Многоканальное устройство для определения координат источников акустической эмиссии Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразру- пающему контролю и может быть использовано для определения координат источников акустической эмиссии (АЭ) в изделиях, работающих под нагрузкой.

Целью изобретения является повьппе- ние достоверности определения координат источников акустической эмиссии за счет уменьшения пропусков полезных сигналов.

На чертеже приведена блок-схема многоканального устройства.

Многоканальное устройство содержит каналы 1, объединенн|з1е в п ан- - тенн 2, каждый из них состоит из последовательно соединенных преобразователя 3, усилителя 4 и формирователя 5, коммутаторы.б и 7, измерители 9 временных интервалов, регистры 10 -и 11, элементы ИЛИ 12 и 13, линии 14 и 15 задержки, элементы НЕ 16 и 17, элемент И 18, п вторых элементов ИЛИ 19, п дифференцирующих блоков 20 вычислительный блок 21, регистратор

22,шифраторы 23 и 24. При этом первый элемент ИЛИ 12, линия Г4 задержки и элемент НЕ 16 образуют первую цепь последовательно соединенных элементов, а первый элемент ИЛИ 13, ли- ния 15 задержки и элемент НЕ 17 - вторую цепь. Выходы формирователей

5 каналов 1 каждой антенны 2 соединены с входами соответствующего элемента ИЛИ 19 и с соответствующими информационными входами обоих коммутато ров 6 и 7. Выходы коммутаторов 6 и 7 соединены соответственно с входами измерителей 8 и 9 временньпс интервалов, а выходы последних - соответст- венно с первым и вторым входами вычислительного блока 21, к которым соот- вественно подключены также выходы шифраторов 23 и 24. Выход каждого элемента ИЛИ 19 соединен с входом соответствующего дифференцирующего блока 20. Выходы дифференцирующих блоков 20 соединены с соответствующими входами обоих регистров 10 и П. Выходы регистра 10 соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора 6, с входами элемента ИЛИ 12, а также с входами щифратора

23.Выходы регистра 11 соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора 7 , с входами первого элемента ИЛИ.13, а также с входами шифратора 24. Вход записи регистра 10 соединен с выходом элемента НЕ 16,

0

15

0

25

5

п

.,. ,

35

50

55

а вход записи регистра 11 - с выходом элемента И 18. Первый вход эле- мента И 18 соединен с выходом линии 14 задержки, второй - с выходом элемента НЕ 17. Первый выход вычислительного блока 21 соединен с входом регистратора 22, второй - с входами сброса регистра 10 и измерителя 8 временных интервалов, третий - с входами сброса регистра 11 и измерителя 9 временных интервалов.

Устройство работает следующим образом.

Возникающие в результате появления TpemjiH и деформаций конструкции волны АЭ преобразуются преобразователями 3 каналов 1 некоторой антенны 2 в электрические сигналы, которые .усиливаются соответствующими усилителями 4. Формирователи 5 этих каналов вырабатьшают нормализованные по амплитуде импульсы, длительности которых соответствуют длительностям акустических сигналов в точках установки преобразователей 3 этой антенны 2 на объекте контроля. На выходе соответствующего элемента ШШ 19- таким образом получается импульс, длительность которого соответствует общей длительности процесса распространения волны АЭ в области расположения преобразователей данной антенны. По переднему фронту этого импульса дифференцирующий блок 20 вырабатывает импульс запуска длительностью 1 МКС, который устанавливает в 1 соответствующий разряд регистра 10. При этом на выходе элемента ШШ 12 формируется потенциал, который с задержкой, определяемой параметрами линии 14 задержки (в одном из вариантов - 0,2 мкс) через элемент НЕ 16 блокирует входы регистра 10, а через схему И 18 открывает входы регистра 11, разрешая тем самым прием в.него импульса запуска от другой антенны. В соответствии с кодом, записанньш на регистре (код имеет одну единицу в .разряде, номер которого соответствует номеру сработавшей антенны, и остальные нули), коммутатор 6 пропускает группу нормализованных импульсов АЭ от формирователей 5 данной антенны на вход измерителя 8 временных интервалов. В измерителе 8 временных интервалов определяются временные интервалы между моментами прихода импульсов АЭ. Значения этих интервалов вместе с номером антенны, который формируется на выходе шифратора 23, передаются в вычислительньм блок 2,, где происходит вычисление координат источника АЭ по соответствующим программам. Например, для чеX Il-Iiila.IIillri.l2.Ili.ir2.)±1в1+2гг Г2,) (Г2.-Г2)(ri-r3)гд+г(12. Д.

2В (гJ+Гг+Гз-Зг)

V 13г5.Г2..-гз,)+13г1Г2,()()+гг(г41Гг)+г( 2лШ (п+ Г2+ Зп,)- - -.

где В

At

V

,2.

-база антенны,

1,2... ,2...

-скорость акустических волн; измеренные временные интервалы.

