Акустоэмиссионное устройство для диагностики технического состояния объектов Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

(21)4206039/25-28

(22)10.12.86

(46) 15.10.88. Бюл. № 38

(72) В.С.Артеменков, В.Н.Бырин,

Д.П.Лосев, А.Т.Молодожен

и Ю.О.Нагорских

(53) 620.179.16 (088.8)

(56) Авторекое свидетельство СССР

№ 894557, кл. G 01 N 29/04, 1980.

Авто-рское свидетельство СССР № 951135, кл. G 01 N 29/04, 1978. (прототип).

(54) АКУСТОЭМИССИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО ДОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ

(57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в судостроении, энергетике, среднем и химическом машино строении. Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования за счет автоматизации при определении технического состояния объектов типа сильфонов. Устройство содержит логргческий блок обработки сигналов акустической эмиссии в зависимости от циклов нагружения, определяемых: емкостью двоичных счетчиков 8 и 12. Результаты диагностического прогноза сигнализируются светодиода- ми 25 и 27 без анализа регистрируемых сигналов акустической эмиссии.

(О

(Л

4

ее

О 00 «vl

Изобретение относится к неразрушающему контролю и Может быть использовано в судостроении, энергетике, среднем и химическом машиностроении,

Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования за счет автоматизации при определении технического состояния объектов типа сильфонов.

На чертеже представлена блок-схема акустоэмиссионного устройства для диагностики технического состояния объектов.

Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1, предусилитель 2, блок 3 селекции, вы- полненньй из N каналов из последовательно соединенных частотно-избирательного усилителя А и детектора 5, И коммутатор 6, датчик 7 циклов наг- ружения, первый счетчик 8 и индикатор 9, подключенные к выходу коммутатора 6 последовательно соединенные триггер 10 Шмитта, четьфехвходовую схему И 11 и второй счетчик 12, первую схему И-НЕ 13 и схему ИЛИ-НЕ 14, соединенные с выходами второго счетчика 12, подключенные к вьпгоду датчика 7 циклов нагружения последовательно сое диненные одновибратор 15 и трехвходо- вую схему И 16, подключенную к входу первого счетчика 8, подключенную к его выходу вторую схему И-НЕ 17, первый триггер 18, включенньй между выходом датчика 7 циклов нагружения и вторым входом четырехвходовой схемы И 11, схему 19 управления, вьтолненную из элемента 20 пуска, переключателя 21 каналов коммутатора 6, регулятора 22 порога срабатывания триггера 10 Шмитта и элемента 23 возврата, второй триггер 24, входом соединенньй с элементом 20 пуска схемы 19 управления, а выходами - с третьим входом четьфех входовой схемы И 11 и вторым входом трехвходовой схемы И 16, выход вто - рой схемы И-НЕ 17 соединен с третьим и четвертым входами соответствующих схем И 11,16, выходы элементов 21-23 схемы 19 управления соединены соответ ственно с управляющими входами коммутатора 6, триггера 10 Шмитта, первого и второго счетчиков 8, 12 и второго триггера 24, а индикатор 9 выполнен па светодиодах 25-27, подключенных соответственно к выходам первой и второй схем И-НЕ 13, 17 и схемы 14 ИЛИ-НЕ.

г

0

5 0 5о . 5

5

0

Устройство работает следуюп1им образом.

Преобразователь 1 измеряет колебания на корпусе клапана, сильфон которого диагностируется. Датчик 7 циклов нагружения размещается на приводе того же клапана.

Устройство готовится к работе. Включением элемента 23 в триггерах двоичных счетчиков 8, 12 и триггерах 18, 24 устанавливается состояние О, а на выходах схем И-НЕ 13, 17 и схемы ИЛИ-НЕ 14 - состояние 1. Логическая 1 с выхода схемы 17 поступает на входы схем И 11, 16. Светодиоды 25, 26 находятся в потушенном состоянии, светодиод 27 горит. При включении элемента 20 пуска в триггере 24 записывается 1, которая подается на входы схем И 11 , 16. Переключателем 21 выбирается канал замера сигналов АЭ. Регулятором 22 устанавливается порог срабатывания триггера 10 Шмитта. При наличии О на всех вькодах счетчика 12 загорается светодиод 27.

Производится переключение клапана (цикл нагружения сильфона) штатным .приводом.

Генерируемый сильфоном сигнал АЭ преобразователя 1 преобразуется в электрический, усиливается в предуси- лителе 2 и подается в усилители 4...4|, каждьй из которых настроен на определенный, отличньш от других диапазон частот. Далее усиленный электрический сигнал в детекторах 3-,...5 преобразуется в относительно медленно изменяющийся сигнал, пропорциональный амплитуде сигнала АЭ. Через подключенньй коммутатором 6 канал замера сигнал поступает на триггер 10 Шмитта, который при превьшге- нии сигналом заданного порогового уровня срабатьшает и формирует 1, подаваемую на вход схемы И 11.

