Устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для определения координат дефектов в материалах и конструкциях методом локации акустической эмиссии (АЭ).

Цель изобретения - повьшение точности за счет возможности вычисления координат цифровым методом.

На чертеже приведена блок- :хема устройства для определения координат источника сигналов АЭ.

Устройство содержит каналы 1 - 4 приема сигналов, блок 5 определения временных разностей, входы которого соответственно подключены к выходам каналов 1 - 4, первую схему И 6, первую схему ИЛИ 7, первьй вход которой подключен к выходам первой схемы И 6, вторую схему И 8, выход которой подключен к второму входу первой схемы ИЛИ 7, третью схему И 9, вторую схему ИЛИ 10, первый вход которой подключен к выходу третьей схемы И 9, четвертую схему И 11, выход которой, подключен к второму входу второй ИЛИ 0, пятую схему И 12, третью схему ИЛИ 13, первый вход которой подключен к выходу пятой схемы И 12, шестую схему И 14, выход которой подключен к второму входу третьей схемы ИЛИ 13, седьмую схему И 15, четвертую схему ИЛИ 16, первый вход которой подключен к выходу седьмой схемы И 15, восьмую схему И 17, вькод которой подключен к второму входу четвертрй схемы ИЛИ 16, последовательно соединенные генератор 18 импульсов и три идентичные линии 19-21 задержки, выход генера- ijropa 18 импульсов подключен к вторым входам четвертой 11 и восьмой 17 схем И, выход линии 19 задержки подключен к вторым входам третьей 9 и седьмой 15 схем И, выход линии 20 задержки подключен к вторым входам второй 8 и шестой 14 .схем И, выход линии 2 задержки подключен к вторым входам первой 6 и пятой 12 схем И,

Устройство также содержит первый реверсивный счетчик 22, суммирующий вход которого Подключен к выходу первой схемы 7 ИДИ, а вычитающий вход - к вькоду второй схемы 10 ИЛИ, второй реверсивный счетчик 23, суммирующий вход которого подключен к выходу третьей схемы ИЖ 13, а вычитающий вход - к выходу четвертой схемы ИЛИ 16, регистратор 24, первый 25

и второй 26 блоки определения знака входы которых подключены соответственно к выходам переноса первого 22 и второго 23 реверсивных счетчиков,

информационные выходы реверсивных счетчиков 22 и 23 и выходы блоков 25 и 26 определения знака подключены к входам регистратора 24.

Каждый из каналов 1-4 приема сигналов может содержать соединенные последовательно приемный электроакустический преобразователь, усилитель и формирователь. Блок 5 определения временных разностей может производить

проверку сигналов в каналах на принадлежность одному источнику.

Генератор 18 импульсов и три линии 19-21 задержки вырабатывает четыре, (по количеству выходов) непрерывные последовательности импульсов одинаковой образцовой частоты следования, обладакнцие тем свойством, что, будучи объединенными через схему ИЛИ в один канал, могут быть переданы

по, этому каналу без наложения импуль- сов этих последовательностей один на другой.

Устройство работает следующим образом,

Сигналы АЭ, излучаемые дефектами контролируемого изделия при его наг- ружении, распространяются по изделию и достигают мест расположения приемных электроакустических преобразователей каналов 1-4 в разные моменты времени соответственно. На выходах каналов 1-4 формируются соот- ве.тствующие этим сигналам нормированные прямоугольные импульсы.

Блок 5 определения временных разностей вырабатывает прямоугольные импульсы, длительности которых АТ,- -ДТ соответствуют интервалам времени между моментами появления сигна

лов соответственно на выходах кана- , , лов 1-4.

15сли, например, сигнал появляется последним на выходе канала 3, то получим

Т. -t,; iX t -

ДТ t, - t, 0;

uT t, - Ц.

Из сформированных импульсов дТ координаты X и Y источников с.игна- лов определяются по формулам

X KCuT,, +

Y K(iT, +

АТэ дТ - AT, - дТ);

где К коэффициент пропорциональности.

Это происходит следующим образом.

Импульсы д Т с выхода блока 5 заполняются при помощи схем И 6,8,9,

12296864

ЛТ, - ьТ ) ; временных разностей прихода сигналов, входы которого соответственно подключены к выходам каналов, и регистратор, отличающееся тем, 5 что, с целью повьппения точности, в него введены первая схема И, первая схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу первой схемы И, вторая схема И, выход которой подключен

11,12,14,15 и 17 импульсами образцо- 10 к второму входу первой схемы ИЛИ,

вой частоты с генератора 18 и линий 19-21 задержки. В схеме ИЛИ 7 производится наложение неперекрывающихся последовательностей импульсов с выхода линии 21 задержки и с выхода линии 20 задержки, поэтому суммарное количество импульсов образцовой частоты на выходе этой схемы соответствует суммарной длительное ти импульсов дTj и uTg. Б схеме ИЛИ 10 производится наложение неперекрывающихся последовательностей импульсов с выхода линии 19 задержки и с выхода генератора 18, поэтому суммарное количество импульсов образцовой частоты на выходе этой схемы соответствует суммарной длительности импулосов дТ. и дТд.

