Акустоэмиссионное устройство контроля качества изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано для контроля качества HSAeHHU акустической эмиссии.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет исключения регистрации периодических акустических помех и уменьшения влияния шумов.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Акустоэмиссионное устройство контроля качества изделий содержит последовательно соединенные пьезопреобра- зователь 1, усилитель 2, двуполяр- ньй компаратор 3 и первый блок 4 задержки, первую схему И 5, первый счетчик 6, цифроаналоговый преобразователь 7, подключенный к входу положительной отсечки двуполярного компаратора 3, и инвертор 8, выходом подключенный к входу отрицательной отсечки двуполярного компаратора 3, блок 9 обработки информации, калибратор 10 и генератор 11 тактовых импульсов, подключенные соответственно к первому и второму входам первой схемы И 5, первый триггер 12, первый 13 и.второй 14 регистры, стро- бируемыми входами подключенные соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера 12, последовательно соединенные вторую схему И 15, входами подключенную к выходам первого 13 и второго 14 регистров, и схему ИЛИ 16, вторым входом подключенную к выходу первого блока 4 задержки, второй блок 17 задержки, второй счетчик 18, входом Сброс подключенный к выходу второго блока 17 задержки,.счетным входом - к выходу генератора 11 тактовых импульсов, 9 выходом - к информационным входам первого 13 и второго 14 регистров, последовательно соединенные третий счетчик 19, счетным входом подключенный к выходу генератора 11 тактовых импульсов, второй триггер 20, первый формирователь 21, выходом подключенный к входу второго блока 17 задержки и к входу первого триггера 12, и третью схему И 22, выходом подключенную к входу блока 9 обработки информации, второй формирователь 23, входом подключенный к выходу двуполярного компаратора 3, а выходом - к входу Сброс третьего счетчика 19 и к тактовому входу второго триггера 20, схему НЕ 24, входом подключенную к выходу второй схемы И 15, а выходом - к второму входу

третьей схемы И 22, и четвертый счетчик 25, входом подключенньй к выходу первого формирователя 21, а выходом - к третьему входу третьей схемы И 22.

Устройство работает следующим об- .разом.

При включении напряжения отсечки двуполярного компаратора 3 малы (или . равны нулю), вследствие чего первый

счетчик 6 обнуляется. Сигналы шума вызьшают срабатьшание двуполярного компаратора 3, т,е. создают для повышения уровня отсечки, но в блок 9 обработки информации не поступают,

т,е, первый формирователь 21 может запускаться только положительным перепадом напряжения с выхода второго триггера 20, Этот перепад возникает при поступлении импульса с выхода

второго формирователя 23 на тактовый вход второго триггера 20. Первый формирователь 21 вырабатывает импульс, который в блок 9 обработки информации не поступает, так как четвертый

счетчик 25, выполненный с коэффициентом пересчета четьфе, не выдает разрешающего потенциала на третий вход третьей схемы И 22. Второй триггер 20 может перейти в нулевое состояние при

поступлении на его вход Сброс

импульса с выхода третьего счетчика 19, таким образом подготавливаясь . к переходу в единичное срстояние и, следовательно, к вторичному запуску

первого формирователя 21. Пусть на счетный вход третьего счетчика 19, который выполнен по схеме делителя, напримерр на пять, поступают импуль-. сы с частотой, например, 100 кГц,

вьграбатьшаемые генератором 11 тактовых импульсов. В этом случае на выходе третьего счетчика 19 сигнал появится только при условии поступления на его же вход Сброс импульсов частотой не более 20 кГц. Так как сигналы шума имеют более широкий спектр, они не пройдут в блок 9 обработки информации. При срабатьшании двуполярного компаратора 3 уровень

отсечки повышается и становится больше напряжения шума.

Например, на вход устройства воздействуют периодические акустические помехи, которые, складываясь с нап

ряжением шума, повьшают порог отсечки. На каждое движение порога отсечки двуполярный компаратор 3 вырабатывает прямоугольные импульсы, которые нормируются по амплитуде и длительности вторым формирователем 23. Пусть резонансная частота преобразователя 200 кГц. Именно с такой частотой следуют импульсы в пачке на 1выходе второго формирователя 23. Первый же импульс воздействует на тактовый вход второго триггера 20 и переключает его в единичное состояние. Первьш формирователь 21 формирует прямоугольный положительный импульс, который поступает в четвертый счетчик 25 и увеличивает количество импульсов, записанных в нем, до двух. Одновременно импульс первого формирователя 21 поступает на вход первого триггера 12, выполненного по схеме делителя частоты на два и переводит его в единичное состояние. Задержанный импульс первого формирователя 21 поступает с вы- хода второго блока 17 задержки на вход Сброс второго счетчика 18 и обнуляет его. На тактовый вход второго счетчика 18 поступают импульсы частотой 100 кГц. В момент прихода второго импульса первого формирователя 21 первый триггер 12 переходит в нулевое состояние. Задний фронт импульса осуществляет перезапись числа, записанного во втором счетчике 18, в первый регистр 13. Задержанный импульс первого формирователя 21 с выхода второго блока 17 задержки обнуляет второй счетчик 18 и он вновь начинает подсчитывать тактовые импульсы, количество которых пропорцио- нально временному интервалу между импульсами второго формирователя 23. Третьим импульсом первого формирователя 21 первый триггер 12 вновь переводится в единичное состояние. Отрицательньй препад напряжения на инверсном выходе первого триггера 12 осуществляет перезапись числа, записанного во втором счетчике 18, во второй регистр 14. В случае равенства чисел, записанных в первом 13 и втором 14 регистрах, что соответствует наличию периодических входных сигна

