Многоканальное устройство для локации источника акустической эмиссии Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

1

: Изобретение относится к неразру- шакндему контролю -и может быть исполь- зовано при прочностных испытаниях конструкций, например, оболочек.

Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения потерь информации во время регистрации результатов измерения.

На фиг.1 показана функциональная схема многоканального устройства для локации источника акустической эмиссии; на фиг.2 - схема блока управления.

Многоканальное устройство для локации источника акустической .эмиссии содержит не менее трех .идентичных каналов 1 измерения, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных датчика 2, .усилителя 3, аналого-цифрового преобразователя 4

и блока 5 селекции, блок 6 синхронизации и регистратор 7.. Кроме того, устройство содержит в каждом канале второй блок 8 селекции, блок 9 памяти и общие для всех каналов блок 10 управления и таймер. Т|. Выход аналого-цифрового преобразователя 4 в каж- .дом канале соединен с первым входом второго блока 8 селекции. Выходы вторых блоков 8 селекции соединены с первыми входами блока 9 памяти и первыми входами блока 10 управления. Второй вход блока 9 памяти соединен с выходом первого блока 5 селекции. Первьй выход блока 9 памяти соединен с вторым входом второго блока 8 селекции. Выход первого блока 5 селекции соединен с третьим входом второго блока 8 селекции. Первый выход блока 10 управления соединен с уппан4

о ел

о

00

3146

лякщими входами первого 5 и второго 8 блоков селекции, а также с входом блока 6 синхрони зации, выход которого соединен с входами синхронизации первого 5 и второго 8 блоков селекции с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 4 и с третьим входом блока 9 памяти. Вторые выходы блоков ,9 памяти подключены к вторым входам блока to управления. Таймер 11 соединен с четвертым входом блоков 9 па- мяти, а пятые входы последних подклю- .чены к выходам соответствукщих аналого-цифровых --преобразователей 4.

Блок -1.0 управления содержит дешифратор 12, подключенные к его .соответствующим выходам первый 13, второй 14 и третий 15 регистры, выходы ко- торых образуют первую группу выходов блока ТО управления, приоритетньш шифратор 16, входы которого образуют первую группу входов. блока 10 управления, подюиоченные к выходу приоритетного шифратора, дешифратор 17 и мультиплексор 18, информационные входы которого предназначены для подключения к выходам блоков 9 памяти, а выходы - к входам регистратора, 7,.и генератор t9, выход которого подключен к,.второму входу дешифратора t 7,. выходы которого предназнач,ены для, подключения к первым входам блоков 9 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы акустической; эмиссии (АЭ) преобразуются приемными датчиками 2 () в электрические импульсы, усиливаются усилителями 3 и.кодируют СЯ аналого-цифровыми .преобразователя ми (АДП) 4 по ..всем..каналам измерения с частотой ква,нтовдния, определяемой блоком- 6 синхронизации, Кодированньщ сигнал с выхода АЩ 4.. непрерывно записывается в блок 9 памяти стекового типа соответствующего какала,, Таким. образом, в.блоке 9 памяти всегда сохраняются дан1й.1е о предыстории текущего момента времени, что позволяет получить информацию о сигндле ДЭ. .не только с.момента его обнаружения, но ги информацию за время, предшествунще этому моменту, что позволяет при последующей обработке выявить на фоне шума наиболее скоростные моды сигнала АЭ и по моменту их вступления на датчики 2 более точно определить-,,чазности времен прихода импуль

5

0 5 О

5

5

сов АЭ на каналы 1 измерения. Кроме того, выходные сигналы АЦП 4 сравниваются в первом 5 и втором 8 блоках селекции с уровнями селекции .U. Причем первый уровень селекции выбит рается выше уровня шумов, а второй уровень селекции устанавливается таким, чтобы не фиксировать сигналы АЭ, не превысившие этот уровень, как не удовлетворяющие мощностным критериям, предъявленным к сигналам АЭ в данном эксперименте. Второй блок 8 селекции необходим также для того, чтобы не заносить в блок 9 памяти информативныенизкочастотные моды сигнала АЭ и затухающие колебания датчика 2 на его основной частоте резонанса. Коды, соответствукщие уровням селекции U и U, запоминаются в регистрах первого 5 и второго 8 блоков селекции. Если сигнал с выхода АЦП 4 превысит уровень селекции и, то в блоке 9 памяти записывает- ся время вступления сигнала АЭ, обеспечиваемое таймером 11.

