Способ определения координат усталостных трещин по сигналам акустической эмиссии Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразру- тающему контролю изделий по сигналам акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для определения координат усталостных трещин в любом изделии из группы одновременно контролируемых в процессе эксплу ;атации изделий или крупногабаритных изделиях из листовых материалов.

Целью изобретения является упрощние определения координат усталостных трещин при контроле несколькими группами одинаковых электроакустических преобразователей (ЭАП) за счет исключения обработки сигналов последовательно от каждой группы пробразователей.

На фиг.1 представлена схема реализации предлагаемого способа опре- делеьшя координат усталостных трещин в группе одновременно контролируемых одинаковых изделий по сигналам АЭ для случая- одномерных изделий (например, труб малого диаметра); на фиг.2 - схема размещения ЭАП при контроле группы двухмерных изделий (например, сосудов давления).

Первый ЭАП 1 первого изделия установлен на первом изделии и электрически объединен с первыми ЭАП остальных изделий, включая первый ЭАП :2 п-го изделия. Объединение может быть произведено, например, простым электрическим соединением всех этих ЭЖ в одну точку ИЛИ1 соединением в , одну точку выходов предварительных усилитепей, конструктивно объединенных с соответствукнцими ЭАП и расположенными вместе с ними на соответствующих изделиях.

Второй ЭАП 3 первого изделия расположен на расстояний L от первого ЭАП 1 на том же изделии. Остальные вторые ЭАП, включая и второй ЭАП 4 п-го изделия, расположены на таком же расстоянии от соответствующих их первых ЭАП на соответствующих изделиях и также электрически объединены вместе с вторым ЭАП 3 первого изделия. Центральный ЭАП 5 первого изделия установлен приблизительно на равных расстояниях от первого ЭАП 1 и второго ЭАП 3 первого и-зделия. Остальные центральные ЭАП, вклю-чая и центральный ЭАП 6 п-го изделия, расположены аналогично на соответствующих изделиях.

Каждый ЭАП 1-6 соединен с соответствующим усилителем 7-10, а последний - с соответствующим формирова- 5 телем 11-14 и образуют Зп одинаковых каналов приема и усиления сигналов. Выходы первого и второго формирователей П и 12 подключены к блоку 15 определения координат, содержащему 10 цифровой измеритель интервалов времени между входными сигналами.

Этот блок выходами соединен с блоком 16 памяти, управляющими входами соединенного с блоком 17 управ- 5 ления о

Блок I5 определения координат дополнительным выходом соединен с входом блока 17 управления, m выходов блока. 16 памяти соединены соответственно 0 через первый (18) и последуншще,

включ ая га-й ключ 19 р с входами регистратора 20 (параллельно регистратору может быть подключен визуализатор). Формирователи 13 и 14 центральных 5 каналов подключены к блоку 21.определения первого сигнала. Выходы последнего подключены к второй группе входов блока 16 памяти, к второй группе выходов которого подключен блок 22 0 сравнения кодов. Блок 23 установки кодов подключен к вторым входам блока 22 сравнения кодов, выход которого подключен к соединенным вместе управляющим входам клюг1ей 18 и 19. На 5 ;развертках сосудов 24 и 25 давления J (цилиндрической и торцовых частях) точками показано размещение ЭАП, а допол штельно крестиками размещение центральных ЭАП. На каждом сосу- 0 де 24 и 25 давления ЭАП размещены одинаково. Центральные ЭАП через :Усилители и формирователи (не показаны) подключены к входам блока 21 определения первого сигнала, Осталь-: ные, одинаково расположенные ЭАП, электрически соответственно объединены, что показано на примере соединения для правой торцовой части.- Эти ЭАП 26-29 на каждом изделии образуют 0 антенну для определения координат. Объединенные ЭАП через усилители и формирователи (не показаны) подключены к входам блока 15 определения координат в 5

Способ определения координат усталостных трещин в группе одновременно контролируемых одинаковых из-

5

далий по сигналам АЭ осуществляют следующим образом.

Сигналы АЭ, излучаемые развивающейся под действием эксплуатационных нагрузок трещиной (в любом контроли- руемом изделии), распространйются по данному изделию и достигают расположенных на нем ЭЛЛ. При этом сигнал появится в центральном ЗАЛ раньше, чем в обоих ЭАП на данном изделии.