Пара5глельно работает схема счета циклов. От датчика 7 циклов нагружения срабатьюают одновибратор 15 и триггер 18. Логическая 1 с выхода триггера 18 поступает на схему И 11 и Подготавливает ее к работе. Сигнал от одновибратора 15 проходит через схему И 16 на вход счетчика 8. Сигнал с выхода триггера 10 Шмитта проходит через схему И 11 на вход счетчика 12. При переключении хотя бы одного из триггеров счетчика 12 в состояние 1 на выходе схемы ИЛИ-НЕ 14 появляется

15

О, что переводит светодиод 27 в потушенное состояние.

По окончании цикла нагрузки от сигнала датчика 7 циклов нагружения триг- гера 18 переводится в состояние О и блокирует схему И 11. Затем производятся последующие циклы нагружения. Число циклов нагружения определяется емкостью двоичных счетчиков 8 и 12. При четырехра зрядных счетчиках число циклов равно пятнадцати. В данном случае при пятнадцати циклах работы во всех триггерах счетчика 12 устанавливаются 1, что при четмрехвхо- довой схеме И-НЕ 17 приводит к появлению на ее выходе О. Этим сигналомf блокируются схемы И 11, 16 и переводится в горящее состояние светодиод 26. Если в каждом цикле имеется 20 сигнал АЭ, то при проведении последнего цикла срабатывает схема И-НЕ 13 и загорается светодиод 25. При отсутствии во всех циклах сигналов АЭ счетчик 12 остается в исходном положении, светодиод 27 горит, а светодиод 25 потушен. Если число сигналов АЭ меньше числа циклов, то оба светодиода 25 и 27 находятся в потушенном состоянии .

О результатах диагностического прогноза сигнализируют светодиоды 25 и 27: если светодиод 27 гаснет на первом цикле нагружения, а по заготребует дополнительного анализа регистрируемых сигналов АЭ и позволяет на практике осуществить принцип экс- g плуатации объектов по фактическому техническому состоянию, т.е. до практически полного исчерпания их ресурсных возможностей.

ЮФормула изобретения

Акустоэмиссионное устройство для диагностики технического состояния объектов, содержащее последовательно соединенные преобразователь, пред- усилитель, блок селекции и коммутатор, датчик циклов нагружения, первый счетчик и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования, оно снабжено подключенными к выходу коммутатора последователь- но соединенньми триггером Шмитта, четырехвходовой схемой И и вторым

25 счетчиком, первой схемой И-НЕ и схе30

мой ИЛИ-НЕ, соединенными с выходами второго счетчика, подключенными к выходу датчика циклов нагружения последовательно соединенными одновиб- ратором и трехвходовой схемой И, подключенной к входу первого счетчик, подключенной к его выходу второй схемой И-НЕ, первым триггером, включенным между выходом датчика циклов рании светодиода 26 (Конец диагноза)35 нагружения и вторым входом четырех- загорается светодиод 25 (Прогноз), входовой схемы И, и последовательно

40

значит, каждый цикл нагружения сопровождался сигналами АЭ, т.е. сильфон работоспособен на данньй момент и на несколько десятков или сотен (по типоразмеру сильфона) циклов предстоящей нагрузки; если светодиод 27 горит с момента включения устройства и до загорания светодиода 26, сильфон неработоспособен (Брак); если по загорании светодиода 26 не горят светодиоды 25 и 27, необходимо повторить диагноз.

Устройство, осуществляя прогноз технического состояния сильфона, не 50

Редактор М.Циткина

соединенными схемой управления и вторым триггером, соедин енным с третьим входом четьфехвходовой схемы И и вторым входом трехвходовой схемы И, индикатор вьтолнен на светодиодах, подключенных соответственно к выходам первой и второй схем И-НЕ и схемы ИЛИ-НЕ, выход второй схемы И-НЕ соединен с третьим и четвертым входами соответствующих схем И, а выходы схемы управления соединены с управля- Ю1ЦИМИ входами коммутатора, триггера Шмитта, первого и второго счетчиков и второго триггера.

Составитель И.Ардашева

Техред.М.Моргентал Корректор. Л.Патай

45

требует дополнительного анализа регистрируемых сигналов АЭ и позволяет на практике осуществить принцип экс- плуатации объектов по фактическому техническому состоянию, т.е. до практически полного исчерпания их ресурсных возможностей.

Формула изобретения

Акустоэмиссионное устройство для диагностики технического состояния объектов, содержащее последовательно соединенные преобразователь, пред- усилитель, блок селекции и коммутатор, датчик циклов нагружения, первый счетчик и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования, оно снабжено подключенными к выходу коммутатора последователь- но соединенньми триггером Шмитта, четырехвходовой схемой И и вторым

0

25 счетчиком, первой схемой И-НЕ и схе20

30

35

40

45