Способ определения координат источников сигналов акустической эмиссии Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

1 1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при определении коорди- нат источников сигналов акустической эмиссии в тонкостенных конструкциях при их сложно-напряженном состоянии.

Цель изобретения - повышение достоверности определения координат источников сигналов акустической эмиссии за счет учета влияния анизотропных свойств материала конструкци на величину скорости распространени акустического сигнала.

На чертеже представлено устройств для определения координат источников сигналов акустической эмиссии.

Устройство определения координат источников сигналов акустической эмиссии содержит четыре одинаковых канала обработки, один из которых показан на чертеже. Первый канал уст ройства содержит преобразователь с чувствительным элементом 1, первым 2 и вторым 3 потенциальными электродам первый 4 и второй 5 усилители, первы 6 и второй 7 блоки формирователей импульсов, первый.8 и второй 9 блоки определения разности времен прихода, а также блок 10 накопления и расчета координат. Преобразователь выполнен в виде диска из тонкого сегнетоэлект рического материала, к которому подключены первый электрод 2 в виде кольца ka краю преобразователя и второй электрод 3 в виде диска, расположенного в центре преобразователя Потенциальные электроды 2 и 3 преобразователя подключены соответственно к последовательно соединенным первом усилителю 4 с.первым блоком 6 формирователя импульсов и к второму усилителю 5 с вторым блоком 7 формирователя импульсов. Выходы блоков 6 и 7 формирователей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам первого блока 8 орределения разности времен прихода, выход которого подключен к первому входу первого канала 10 накопления и расчета координат. Выход второго блока 7 формирователя импульсов соединен с входом первого канала второго блока 9 определения разности времен прихода, выход которого подключен к вто- рому входу первого канала блока 10 накопления и расчета координат.

Второй блок 9 определения разности времен прихода и блок 10 накопления и расчета координат являются общими для каналов устройства.

Способ реализуется следующим образом.

Во время нагружения конструкции сигналы акустической эмиссии достигают чувствительного элемента 1 преобразователя в первом канале устройства. Возникающие при этом электрические сигналы, снимаемые с первого потенциального электрода 2 преобразователя, усиливаются первым усилителем 4 и поступают в блок 6 формирователя импульсов, где в момент превышения передним фронтом сигнала определенного порогового уровня формируется положительный импульс. Через время ut(, определяемое акустическими свойствами материала конструкции и расстоянием между потенциалными электродами преобразователя, синалы акустической эмиссии достигают места расположения потенциального элктрода 3 преобразователя, с которого электрический сигнал, усиленный вторым усилителем 5, поступает во второ блок 7 формирователя импульсов. По положительным импульсам, возникающим на выходе блоков 6 и 7 формирователе импульсов, в блоке 8 определяется разность времен прихода сигналов акустической эмиссии к электродам преобразователя в первом канале, котрая поступает на первый вход первого канала блока 10 .накопления и расчета координат.

На второй вход первого канала этого блока из блока 9 передается разность времен прихода сигналов акустической эмиссии к разным преобразователями устройства. Одновременно с этим такая же информация поступает с других каналов устройства и передается на соответствующие входы.блока 10 накопления и расчета координат, В тот момент, когда в блок 10 будут переданы разности времен прихода сигналов акустической эмиссии к преобразователям во всех четырех каналах и к потенциальным электродам преобразователей, в этом блоке определяются координаты источгшка сигналов по соотношениям

1442905

V . ii iXu-l sai z..X«-i-li il-l yliIi-:-bi-l- lb-:-ixi : 2 liTf-°.r-V.i - ixl r xliiY, ,i

x.Y. - + x,Y, - x,Y, - ХЛ, + ,

(..iiY,-jfoi .

x.Tfe - X,YO + x,Y, - X.Y, - X,YI + XoY,V . ; Y 3 -:ti2 l . Y jix - x,i - IY - . - x«i

Y.XO + YjX, - Y,X, - . - Y,X, + Y,XI

IJjL:-Xiil j i Xj..

Y.X, + , - Y,XO - , - Y,X, t

p , R . x Y - Yj - v ,(x, - Xoi,:: 2s;,.

