Устройство для контроля хрупких материалов методом акустической эмиссии Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

гпс число. Активность АЭ от микрорастрескивания при постоянной нагрузке спадает со временем по степенному закону. В любой интервал .времени длительность импульса первого одновибра- трра 8 пропорциональна времени, истекшему после запуска; число импульсов АЭ на индикаторе 7 постоянно. ПоявлеИзобретение относится к неразрушающему контролю акустико-эмиссионным методом и может быть использовано ,для диагностики развивающихся дефектов в хрупких материалах при серийных механических испытаниях.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля хрупких материалов путем использования явления степенного спада активности акустической эмиссии (АЭ) микрорастрескивания при постоянной механической нагрузке.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для контроля хрупких материалов методом АЭ; на фиг.2- эпюры сигналов на различных участках структурной схемы устройства.

Устройство для контроля хрупких материалов методом АЭ содержит преобразователь 1, акустически связанный с изделием 2, и регистрирующий блок 3, содержащий формирователь А, подключенный входом к преобразователю 1, а выходом - к селектору 5, счетчик 6 с памятью, подключенный входом к селектору 5,°а лыходом - к индикатору 7, первьй одновибратор 8 с управляемой током дли- ельностью импульса, подключенный управляющим входом к генератору 9 тока, а вьрсодом - к селектору 5, второй одновибратор 10, подключенный входом к первому одно-; вибратору 8, а выходом .- к управляющему входу счетчика 6 и первому стро- бирующему входу первого одновибрато- ра 8, триггер 11, подключенный счетным входом к кнопкам Стоп и Сброс нагружающей машины (не показана), а выходом - к входу генератора 9 тоние сигналов АЭ от развивающегося дефекта нарушает степенной спад активности АЭ. Это приводит к записи в счетчике :6 дополнительного числа импульсов и отклонению показаний индикатора 7 от постоянного значения.Величина отклоненияпропорциональна скорости развития опасногодефекта вовремени.2 ил.

0

5

0

5

0

0

ка и через .линию 12 задержки к второму стробирзтощему входу первого одно- вибратора 8. В исходном состоянии триггер 11 находится в состоянии О и запрещает работу генератора 9 тока и первого однрвибратора 8, который, в свою очередь, поддерживает в закрытом состоянии селектор 5. На вход счетчика 6 не проходят импульсы с формирователя 4.

Устройство для контроля хрупких материалов методом АЭ работает следующим образом.

.

После пуска нагружающей машины увеличивается нагрузка. F на изделие

.2 (фиг.2) и активность АЭ, связанной,

:с микрорастрескиванием и р1умами самой машины. На фиг.2Ь показана временная зависимость аналогового эквивалента активности АЭ (N), поступающей от формирователя 4 в точку b схемы (фиг.1) в виде потока импульсов. Эпюры (фиг.2) приведены в логарифмическом масштабе. Поскольку в исходном состоянии селектор 5 закрыт, сигналы АЭ в интервале времени (t,- t,) не регистрируются. После достижения нагрузки, заданной режимом контроля,

нагружающая машина останавливается.

(о нтакты XI замыкаются, и триггер 11 перебрасывается в состояние 1 (фиг.2с)5 запуская генератор 9 тока. Через интервал времени, определяемый

.линией 12 задержки, запускается первый одновибратор 8 (фиг.2е). Длительность импульса в точке f (фиг.2) определяется током в точке d. По заднему фронту импульса f второй одновибратор 10 вьфабатывает короткий импульс g, запрещающий работу первого

3

одновибратора 8 и производящий перепись и сброс в счетчике 6. Импульсы АЭ, поступившие в интервал (t t, ), записываются в память счетчика 6, и индикатор 7 показывает их число. По окончании импульса g первый одновиб- ратор 8 вырабатывает следующий импульс ( tj) и так далее. По истечении любого интервала времени (t - tj) индикатор показывает число импульсов АЭ, пришедших за этот интервал.

