Устройство для акустоэмиссионного контроля кольцевых сварных швов Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

3145

гической единицы, соединенного с D- входом первого триггера б, и блока 8 порогового уровня, соединенного с вторьм входом компаратора 5, послёдо- Вателъно соед1шениые первый элемент ШШ 9, яервый счетчик 10,первый запомийавйчий блок II и блок 12 вычитания, второй запоминающий блок 13, соединенный входом с выходом первого счетчика I О, а выходом с вторым входом блока 12 вычитания, первый генератор 14 импульсов, последовательно

аеовый и второй входы второго триггера 22 соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока.23 отбраковки и подключены соответственно к выходам первых триггеров 6 третьего 20 и 46TBeptoro 21 каналов приема, входы первых триггеров 6 каналов приема и третьего триггера 29 объ- 10 единены и соединены с выходом формирователя 35 импульсов, вход которого подключен к выходу первого элемента И 30, выход третьего триггера 29 соединен с вторым входом регистра 24,

соед шенные счетч-кк 15 адреса, первый мультиплексор 16, дополнительный за- 15 выход блока 12 вычитания соединен с поминающий блок 17, сумматор 18 и вто- .четвертым входом третьего мультиплек- (рой мультиплексор 19, соединенный с вторым входом дополнительного запо- минающего блока 17, выход генератора 14 импульсов соединен с вторым вхо- о дом первого счетчика 10, выходы первых триггеров 6 первого и второго каналов приема соединены соответственно с первьм и вторым входами первого элесора 25, выход второго триггера 22 соединен с пятым входом третьего мультиплексора 25, второй выход первого счетчика 10 соединен с третьим входом третьего триггера 29, вькод треть- -его мульттшлексора 25 соединен с третьим входом первого мультиплексора 16, выход дополнительного запомимеита Ш1И 9 и с вторыми входами пер- 26 нающего блока 17 соединен с первым

вого и второго запоминающего блоков 11, 13, третий 20 и четвертый 21 каналы приема, 1одентичные первому и второму, второй триггер/ 22, последовательно соединенные блок 23 отбраковки, регистр 24 и третий мультиплексор 25, первую 26 и вторую 27 ячейки эадания адреса, соединенные соответственно с вторым и третьим входами

аеовый и второй входы второго триггера 22 соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока.23 отбраковки и подключены соответственно к выходам первых триггеров 6 третьего 20 и 46TBeptoro 21 каналов приема, входы первых триггеров 6 каналов приема и третьего триггера 29 объ 10 единены и соединены с выходом формирователя 35 импульсов, вход которого подключен к выходу первого элемента И 30, выход третьего триггера 29 соединен с вторым входом регистра 24,

15 выход блока 12 вычитания соединен с .четвертым входом третьего мультиплек- о

выход блока 12 вычитания соединен с четвертым входом третьего мультиплек-

сора 25, выход второго триггера 22 соединен с пятым входом третьего мультиплексора 25, второй выход первого счетчика 10 соединен с третьим входом третьего триггера 29, вькод треть- -его мульттшлексора 25 соединен с третьим входом первого мультиплексора 16, выход дополнительного запоми.входом блока 40 внешнего вьгоода и вторым входом блока 3.9 индикации выход третьего триггера 29 соединен с вторым входом сумматора 18, вы- 30 ход элемента ИЛИ-НЕ 36 соединен с вторыми входами блока 40 внешнего вывода, второго элемента ИЛИ 31 и второго мультиплексора 9, выход блока 40 внешнего вьшода соединен