Вычисленные координаты х и, у, а также номер антенны регистрируются на регистраторе 22. По окончании приема данных от измерителя 8 временных интервалов вычислительный блок 21 сбрасывает этот измеритель, а также регистр 10, разрешая тем самым прием в него новых импульсов запусков и. блокируя их прием в регистре 1 1 . Таким образом устройство возвращается в исходное состояние. Если в процессе измерения в измерителе 8 временных интервалов в зоне контроля другой антенны возникнет новый акт АЭ, то импульс запуска, сформированньй в начале этого акта, установит в 1 соответствующий разряд регистра 11, обеспечив тем самым прохождение группы нормализованных импульсов АЭ от этой антенны через коммутатор 7 на измеритель 9 временных интервалов. После этого входы регистра 11 блокируются аналогично тому, как это было описано для регистра 10. Результат измерения с измерителя 9 временных интервалов и номер антенны с шифратора 24 поступают в вычислительный блок 21. Если новый акт АЭ в зоне контроля некоторой антенны возникает в то время, когда оба измерителя 8 и 9 заняты обработкой предыдущих актов АЭ, то импульсы от каналов этой антенны не обрабатываются. Однако вероятность такой ситуации (приход новых сигналов до окончания измерения по двум предыдущим актам АЭ) весьма мала.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет гибкую, структуру, котырехточёчной антенны, имеющей форму центрированного треугольника, расчет координат (относительно центра этого треугольника) производится по следующим формулам :

0

5

торая при относительно малых аппаратурных затратах обеспечивает малзж) вероятность пропуска полезных сигналов, а значит, и высокую достовер ность результатов определения координат их источников при произвольном распределении потоков этих сигналов между антеннами. Кроме того, возможность подключения любой из антенны к любому из двух измерителей временных интервалов обеспечивает повышенную надежность устройства.

Формула изобретения

0

5

0

Многоканальное устройство для определения координат источников акустической эмиссии, содержащее п групп каналов, каждая из которых состоит

, из последовательно соединеных преобразователя, усилителя и формирователя, последовательно соединенные вычислительный блок и регистратор, два коммутатора, входы которых подключены к выходам всех формирователей, два измерителя временных интервалов, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом вычислительного блог ка, а вход - с выходом соответствую-..- щего коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности определения координат источников акустической эмиссии,оно снабжено двумя цепями из последовательно соединенных первого элемента ИЛИ, линии задержки и элемента НЕ, элементом И, входы которого связаны с выходом линии задержки первой цепи и с выходом элемента НЕ второй цепи,

е двумя шифраторами, двумя регистрами, выходы каждого из которых соединены с управляющими входами соответствую щего коммутатора, с входами первого элемента ШЖ соответствующей цепи и

блоков с соответствующими входами обоих регистров, установочный вход первого регистра соединен с выходом элемента НЕ первой цепи, установоччерез соответствующий шифратор - с вычислительным блоком, последовательно соединенными вторыми элементами ИЛИ и дифференцирующими блоками по числу групп каналов, входы вторых эле- 5 ьш вход второго регистра - с выхо- ментов ИЛИ соединены с выходами фор- дом элемента И, а входы Сброс ре- мироватёлей соответствующей группы каналов, а выходы дифференцирующих

гистров - с управляющими выходами в числительного блока.

Редактор М.Циткина

Составитель Л.Кондрыкинская

Техред Л.Сердюкова. Корректор Е.Сирохман

Заказ 7432/42 Тираж 776.Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

блоков с соответствующими входами обоих регистров, установочный вход первого регистра соединен с выходом элемента НЕ первой цепи, установоч ьш вход второго регистра - с выхо- дом элемента И, а входы Сброс ре-

ьш вход второго регистра - с выхо- дом элемента И, а входы Сброс ре-

гистров - с управляющими выходами вычислительного блока.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для определения координат источников акустический эмиссии в изделиях, работающих под нагрузкой. Целью изобретения является повышение достоверности определения координат за счет уменьшения пропуска полезных сигналов. Сигналы от дефектов в изделиях обрабатываются уси- литeля ш и формирователями и поступают в каждой группе приемных каналов через последовательно соединенные . первый элемент ИЛИ, дифференцирзтощий блок, регистр, второй элемент ИЛИ и линию задержки на элемент НЕ, выход Которого в одной группе каналов соединен через элемент И с установочным входом регистра этой же группы каналов, а второй вход этого элемента И соединен с выходом линии задержки другой группы каналов, в которой элемент НЕ связан с установочным входом регистра. Выходы всех формирователей определенной группы.соединены с входом измерителя временных интервалов через соответствующий коммутатор, и сигнал далее поступает в вычислительный блок вместе с номером канала от шифратора для получения координат источника акустической эмиссии. Таким образом, при произвольном поступлении сигналов на приемные каналы данное устройство обеспечивает , малую вероятность пропусков полезных сигналов. 1 ил. I 00 ot «