Последовательности импульсов на выходах схем ИЛИ 7 и 10 также неперекрывающиеся и, следовательно, в реверсивном счетчике 22 происходит их вычитание. В результате в реверсивном счетчике 22 хранится в цифровом коде величина, соответствующая координате X источника. Для определе- НИН знака величины координаты X служит блок 25 определения знака, анализирующий переполнения при прямом счете и переходы через нуль при обратном счете реверсивного счетчика 22. Аналогично в реверсивном счет чике 23 хранится в цифровом коде величина, соответствующая координате Y источника. Информация со счетчиков

третья схема И, вторая схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу третьей схемы И, четвертая схема И, выход которой подключен к второму

f5 входу второй схемы ИЛИ, пятая схема И, третья схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу пятой схемы И, щестая схема И, выход которой подключен к второму входу третьей

2Q схемы ИЛИ, седьмая схема И, четвертая схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу седьмой схемы И, восьмая схема И, выход которой подключен к второму входу четвертой .

25 схемы ИЛИ, первые входы первой и шестой схем И подключены к второму выходу блока определения временных разностей, к первому выходу которого подключены первые входал третьей и пятой схем И, к третьему выходу первые входы второй и седьмой схем И, к четвертому выходу - первые входы четвертой и восьмой схем И, последовательно соединенные генератор импульсов и три идентичные линии задержки, выход генератора подключен к вторым входам четвертой и восьмой схем И, выход первой линии задержки подключен к вторым входам третьей и седьмой схемы И, выход второй линии задержки подключен к вторым входам второй и шестой схем И, выход третьей лини задержки подключен к вторым входам первой и пятой схем И, первый реверсивный счетчик, суммиру30

40

22 К 23 К блоков 25 и 26 постугтает ющий вход которого подключен к выхо- на регистратор 24.ду первой схемы ИЛИ, а вычитающий

вход - к выходу второй схемы ИЛИ, второй реверсивный счетчик, суммируИспользование предлагаемого устройства позволит повысить точность определения координат источников АЭ

ющий входкоторого подключенк выходу

за счет замены операций в аналоговом третьей схемыШ1И,а вычитающий вход-к виде на цифровые.выходу четвертой схемы ИЛИ,первыйи второй блоки определения знака,входы коФормула изобретения торых-подключены соответственно к выходам переноса первого и второго ре- Устройство для определения коор- . версивных счетчиков,а информационные динат источников сигналов акустичес- выходы реверсивных счетчиков и выходы кой эмиссии, содержащее четыре кана- блоков определения знака подключены ла приема сигналов, блок определения к входам регистратора.

третья схема И, вторая схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу третьей схемы И, четвертая схема И, выход которой подключен к второму

входу второй схемы ИЛИ, пятая схема И, третья схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу пятой схемы И, щестая схема И, выход которой подключен к второму входу третьей

схемы ИЛИ, седьмая схема И, четвертая схема ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу седьмой схемы И, восьмая схема И, выход которой подключен к второму входу четвертой .

схемы ИЛИ, первые входы первой и шестой схем И подключены к второму выходу блока определения временных разностей, к первому выходу которого подключены первые входал третьей и пятой схем И, к третьему выходу первые входы второй и седьмой схем И, к четвертому выходу - первые входы четвертой и восьмой схем И, последовательно соединенные генератор импульсов и три идентичные линии задержки, выход генератора подключен к вторым входам четвертой и восьмой схем И, выход первой линии задержки подключен к вторым входам третьей и седьмой схемы И, выход второй линии задержки подключен к вторым входам второй и шестой схем И, выход третьей лини задержки подключен к вторым входам первой и пятой схем И, первый реверсивный счетчик, суммиру

ющий вход которого подключен к выхо- ду первой схемы ИЛИ, а вычитающий

ющий входкоторого подключенк выходу

третьей схемыШ1И,а вычитающий вход-к выходу четвертой схемы ИЛИ,первыйи вт

ПН

Изобретение касается неразрушающего контроля материалов методом акустической эмиссии. Целью изобретения является повьшение точности вычисления координат за счет возможности вычисления координат цифровым методом. Сигналы с выходов четырех преобразователей поступают на блок определения временных разностей, где вырабатываются прямоугольные импульсы, длительности которых пропорциональны интервалам времени между моментами появления сигналов, на гфе- образователях. Эти импульсы заполняются импульсами тактовой частоты с генератора н зперекрывающихся последовательностей импульсов с помощью восьми схем И. Выходы схем И попарно соединены с входами трех схем ИЛИ. В схемах ИЛИ происходит наложение неперекрывающихся последовательностей так, чтобы количество импульсов на выходах указанных схем ИЛИ соответствовало попарным суммам длительностей импульсов, поступающих с выхода блока измерения временных разностей. Последовательности импульсов с выходов четырех схем ИЛИ поступают на соответствующие суммирующие и вычитающие входы двух реверсивных счетчиков, в которых получаются значения, пропорциональные координатам X и Y источуика соответственно. Для определения знака величины координат служат два блока определения знака, анализирующие переполнения счетчиков при прямом счете и переходы через нуль при обратном счете. Информация с выходов счетчиков поступает на регистратор. 1 ил. с S ГО 10 ю Од 00 О5

Редактор А.Козорнз

Составитель В.Ржевкин Техред Л.Олейник

Заказ 2446/45Тираж 778 Подписное

ВНИИГГИ Государственного комитета СССР

по делам изобретен:ий и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Л. Патай