Далее происходит запись поступающей информации в блок 9 памяти до тех пор, пока второй блок- .8 селекции не выработает сиг йап об окончании информативного участка, сигнала АЭ.

После этого данный канал ожидает разрешение передачи данных через блок 10 управления в регистратор 7. Для организации приоритета обслуживания каналов в блоке 10 управления установлен приоритетньй шифратор 16, которьш при одновременном поступлении сигналов готовности массивов данных от нескольких каналов подает сигнал на мультиплексор 18 для обслуживания канала с наивысшим приоритетом. При этом с генератора 19 через дешифратор 17 в блок 9 памяти данного кана ч

ла поступают импульсы считывания. Под их управлением происходит переда.ча данных, определякщих предысторию момента вступления сигнала АЭ. Затем

IB регистратор 11 передается код мо мента вступления сигнала Э.

Для исключения повторного срабатывания устройства от низкочастотных, мод сигнала, АЭ и резонансных колебаний датчика первьй блок 5 селекции определяет конец сигнала АЭ при появлении на выходе АЦП 4 заданного числа импульсов с амплитудой, меньшей уровня селекции U.

Если во время ожидания каналом разрешения передачи данных из блока 9 памяти а регистратор 7 на данный ; канал П1 оходит еще сигнал АЭ, то срабатывает блок 5 селекции , и через блок 8 селекции снимается сигнал готовности массива данных. Происходит запись вновь поступающего сигнала . АЭ и момента его вступления. Объем блока 9 памяти определяется, исходя из длительности импульса АЭ, частоты их повторения и частоты квантования.

Для предварительной установки уровней селекции U и U,j и частоты квантования служат дешифратор 12 и регистры 13-15. Установка уровней селекции осуществляется путем подачи двоичного кода команды установки на их входы.

Предлагаемое устройство позволяет исключить неинформативные и малоин- формативные массивы данных, уменьг: шить время передачи на регистратор, а следовательно, и потерю информации во время этой передачи. Кроме того, повьшается скорость обработки данных за счет уменьшения их массива,что сокращает время принятия решения о степени опасности дефекта. При этом уменьшается .вероятность разрушения конструкции, что очень важно при исследованиях на прочность сложных и дорогостоящих машиностроительных конструкций.,

Формула изобретения

I

.Многоканальное устройство для локации источника акустической эмиссии,Q

I 25

;

10

15

,Q

4675036

содержащее не менее трех идентичных каналов измерения, каждьй из которых

I состоит из.последовательно соединенных датчика, усилителя, аналого-цифрового преобразователя и блока селекции, блока синхронизации и регистратора, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности, оно снабжено, в каждом канале вторым блоком селекции и. блоком памяти и общими для всех каналов блоком управления и таймером, выход аналого-цифрового преобразователя в каждом канале соединен с первым входом второго блока селекции, выходы вторых блоков селекции соединены с первым входом блока памяти и первыми входами блока управления, второй вход блока памяти соединен с выходом первого блока селекции, первый выход блока па{4яти соединен с. вторым входом второго блока селекции, выход первого блока селекции соединен с третьим входом 25 второго блока селекции, первый выход блока управления соединен с управляющими входами лервого и второго блоков селекции, а также, с входом блока синхро низации, выход которого соединен с входами синхронизации первого и второго блоков селекции, с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и с третьим входом блока памяти, вторые выходы блоков памяяги подключены к вторым входам блока управления, таймер соединен с четвертыми входами блоков памяти, .а пятые входы последних подключены к выходам соответст- вуняцих аналого-цифровых преобразова- - талей.

20

30

35

фи2.2

Изобретение относится к неразруг тающему контролю и может быть использовано при прочностных испытаниях конструкций; например, тонкостенных оболочек. Цель-изобретения - повышение точности за счет исключения потерь информации во время регистрации результатов измерения. Для этого пер- вьй уровень селекции в устройстве выбирается вьппе уровня шумов, а второй уровень селекции определяется, исходя из требований исключения из обработки затуха.ющих колебаний датчика акустической эмиссии на основной частоте резонанса. Вариацией уровней селекции достигается сжатие информации и исключение неинформативных и малоинформативных массивов данных, уменьшение времени передачи информации в блок регистрации. 2 ил. сл