Например, если усталостная трещина начала развиваться в первом изделии между первым ЭАП 1 и центральным ЭАП 5, то сигналы на выходах ЭАП данного изделия появятся сначала в ЭАП 1 и 5, а затем в ЭАП 3. Электрические сигналы с выходов этих ЭАП усиливают в соответствующих усилите- лях (7-9) и формирователям 11-13. формируют из них импульсы прямоуголь- ной формы. Импульсы с выходов первого и второго формирователей 11 и 12

1451592

контролировать целую груп вых изделий практически б ния сигналов от источнико

g изделиях Периодически пр содержание памяти блока 1 го последовательно набира 23 установки кодов коды н ролируемых изделий И пере

10 17 управления в режим пос ного считывания информаци 16 памяти. При этом в рег (или на экран ,визу ализатс пит только информация тол

15 ном изделии, так как в бл нения кодов происходит ср да, номера изделия, посту выходов блока 16 памяти с тановленным оператором в

20 При совпадении кодов с вых ка 22 поступает сигнал, о ключи 18 и 19, и информац ка 16 памяти ,0 координат

в данном изделии поступит

поступают в блок 15 олределеиия коор- 25 ратор 20. динат, в которой определяют величину координаты источника сигналов (усталостной трещины) по интервалу времени между импульсами, например, для

Таким образом, предлаг соб позволяет упростить ко щин в группе одновременно мых изделий за счет упроще реализации способа, предпо электрическое объединение расположенных на изделиях

1 д m

одномерных изделий по формуле Х -г-

где X - величина координаты;

ДТ - интервал времени между импульсами;

С - скорость распространения сигнала.

Результат в виде параллельного кода поступает на входы блока 16 памяти,- при этом специалып)1й импульс из блока 15 оцределения координат посту пает в блок 17 управления.

Одновременно с определением координат импульс с выхода формир овате- ля 13 первого центрального канала поступает в блок 21 определения первого сигналао В этом блоке определяют номер входа, по которому поступил сигнал, и результат в виде параллельного кода поступает на вторую группу входов блока 16 памяти.

После этого информацию с входов блока 16 памяти под действием команд блока 17 управления записывают в памяти блока 16 Медленное развитие усталостных, трещин в контролируемых изделиях (в процессе их эксплуатации) и малое время, необходимое для определения координат, ,позволяют

51592

контролировать целую группу одинаковых изделий практически без наложения сигналов от источников в разных

g изделиях Периодически проверяют содержание памяти блока 16, для чего последовательно набирают в блоке 23 установки кодов коды номеров контролируемых изделий И переводят блок

10 17 управления в режим последовательного считывания информации из блока 16 памяти. При этом в регистратор 20 (или на экран ,визу ализатс ра) поступит только информация только о дан15 ном изделии, так как в блоке 22 сравнения кодов происходит сравнение кода, номера изделия, поступающего с выходов блока 16 памяти с кодом, установленным оператором в блоке 23.

20 При совпадении кодов с выхода блока 22 поступает сигнал, открывающий ключи 18 и 19, и информация из блока 16 памяти ,0 координатах трещины

в региств данном изделии поступит

25 ратор 20. ратор 20.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить контроль тре-. щин в группе одновременно контролируемых изделий за счет упрощения схем реализации способа, предполагающих электрическое объединение одинаково расположенных на изделиях ЭАП.

Формула изобретения

Способ определения координат усталостных трещин по сигналам акустической эмиссии, заключающийся в том, что на изделиях размещают электроакустические преобразователи, объединяют их в антенны для определения координат источников акустической эмиссии, принимают сигналы акустической эмиссии j определяют разность времени прихода сигналов в антеннах и по ним определяют координаты усталостных трещин, являющихся источниками акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью упрощения, электроакустические преобразо

ватели одинаково расположенные относительно изделия, электрически соответственно объединяют, в каждой антенне устанавливают дополнительно центральный преобраэователь, опреде- ляют центральный преобразователь, принявпшй сигнал первым, а местоположение трещины определяют по центральному преобразователю, принявщему сигнал первым.

фиг2

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий по сигналам акустической эмиссии и можкт быть использовано для определения координат усталостных треищн в любом изделии из группы одновременно контролируемых в процессе эксплуатации изделий. Целью изобретения является упрощение о пределения координат трещин за счет упрощения схем реализации способа, предполагающих электрическое объединение одинаково расположенных на изделиях электроакустических преобразователей (ЭАП) В каждой антенне ЭЛЛ 1,3 дополнительно устанавливают центральный ЗАЛ 5, при контроле определяют центральный ЭЛЛ 5, принявиий сигнал первым, изделие с трещиной определяют по центральному ЗАЛ, принявршм:/ сигнал первым. 2 ил. 1Л (Л сд СП о го