Акустический течеискатель Советский патент 1985 года по МПК G01M3/24 

Изобретение относится к неразрушающему контролю акустическим методом и может быть использовано для определения места течи на поверхности контролируемого изделия. Целью изобретения является повышение производительности и точности определения места течи. На фиг.1 изображена блок-схема акустического течеискателя; на фиг.2 - графики выходных сигналов в отдельных точках схемы акустического течеискателя; на фиг.З - кривая зависимости восприятия оператором уровня громкости звука от высоты тона; на фиг. 4 - то же, восприятия громкости звука и высоты тона от величины удаления микрофона от места течи. Акустический течеискатель содержит последовательно соединенные микрофон 1, блок 2 обработки сигналов, регулятор 3 громкости, измерительный усилитель 4 и индикатор 5, а также усилитель 6 мощности и соединенные с ним головные телефоны 7. Течеискатель содержит также источник 8 опорного напряжения, компаратор 9 и последовательно соединенные регулирующий элемент 10, перестраиваемый генератор 11, амплитудный модулятор 12 и ключ 13. Выход измерительного усилителя 4 соединен с входом регулирующего элемента 10 и входомамплитудного модулятора 12, а управляющий вход ключа 13 соединен с выходом компаратора 9, один из входов которого соединен с регулятором 3 громкости, а второй вход - с источником 8 опорного напряжения. В блок 2 обработки сигналов данного течеискателя входят последовательно соединенные полосовой фильтр 14, усилитель 15 высокой частоты, детектор 16 и фильтр 17 низкой частоты. Акустический течеискатель работает следующим образом. Акустические сигналы от течи в заданном диапазоне ультразвуковых частот поступают на микрофон 1 и преобразуется им в электрические сигналы тех же частот. Эти сигналы поступают на вход блока 2 обработки, где проходят через полосовой фильтр 14, усиливаются усилителем 15 высокой час тоты и детектируются детектором 16. Огибающая этих сигналов выделяется фильтром 17 низкой частоты и поступает на регуля тор 3 громкости (фиг.2а). С выхода регулятора 3 громкости сигналы поступают на вход измерительного усилителя 4, а затем на индикатор 5. Одновременно с выхода измерительного усилителя 4 сигналы поступают на регулирующий элемент 10 и на вход амплитудного модулятора 12. Регулирующий элемент 10 включен в цепь управления перестраиваемого генератора 11, поэтому изменение напряжения на выходе измерительного усилителя 4 через регулирующий элемент 10 способствует изменению частоты перестраиваемого генератора 11. При этом с ростом напряжения на выходе измерительного усилителя 4 увеличивается частота на выходе перерастраиваемого генератора Л 1 (фиг.2б). Таким образом, максимуму сигнала от течи соответствуют максимальное напряжение сигнала на выходе измерительного усилителя 4 и максимальное значение частоты на выходе перерастраиваемого генератора 11. Сигналы с выхода перерастраиваемого генератора 11 поступают на амплитудный модулятор 12, модулирующим напряжением для которого является также напряжение С выхода измерительного усилителя 4. На выходе амплитудного модулятора 12 присутствует импульсный сигнал, в котором максимум частоты и максимум амплитуды соответствуют максимальному сигналу от течи (фиг.2в). В том случае, когда сигнал с выхода регулятора 3 громкости превышает пороговое напряжение источника 8 опорного напряжения, срабатывает компаратор 9, которрый открывает ключ 13, и сигнал с выхода амплитудного модулятора 12 через усилитель 6 мощности поступает на гoлOlJHыe телефоны 7. Форма сигнала на выходе компаратЬра 9 и усилителя 6 .мощности представлена соответственно на фиг. 2г и 2д. Головными телефонами 7 излучается сложный тонально- и амплитудно-модулированный звуковой сигнал. В данном течеискателе частота перерастраиваемого генератора 11 выбрана в диапазоне 100-500 Гц, а зависимость этой частоты от амплитуды напряжения огибающей имеет в выбранном диапазоне частот линейный характер. Таким образом, восприятие (L) оператором громкости звука усиливается с увеличением высоты тона, что эквивалентно обострению кривой огибающей на выходе амплитудного детектора 16. Тот же эффект получается при сужении диаграммы направленности микрофона 1, что приводит к дополнительному повышению точности определения местоположения течи (фиг.З, I - сигнал, излучаемый головными телефонами; II - сигнал. воспринимаемый слуховым аппартом оператора). Следовательно, в месте обнаружения течи выходной сигнал данного устройства имеет максимальную высоту тона и максимальную громкость его восприятия, характерные для течи определенной интенсивности (размера). Течи других размеров характеризуются другими максимальными тонами и соответствующими им максимальными уровнями громкости. Эти параметры звукового сигнала связаны между собой жесткой корреляционной зависимостью, максимум которой совпадает с максимумом огибающей на выходе детектора 16, т.е. максимумом интенсивности в месте течи. Кривые зависимости восприятия оператором уровня громкости звука и высоты его тона от величины расстройки (±Л1) для течей с разной интенсивностью (размерами) приведены на фиг.4, где Д1 - величина расстройки, характеризующая удаление микрофона 1 от места течи.

Фие.2 Данный акустический течеискатель позволяет на слух определить с высокой степенью точности не только местоположение, но и относительный размер течи при автоматическом ее обнаружении, при этом течи с большей интенсивностью соответствуют более высокий тон и уровень громкости.

АКУСТИЧЕСКИЙ ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ, содержащий последовательно соединенные микрофрн, блок обработки сигналов. регулятор громкости, измерительный усилитель и индикатор, усилитель мощности и соединенные с ним головные телефоны, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности определения места течи, он снабжен источником опорного напряжения, компаратором и последовательно соединенными регулирующим элементом, перестраиваемым генератором, амплитудным модулятором и ключом, выход измерительного усилителя соединен с входом регулирующего элемента и входом амплитудного модулятора, а управляющий вход ключа - с выходом компаратора, один из входов которого соединен с регулятором громкости, а другой - с источником опорного напряжес ния. S (Л to о о 4