лов, на выходе второй схемы И 15 по- .является высокий потенциал, который, инвертируясь схемой НЕ 24, запрещает прохождение импульсов первого формирователя 21 в блок 9 обработки ин

554

формации, несмотря на го, что в чет0

50 5

0

35

вертый счетчик 25 поступило уже четыре импульса и-он выдал разрешающий потенциал на третий вход третьей схемь: И 22. С выхода второй схемы И 15 разрешающий потенциал через схему ИЛИ 16 поступает на первый вход первой схемы И 5 и разрешает повышение уровня отсечки двуполярного компаратора 3 вьше уровня помех.

В случае неравенства чисел, запи- санных в первом 13 и втором 14 регистрах, что соответствует неперио-. дическим входным сигналам, на выходе второй схемы И 15 не формируется разрешающий высокий потенциал, т.е. уровень отсечки компаратора 3 не повышается, а схема НЕ 24 не вьщает запрещающего потенциала на третий вход третьей схемы И 22. Информация поступает в блок 9 обработки инфор- мащш.

Таким образом, за счет введения в устройство новых элементов обеспечивается автоматическое повьш1ение уров- ня отсечки компаратора при воздействии периодических акустических помех. Кроме того, сигналы шума не попадают в блок обработки информации, и вследствие устранения влияния помех и шума, значительно повышается достоверность контроля.

Формула изобретения

Акустоэмиссионное устройство контроля качества изделий, содержащее

15 0 25

40

последовательно соединенные пьезопре образователь, усилитель, двуполярный компаратор и первый блок задержки, первую схему И, первый счетчик, циф- роаналоговый преобразователь, подклю45 ченный к входу положительной отсечки двуполярного компаратора, и инвертор выходом подключенный к входу отрицательной отсечки двуполярного компаратора, блок обработки информации,

gQ калибратор и генератор тактовых импульсов, подключенные соответственно к первому и второму входам первой схемы И, отличающееся тем, что, с целью повьштения достоgg верности контроля, оно снабжено первым триггером, первым и вторым регистрами, стробируемыми входами подключенными соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, последоватааьно соединенными второй схемой И, входами подключенной к выходам первого и второго регистров, и схемой ИЛИ, вторым входом подключенной к выходу neipBoro блока задержки, вторым блоком задержки, вторым счетчиком, входом Сброс подключенным к йыходу второго блока задержки, счетным входом - к выходу генератора счетных импульсов, а выходом - к информационным входам первого и второго регистров, последовательно соединенными третьим счетчиком, счетным входом подключенным к выходу генератора тактовых импульсов вторым триггером, первым формироваРедактор А.Козориз Заказ 3043/38

Составитель И.Ардашева

Техред Л.Сердюкова . Корректор В.Бутягау

Тираж 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

3253556 .

телем, выходом подключенным к входу второго блока задержки и к входу первого триггера, и третьей схемой И, выходом подключенной к входу блока

5 обработки информации, вторым формирователем, входом подключенным к выходу двуполярного компаратора, а выходом - к входу Сброс третьего счетчика и тактовому входу второго

10 триггера, схемой НЕ, входом подключенной к выходу второй схемы И, а выходом - к второму входу третьей схемы И, и четвертым счетчиком, входом подключенным к выходу первого

5 .формирователя, а выходом - к третьему входу третьей схемы И.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества изделий методом акустической эмиссии. Цель изобретения - повышение достоверности неразрушающего контроля качества изделий путем осуществления анализа входных сигналов на периодичность и уменьшения влияния шумов. Сигналы шума на блок 9 обработки информации не будут поступать ввиду преобразования сигналов первым формирователем 21, вторым триггером 20 и счетчиками 19 и 25 в импульсы меньшего спектра по отношению к спектру шума. Непериодические сигналы, поступаюпще в регистры 13 и 14, на выходе второй схемы И 15 не формируют сигнал высокого потенциала, а схемы НЕ 24 и И 22 позволяют пройти информации на блок 9 обработки. 1 шт. i (Л