Акусто-эмиссионный способ контроля качества материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушаюше- му контролю качества материалов с применением метода акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для диагностики предразрушающего состояния изделий.

Цель изобретения - повышение достоверности и точности контроля методом АЭ.

На фиг. 1 в качестве примера показан полученный экспериментально в полосе 200 кГц - 3,0 МГЦ спектр G(f) мощности АЭ стали 20 в переходной области от упругой к пластической деформации при скорости деформации 2-10 спектр annpofr симирующего пуассоновского потока импулы сов длительностью la 0,91 мкс (о( 1,1 10 с ); на фиг. 2 - блок-схема уст- ройств а, реализующего способ.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ основан на том, что спектр АЭ представляет собой спектр случайного пуассоновского потока коротких упругих импульсов. Это позволяет по измеренной спектральной плотности G(f) в ограниченной от f, до fj полосе оценить полную мощность W АЭ по всей (от О до««) полосе частот, а также определить полную энергию, приходящуюся на одно событие АЭ путем деления ее на интенсивность потока единичных актов эмиссии.

Спектральная плотность мощности АЭ аппроксимируется спектром непрерывного случайного процесса авторегрессии первого порядка

G(f) 4вс/(ос2 + ).

Такой спектр имеет пуассоновский поток коротких импульсов длительностью LO- /«. Экспериментальное измерение мощности АЭ по спектральной плотности АЭ возможно только в ограниченной полосе частот по известной формуле

fi

W 5G(f)df, t

где W -мощность АЭ, регистрируемая в ограниченной полосе частот от f( до fj приемником.

Для оценки значения полной мощности W АЭ во всей полосе частот, т. е. от О до 00 (фиг. 1) следует воспользоваться аппроксимацией G(f) выборочного спектра спектром G(f) процесса авторегрессии первого порядка.

Мощность W аппроксимирующего процесса в ограниченной от fj до f полосе равна

W wt-45 - arcis l

/ Э( d. L,

t,Т1

Считая, что мощность АЭ, полученная по экспериментальному спектру в ограниченной полосе частот от f i до h, равна мощности

10

аппроксимирующего процесса в той же полосе, т. е. W W, получаем

W (arctg l arctg- |fL).

Далее, зная полную мощность АЭ и интенсивность (скорость следования) событий АЭ, можно определить Ец- энергию одного события АЭ;

Еа W/No,где NO.- интенсивность событий АЭ.

По определенным таким образом значениям мощности и энергии события АЭ и по предварительно установленным на образцах

с зависимостям W и Ед, от величины деформации и степени повреждения структуры материала можно судить о состоянии и качестве материала.

Блок-схема имеет последовательно соединенные электроакустический преобразова0 тель 1, усилитель 2, спектроанализатор 3, , процессор 4 и интенсиметр 5, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход к второму входу процессора.

Способ осуществляется следующим обра5 зом.

Сигналы АЭ, возникающие в контролируемом материале, воспринимаются и преобразуются электроакустическим преобразователем 1, усиливаются усилителем 2 и обрабатываются для получения полной мощ0 ности и энергии события АЭ.

Определение полной мощности и энергии акта АЭ производят следующим образом: в ограниченной полосе (f,-f.,) регистрируют спектральную плотность мощности процесса G(f) с помощью спектроанализатора 3 и

5 интенсивность событий NaC помощью интен- симетра 5. Полученные значения спектральной плотности G(f) и интенсивности Na подаются в процессор 4, где производится аппроксимация экспериментального спектра

0 с целью определения параметра ы и вычисление W мощности АЭ в полосе от f, до f. по формуле W J G(f)cff. Затем в процессоре 4 выполняется вычисление W - полной мощности АЭ во всей (от О до о° ) полосе частот

W (arctg-- J- arctg l-).

По полученным значениям W и Ыаопределя- ют На. - энергию единичного акта эмиссии во всей полосе частот: Ea. W/Na. Затем по значениям Еа, полученным с контролируемого изделия, судят о стадиях деформации и разрущения материала.

Формула изобретения

Акусто-эмиссионный способ контроля качества материалов, заключающийся в том, что принимают сигналы акустической эмиссии и регистрируют спектральную плотность мощности сигналов акустической эмиссии в заданной полосе частот приемника эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности контроля, одновременно со спектральной плотностью мощности сигналов акустической эмиссии регистрируют интенсивность потока единичных актов эмиссии в той же полосе частот, опре&,Ю Вт/Гц

деляют мощность акустической эмиссии по всей полосе частот по аппроксимации спектральной плотности мощности сигналов акустической эмиссии пуассоновским потоком единичных актов акустической эмиссии, делят полученную мощность на интенсивность потока единичных актов эмиссии и по полученной энергии единичного акта эмиссии судят о качестве материалов.

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материа юв с применением акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для диагностики предразрушающего состояния изделий. Цель изобретения - повышение достоверности и точности контроля. При нагружен } изделия регистрируют снектральную плотность МОШ.НОСТИ сигналов АЭ и интенсивность потока единичных актов АЭ в той же полосе частот. По аппроксимации пуассонов- ским потоком единичпы.ч актов определяют мопишсть АЭ во всей полосе частот и делят ее на интенсивность потока единичных актов АЭ. По полученной энергии единичного акта АЭ судят о качестве материала. 2 ил. со ю о v3 о:) СО

10

IV

о(2 + 2 7Г2/2

Ю

Ю

f 0.5

Wf,5

Фи&. г

ф1/г. 2

Составитель л. Кондрыкинская

Редактор Н. СлободяникТехред И. ВересКорректор А. Ильин

Заказ 2654/48Тираж 776Подписное

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