Изобретение относится к неразрушающему контролю и. может быть использовано для контроля развивающихся дефектов и определения их коорди- нйт на кольцевом шве. Целью изобретения является повьшение достоверности контроля кольцевого шва за счет введения двух дополнительных каналов контроля и пространственной фильт рации сигналов акустической эмиссии (АЭ). Сигналы акустической эмиссии, принятые преобразователями 3 первого и второго каналов контроля после I , Изобретение относится к неразру- тающему контролю и может быть использовано для контроля развивающихся дефектов и определения их координат на кольцевом шве. Цель изобретения - повышение достоверности контроля кольцевого шва за счет введения двух допо лнительных каналов контроля и пространственной фильтрации сигналов акустической 589 усиления и нормировки поступают на входы запоминающих блоков П, 13, . которые запоминают коды с вькода первого счетчика 10, соответствующие моментам регистрации сигналов АЭ. Сигнал на выходе блока 12 вычитания несет информацию 6 координатах зон кольцевого шва. В зависимости от последовательности срабатывания триггеров 6 третьего и четвертого каналов контроля, на выходе триггера 22 устанавливается либо логическая . 1, либо логический О, что является признаком наличия дефекта в той или иной полуокружности. Блок отбраковки с учетом состояния триггеров 6 каналов приема к,моменту переполнения первого счетчика IО вырабатывает логическ то 1, если дефект находится в области кольцевого пта « Дополнительиьгй запоминающий блок 17 осуществляет хранение и накопление информации, а также вьдачу и вьгаод как в блок 40 внешнего .вьшода, так и в блок .39 индикации. I ил. § (Л с 4 ел ч ел 00 ко эмиссии (АЭ), не относящихся к зоне кольцевого сварного шва. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит первьш и второй 2 каналы приема, каждый из которых состоит из последоплтелыш соединенных преобразователя 3, усилителя 4, компаратора 5 и первого триггера 6, первого блока 7 ло

третьего мультиплексора 25, последо- 35 первым входом элемента ИЛИ-НЕ 36 и

вательно соединенные второй блок 28 логической единицы, третий триггер 29, первый элемент И 30 и второй элемент ИЛИ 31, выходом -соединенный

входом счетчика 15 адреса, второй, третий .и четвертый входы элемента ИЛИ-НЕ 36 объединены с вторым,треть им и четвертым входами первого элес третьим входом дополнительного за- 40 мента И 30 и подключены соответстпоминающего блока 17, последователь-- но соединенные второй генератор 32 импульсов и второй счетчик 33, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с- вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И 30, блок 34 номера зоны, соединенный со вторым входом первого мультиплексора 16j формирователь. 35 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 36, последовательно соедшгенные инвертер 3 второй элемент И 38 и блок 39 индикации, блок 40 внешнего вьшода, блок 41 логического нуля, соединенньй с вторым входом второго.мультиплексора 19, первый и второй входы блока 23 отбраковки соединены соответственно с выходами первых триггеров 6 первога 1 и второго 2 каналов приема.

первым входом элемента ИЛИ-НЕ 36 и

входом счетчика 15 адреса, второй, третий .и четвертый входы элемента ИЛИ-НЕ 36 объединены с вторым,третьим и четвертым входами первого элевепно к второму входу второго элемента И 38,. входу тшвертора 37 и Третьему входу второго элемента И 38. . , . .

45 Устройство ра.ботает следующим образом.

Акустико-эмиссионные преобразователи 3 каналов 1, 2, 20, 21 приема, равномерно размещенные по окруж50 ности контроля кольцевого шва, принимают сигналы ЛЭ и преобразуют itx в электрические. В каждом канале приема сигнал усиливается далее усилителем 4 и поступает на вход крмпара55 тора 5, на другой вход которого подается минимальный пороговьй уровень, несколько превьгагающий уровень шумов и помех. В том из каналов I, 2. приема, в котором раньше, чем в другом.

будет принят сигнал АЭ с амплитудой, превьшающей минимальный пороговый уровень, сработает компаратор 5. По переднему фронту вьфаботанного.ком- паратором 5 импупьса на выходе триггера 6 устанавливается сигнал логи- ческой I, который, пройдя через первый элемент ИЛИ 9, разрешает первому счетчику JO времени начать от- счет и поступает на управлямщий вход запоминающего блока 11 или 3. .

Запоминающие блоки П, 13 при поступлении импулр сов на управляющие входы запоминают числа, коды которых подаются с выхода первого счетчика 10 и соответствуют моментам срабатывания триггеров 6 каналов 1, 2 прием

Блок 12 вычитания вычисляет разность времени прихода, которая соот- ветствует линейным координатам зон кольцевого шва, пЬ одной на каждую полуокружность между АЭ преобразователями 3 каналов 1, 2 приема.

