство позволяет повысить точность и достоверность измерений за счет однозначного определения момента времени прихода сигнала акустической эмиссии к преобразователям и исключения срабатывания устройства от различных источников акустической эмиссии.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКОЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, срдержаш,ее не менее трех каналов приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно электроакустического преобразователя и усилителя, первого и второго фильтров, входы которых соединены с выходом усилителя, соединенных последовательно измерителя временных интервалов, блика вычислений и блока памяти, блока вывода информации, соединенных последовательно и подключенных к выходу усилителя блока контроля и блока управления, первый вход которого соединен с управляюшим входом блока памяти, второй - с управляюшим входом блока вывода информации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, каждый канал приема сигналов снабжен коммутатором, выход которого соединен с входом измерителя временных интервалов, соединенными последовательно и включенными между первым фильтром и первым входом коммутатора первым детектором, первой линией задержки и первым блоком сравнения, выход первого детектора соединен с вторым входом первого блока сравнения, соединенными последовательно и включенными между вторым фильтром и вторым входом коммутатора вторым детектором, второй линией задержки и вторым блоком сравнения, выход второго детектора соединен с вторым входом i второго блока сравнения, третий выход бло(Л ка управления соединен с управляюш,им входом коммутатора, а четвертый выход - с вторым входом блока вычислений, выход блока памяти соединен с вторым входом блока вывода информации, вход синхронизации и. выход синхронизации блока управления соединены с соответствуюшими выходами и входами блоков управления остальных каналов приема.