« % -- 2{p.(x. - X.) + P,,TY, - YO) + V, . .

p . .,.,,Y.Ji

X,YO - X,Y XtY, - X,Y, - X,YI - ,

p .2fv,

i v,x - YjXo . YjX. - Y,X, - Y,X. -

vliY, + vlyo : ixl : xlHY : YiLr-ixli-xlHlj :-: ii.:JX-tr-IiiiI -r.tiiX5 r bi

ST X,Y, - XiYe + XjY, - , - X.Yj. -

. (ji : xol v x ;jY; ; Yliix ; x...iYL:.vlliXj.: xjL: iXjL: iHx :JLilIli : 2ii

i Y,X, - Y,,XO + Y,X. - , - Y,Xt Y.Xj

V, -V., , V, .V,t,; V. .. V, .-b-;..

c,, Cj - рпзности времен прихода сигналов к О-му н l- My преобразователям и к 1-му н 2-т«у

преоПраэопателям соответственно;

it,, ut - разности времен прихода сигналов к потенциальным электродам н 2то преобразователя соответственно;

Х„, Y,, - координаты Ото преобразователя; X,, Y, - координаты 1-го преобразователя; Xj, Yj - координаты 2-го преоОразорателя;

X, Y - искомые координаты источника сигналов акустической эмиссии. .

После ТОГО, как координаты источни-Формула изобретения ка сигналов акустической эмиссии опре- Способ определения координат источ

делены, результаты расчетов из блокаНИКОЕ сигналов акустической эмиссии,

10 накопления и расчета координат вы-заключающийся в том, что группу пре-водятся на устройство отображения дляобразователен размещают на контроли

анализа (не показано).руемой зоне конструкции, конструкцию

Способ позволяет определить коорди-нагружают, принимают сигналы акусти- наты источников сигналов акустической ческой эмиссии, измеряют времена эмиссии в конструкциях из материалаприхода сигналов к преобразователям и с анизотропными акустическими свойст по зависимости между временами при- вами за счет того, что предусматрива-хода, скоростью акустических сигна- ет определение скорости распростране-лов в материале конструкции и расстояния принятой моды -акустического сиг--нием до источника сигналов определи- нала для каждого преобразователя вют координаты источника сигналов аку- отдельности. В этом случае преобразо-стической эмиссии, отличаю- ватели принимают акустические сигна-щ и и с я тем, что, с целью повыше - лы, распространяющиеся в материаления достоверности определения коор-

конструкции с различной скоростью, динат источников за счет учета влия-

50 в зависимости от расположения преоб- ния анизотропных свойств материала

разователей относительно источникаконструкции на величину скорости рас- сигналов. Раздельное, определениепространения принятой моды акустичес- скорости принятой моды акустическогокого сигнала, используют преобразова- сигнала для каждого преобразователятели, содержащие два канала преобра- повышает точность определения коор-зования, во время нагружения конструк- динат и тем самым достоверность опре-ции измеряют разницу времен прихода деления координат источников сигналовсигналов акустической эмиссии с кана- акустической эмиссии.лов преобразователей, а при расчете

51А429056

координат источников сигналов акус- для каждого преобразователя по зави- тической эмиссии используют скорости симости между скорост.ю и разностью распространения принятых мод акустиче- времен прихода сигналов с каналов

преобразователя.

ского сигнала, которые определяют

для каждого преоб симости между ско времен прихода си

преобразователя.

Изобретение может быть использо - вано при определении координат источ-- НИКОВ сигналов акустической эмиссии в тонкостенных конструкциях при их сложно напряженном состоянии. Целью изобретения является повышение досто-- верности определения координат источ- НИКОВ сигналов акустической эмиссии за счет учета влияния анизотропных свойств материала, .конструкции на величину скорости распространения акусти ческого сигнала В качестве приемников сигналов акустической эмиссии используют преобразователи, содержащие два акустических канала преобразования, например преобразователи, выполненные в виде диска из сегнето- злект рического материала, к которому подключены два потенциальных электрода. Группу, состоящую из четырех таких преобразователей, размещают на контролируемой зоне конструкции. Во время нагрутсения последней принимают сигналы акустической эмиссии, измеряют разницы времен прихода сигналов к преобразователям, а также разницу времен прихода сигналов с каналов каждого преобразователя. Для каждого преобразователя определяют скорость распространения принятой им моды акустического сигнала. Полученные величины скоростей распространения акусти- ческих сигналов используют для определения координат источников- по зависимости между временами прихода, скоростью принятых мод акустических сигналов и расстоянием до источника , сигналов. 1 ил. с S

v zzzzz zz//z/z/

.

8

/2L i-3

/Т

ff

75

-