В зависимости от последовательно- сти срабатьшания триггеров 6 каналов 20, 21 приема, которая определяется местонахождением дефекта на той или иной полуокружности, выход второго триггера 22 устанавливается в состоя ние логического О или 1. Таким образом, на выходах второго триггера

22и блока 12 вычитания фиксируется информация о полуокружности и номере .зоны нахождения дефекта.

По прошествии времени, за которое акустические волны должны достичь преобразователей 3 всех каналов приема, на выходе переполнения первого счетчика IО времени вырабатьгаается ro пульс, устанавливающий выход третьего триггера 29 в состояние логической 1.

Блок 23 отбраковки производит временную фильтрацию комб1шаций сигналов АЭ,учитьтая состояние выходов триггеров 6 каналов 1 , 2, 20, 21 приема.Блок

23отбраковки к моменту переполнения первого счетчика 10 импульсов выра- батьшает на выходах сигналы логиче.ской I, если дефект находится в области кольцевого шва, если к моменту переполнения первого счетчика 10 . импульсов не взведется один или не-. сколько триггеров 6 каналов приема, то блок 23 отбраковки выработает йа одном из своих выходов логический О

По фронту импульса на выходе третего триггера 29 на его выходах записывается в регистр 24 и поступае на управляющий вход третьего мультиплексора 25, который передает на вхо первого мультиплексора 16 код, равны номеру зоны дефекта, если он находится в области контроля шва. Если АЭ сигналы приходят от дефекта, расположенного вне области контроля, то третий мультиплексор 25 передает код адреса одной из специальных ячеек, в которые запнсьтается информация о синалах АЭ, не соответствующих области контроля.

Цикл работы дополнительного запоминающего блока 17 разбит на три вре менньп: интервала, которые задаются с помощью второго генератора 32 импульсов старших разрядов, второго счетчика 33 и первого мультиплексора 1 6 .

В первом временном интервале организован режим записи АЭ информации в дополнительный запоминающий блок 17. Сигналы на выходах второго счетчика 33 и на входе третьего триггера 29 дешифрируются первым элементом И 30. Сформированный импульс, пройдя через второй элемент ИЛИ 31 поступает на вход записи. В этот момент времени с помощью первого мультиплексора 16 на адресный вход дополнительного запоминающего блока 17 подается код, который содержит информацию о местонахождении дефекта. Число импульсов АЭ, содержащееся в данной ячейке, увеличивается на единицу по сигналу с выхода третьего триггера 29 сумматором 18 и поступает на вход данных дополнительного запоминающего блЬка 17. Импульс с выхода второго элемента ИЛИ 31 обеспечивает запись информации. При этом адрес каждой ячейки дополнительного запоминающего блока 17 соответствует полуокружности (информация об этом содержится в младшем разряде адрес- . ного слова) и номеру зоны кольцевого шва. Содержимое ячейки соответствует 4HCjry актов АЭ, зарегистрированных в данной зоне. По фронту сигнала на выходе первого элемента И 30 формирователь 35 импульсов вы- рабатыпает сигнал, по которому триггер 6 каналов 1,2, 20, 21 приема и третий триггер 29 устанавливается

в исходное состояние. На этом запись АЭ информации закончена и измерительный тракт устройства готов к приему следующего АЭ сигнала.

Во время втррого интервала организован режим считывания информации из дополнительного запоминающего блока 17 в блок 40 внешнего вьюода. В этот интервал времени первый мультиплексор 6 соединяет адресный вход дополнительного запсУМинающего блока 17 с выходом счетчика 15 адреса, выходной код которого определяется числом запросов на чтение, инициируемых блоком 40 внешнего вывода.

Сигнал запроса чтения на выходе блока 40 и сигналы на выходах второ- О счетчика 33 дешифрируется элементом ИЛЙ-НЕ 36. По фронту выработанного импульса данные из блока 17 записываются в блок 40 внешнего вБшода, Далее на время этого импульса второй мультиплексор 1 9 .соединяет вход данных блока 17 с выходом блока 1 логического нуля. Импульс на выходе второго элемента ИЛИ 31 обеспечивает обнуление ячейки дополнительного запоминающего блок;а i 7. При этом выходной код счетчика 15 адреса увептп- вается на единицу. С этого момента времени устройство готово к приему запроса на чтенне ршформацин из следующей ячейки блока 17. Периодический вьгвод данных из дополнительного запоминающего блока 1 7 .позволяет исследовать динамику развития дефекта н исключает возможность его переполнения.

