Устройство для акустико-эмиссионного контроля Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к акустико- эмиссионному контролю качества и из- Делий и может быть использовано при контроле работы пары трения.

Цель изобретения - определение режима работы пары трения.

На 4иг.1 показана структурная схема устройства для акустико-эмиссионного контроля; на фиг. 2 - график огабающей амплитуды сигналов АЭ во времени, поясняющий три режима работы пары трения.

Устройство для акустико-эмиссионного контроля (фиг.1) содержит последовательно соединенные преобразователь 1, предусилитель 2, усилитель 3, амплитудный детектор 4, аналого- цифровой преобразователь 5, первый елок 6 дифференцирования, второй блок

7 дифференцирования, первый блок 8 произведения, первый блок 9 отношения, третий блок 10 дифференцирования, второй блок 11 произведения, блок 12 разности, первый квадратор 13, второй блок 14 отношения, интегратор 15 и индикатор 16. Устройство также содержит последовательно соединенные третий блок 17 отношения, четвертый блок 18 дифференцирования и третий блок 19 произведения, выход которого подключен к второму входу блока 12 разности, последовательно соединенные второй квадратор 20, сумматор 21, третий квадратор 22 и четвертый блок 23 произведения, второй вход которого подключен к выходу сумматора 21, а выход - к второ- { входу второго блока 14 отношения,

314

а также четвертый 24 и пятый 25 квадраторы.

Выход аналого-цифрового гпреобраэо- вателя.5 подключен к второму входу пер- вого блока 8 произведения и к первому ; входу третьего блока 17 отношения, выхо которого подключен к второму входу второго блока 11 произведения и к входу второго квадратора 20, Выход первого блока 6 дифференцирования соединен с вторым входом третьего блока 17 отношения и через четвертый квадратор 24 - с вторым входом первого блока 9 отношения, а выход пос- леднего подключен к второму входу третьего блока 19 произведения и через пятый квадратор 25 - к второму входу сумматора 21,

Устройство дпя акустико-эмиссион- ного контроля работает следуюсдим образом.

Преобразователь 1, расположенный на одной из деталей пары трения, преобразует сигналы АЭ, возникающие при работе последней, в электрически сигналы. Эти сигналы усиливаются пре дусилителем 2, смонтированным в одном корпусе с преобразователем, и поступают через усилитель 3 на вход амплитудного детектора 4. Огибающая сигналов АЭ с выхода амплитудного детектора преобразуется аналого-циф - ровым преобразователем в цифровой ко X(t), из которого в последующих бло- ках устройства формируются координаты фазовой траектории акустико-эмиссионного процесса. Первая координата формируется последовательно соединенными первым блоком 6 дифференциро вания и третьим блоком 17 отношения пропорционально отношению и характеризует относительную скорость изменения огибающей сигналов АЭ в данный момент времени.

Вторая координата фазовой траектории формируется последовательно соединенными первым блоком 6 дифференцирования, вторым блоком 7 дифференцирования, первым блоком 8 произведения, на второй вход которого дос тупает код X(t) с выхода аналого- цифрового преобразователя, и первым блоком 9 отношения, на второй вход которого через четвертый квадратор 24 поступает код X с выхода первого блока 6 дифференцирования. При

этом вторая координата тра

0

5 0 j 0 5

0

X X ектории пропорциональна и соА

ответствует ог11ошению относительного ускорения к относительной скоXX

рости --- изменения акустико-эмис- л

сионного процесса. Таким образом формируются координаты фазовой траектории. Полученные координаты Y и Р подвергаются дальнейшей обработке, в результате которой формируется числовая характеристика режима работы пары трения:

- i ii: («(())«.

о

Для вычисления этой характеристики в устройстве цифровой код P(t) поступает одновременно на первый вход блока 10 дифференцирования, второй вход третьего блока 19 произведения и на вход пятого квадратора 25. Вместе с этим цифровой код Y(t) с выхода третьего блока 17 отношения поступает на второй вход второго блока произведения и на входа четвертого блока 19 дифференцирования и второго квадретора 20, Код с выхода сумматора 21, пропорциональный Y + Р, поступает на третий квадратор 22 и четвертый блок 23 произведения, на выходе которого таким образом формируется знаменатель подынтегрального выражения характеристики К, Численность выражения формируется на выходе первого квадратора 13, на вход которого с выхода блока 12 разности поступает цифровой код, пропорциональный Y(t)-P(t) - Y(t)-P(t).

Во втором блоке 14 отношения, на первый вход которого поступает код числителя, а на второй вход - код знаменателя, осуществляется вычисление отношения, цифровой код которого поступает на вход интегратора. 15, На выходе последнего формируется код числовой характеристики К, значение которой отображается индикатором 16,

Для распознавания режима работы используют два опорных значения К и Kj, полученные дпя эталонной пары трения при переходе с режима приработки на рабочий режим (момент времени Т на фиг,2) и с рабочего режима на режим повышенного износа (момент Т на фиг,2) соответственно.

51

Различные режимы работы при этом харгктеризуются следующими условиями К -:- К, - рабочий режим (фиг, 2,

поз. II);

К с К « К - режим приработки

(фиг. 2, поз. т); - режим ускоренного износа (фиг. 2, поз. III). Таким образом в устройстве опре- деляется количественная характеристика работы пары трения, в качестве которой выбрано интегральное значение квадргта кривизны фазовой траектории акустико-эмиссионного процесса, При изменении режима меняется кривизна этой траектории и на основании этого осуществляется распознавание текущего режима работы пары трения.

Формула изобретения Устройство для акустико-эмиссионного контроля,, содержащее последовательно соединенные преобразователь, предусилитель, усилитель, амплитудный детектор, анализатор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью определения режима работы пары трения, анализатор выполнен из последовательно соединенных аналого- цифрового преобразователя, первого блока дифференцирования, второго блока дифференцирования, первого блока произведения, вторым входом подклю216

ченного к выходу аналого-цифрового преобразователя, первого блока отношения, третьего блока дифференцирования, второго блока произведения, блока разности, первого квадратора, второго блока отношения и интегратора, последовательно соединенных третьего блока отношения, первым входом подключенного к выходу аналого- цифрового преобразователя, вторым входом - к выходу первого блока дифференцирования, а выходом - к втором входу второго блока произведения, чевертого блока дифференцирования и третьего блока произведения, вторым входом подключенного к выходу первого блока отношения, а выходом - к второму входу блока разности, последовательно соединенных второго квадратора, входом подключенного к выходу третьего блока отношения, сумматора, третьего квадр тора и четвертого блока произведения, вторым входом подключенного к выходу сумматора а выходом - к второму входу второго блока отношения, четвертого квадратора, входом подключенного к выходу первого блока дифференцирования, а выходом - к второму входу первого блока отношения, и пятого квадратора, входом подключенного к выходу первого отношения, а выходом - к второму входу сумматора.

Изобретение относится к акустико-эмиссионному контролю качества материалов и изделий. Целью изобретения является определение режима работы пары трения. Устройство осуществляет преобразование сигналов акустической эмиссии в цифровую характеристику режима работы, которая отображается на индикаторе и служит для распознавания режима приработки, рабочего режима и режима повышенного износа пары трения. В качестве характеристики режима в устройстве используется интегральное значение квадрата кривизны фазовой траектории акустико-эмиссионного процесса. 2 ил.

J

Фиг. 2.

Ж