Активность АЭ от микрорастрескивания N при постоянной нагрузке спадает со временем по степенному закону:

N Bf,

где В 1 и А 1 константы. Константа В зависит от формы изделия и величи- .ны нагрузки, А характеризует материал, изделия и для хрупких материалов близка к 1.

Если А 2-1, то генератор 9 тока устанавливается в линейный режим, так что в любой момент времени длитель- .кость импульса первого одновибратора 8 пропорциональна времени, истекшему после запуска:

Ч (Vr tn) Kt.

Число импульсов АЭ, индицируемое индикатором 7, постоянно: .

Показания индикатора 7 в аналоговой форме представлены на фиг.2Ь. Появление сигналов АЭ от развивающегося дефекта с активностью N нарушает сте пенной спад N, как показано на фиг.2Ь после истечения времени t,. Это приводит к записи в счетчике 6 дополнительного числа импульсов N, в интервале времени . г

И I , 1+1 , J

. . . „-,

.и отклонению показании индикатора 7

от постоянного значения, как показано на фиг.2h. Величина отклонения пропорциональна скорости развития опасного дефекта и времени.

Если постоянная А для данного материала заметно меньше 1, то-генератор 9 тока устанавливается в экспоненциальный режим с постоянной времени, равной максимально возможному времени выдержки изделия под данной нагрузкой. Длительность импульса пер,

2411234

вого одновибратора 8 в этом режиме определяется уравнением:

u4 Qtn

Число импульсов АЭ от микрорас- 5 трескивания за любой интервал времени оказывается опять постоянным:

N. 2: BQ.

.Появление импульсов АЭ от развива- Ь)щегося дефекта также вызывает отклонение показаний индикатора 7 от постоянного значения.

После окончания контроля нагрузка с изд елия 2 снимается. При этом замыкается кнопка Сброс Х2. Триггер 11 перекидывается в состояние О (фиг.2с), генератор 9 тока и первьй одновибратор 8 блокируются. Селектор 5 закрывается, и устройство не воспринимает входные импульсы. Все блоки приводятся в исходное состояние. После смены изделия цикл работы устройства повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность контроля за счет введения новых блоков, осуществляющих селекцию сигналов АЭ от магистральных трещин на фоне АЭ от неопасного микрорастрескивания, и исключения последних на результат оценки качества изделия.

ормула изобретения

35 Устройство для контроля хрупких материалов методом акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь и формирователь, индикатор, отличающе40 е с я тем, что, с целью повышения . . достоверности, оно снабжено Соединенными последовательно и включенными между формирователем и индикатором селектором и счетчиком с памятью,

45 соединенными последовательно триггером, генератором тока, первым одновибра- I тором и вторым одновибратором, выход которого соединен с вторыми входами первого одновибратора и счетчика с памятью,

50 линией задержки, включенной между вторым выходом триггера и вторым входом одновибратора, выход которого подключен к второму входу селектора, вход триггера предназначен для под55 ключения к элементам управления нагружающей машины.

ft

НПг1г1г-||1

Г « I I

0 f t fj tifts ntni itni 2tni 3l t

фЦ9.2

Изобретение относится к области неразрушающего контроля акустико- эмиссионным методом и может быть исФ . . № 12 « - И 5-р-1 .. .. // пользовано для диагностики развивающихся дефектов в хрупких материалах при серийных механических испытаниях. Целью изобретения является повышение достоверности контроля хрупких материалов за счет использования явления степенного спада активности акустической эмиссии (АЭ) от микрорастрескивания при постоянной нагрузке. После пуска нагружающей машины увеличивается нагрузка на изделие 2. После достижения нагрузки, задайной режимом контроля, нагружающая машина останавливается. Триггер 11 перебрасьтает- ся в состояние 1, запуская генератор 9 тока. Через интервал времени, определяемый линией 12 задержки, запускается первый одновибратор 8. Им- :Пульсы АЭ, поступившие в любой интервал времени, записываются в память счетчика 6, и индикатор 7 показывает § (Л С GLZJ « мм мам .VM# 00