ро время третьего интервала организован режим вьшода информации в блок 39 индикации,во время которого в каждом цикле контроля первый мультиплексор 6 передает на адресный вход блока 17 код с выхода блока 34 номера зоны. Данные, соответствующие этому коду, из блока 7 по сигналу, сформированному вторым элементом И 38; записываются в блок 39 шщика- ции,.

Изобретение позволяет определить номер зоны при акустозмиссионном контроле, осуществлять пространственную селекцию сигналов, не относящихся к зоне контроля, и регистрировать в специальных ячейках дополнительного запоминающего блока, про- изводить контроль динамики развития

дефектов за счет накопления акусто- эмнссионной информации.

Формулаизоб

р е Т е Н и Я

Устройство для акустоэмиссионного контроля кольцевых сварньгх пшов, содержащее два канала приема, каждый : из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя, усилителя, компаратора и первого триггера, первого блока логической еди- ницы, соединенного с первого тр ггера, и блока порогового уров ня, соединенного со вторым входом йомпаратора, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, первый счетчик, пёрвьй запоминающий блок и блок вычитания, второй запоминающий блок, включенньш между в ькодом первого счетчика и вторым входом блока вычитания, пёрвьй генератор импульсов, последовательно соединенные счетчик адреса, первый мультиплексор,

дополнительный запоминающий блок, сумматор и второй мультиплексор, соединенный со вторым входом дополнительного запоминающего блока, выход первого генератора импульсов соединен со вторым входом первого счётчика, выходы первых триггеров первого и второго каналов приема соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и со

вторыми входами первого и второго запоминающих блоков, отличающееся тем, что, с цзлью повышения достоверности контроля кольцевого шва, оно снабжено третьим и

четвертым каналами приема, идентичными первому и второму, вторым триггером, последовательно соединенными блоком отбраковки, регистром и третьим мультиплексором, перво.й и второй

ячейками задания адреса, соединенными со вторым и: третьим входами третьего мультиплексора, последоватео9ьно соединенными вторым блоком логической единицы, третьим триггером, первым элементом И и вторым, элементом ИЛИ, выходом соединенным с третьим входом дополнительного запоминающего блока, последовательно соединенными вторым генератором импульсов, и рым счетчиком, пёрвьй, второй и третий Входы которого соединены соот- ветственно с вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И, блоком номера зоны, соединенными С

вторьм входом первого нультиплёксорЬ формирователем импульсов; элемеитом .. ИПИ-НЕ, последовательно соединенны ми инвертором,, вторьм элементов И и блоком индикации , б локон внешнего вывода, блоком лог теёко го нуля, соеди- ненньм с вторьн входом вторбго мультиплексора, первый и В:ТО рой входы блока отбраковки соединены cooTBieTGTBeHHo с выходами первых триггеров первого и второго каналов-при- ема, первый и второй входы второго

триггера соединены соответственно с третьим и четвертин входами блока . отбраковки и подключены соответственно к выходам первых триггеров третьего и «четвертого канапоч приема, R-входы первых триггеров каналов приема и третьего триггера обьедине- - ны и подключены к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу первого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторым входом регистра, выход блока . вычитания соединен с четвертьм входом третьего мультиплексора, выход вто- :

рого триггера соединен с пятым входом третьего нультйплексора, второй выход первого счетчика соедкнен с третьим входом третьего триггера, выход третьего мультхшлексора соединен с третьим входом первого мультиплексора, выход дополнительного запоминающего блока соединен с первьм входом

блока внешнего вывода и вторьк входом блока индикации, выход третьего триггера соед1шен с втор входом сумматора, выход элемента ИПИ-НЕ соединен с вторыми входами блока

внешнего вывода, второго элемента ШШ н второго мулйэтиплексора, выход . блока внешнего вьюода соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом счетчика адреса, второй, третий и

четвертый входы элемента ИПИ-НЕ объединены соответственно с- вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И и подключены- соответственно к второму входу второго элемента И, входу инвертора и Третьему входу второго элемента И.

«Mpi-vJ Ъким«й мш «им1««ммм1 MMnMiMMMt «-««ммимим WBHOTMI VA лыЛя§