Многоканальное устройство для определения зоны расположения и координат дефектов Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразру- глакядему контролю с помощью сигналов акустической эмиссии и может быть использовано для определения зоны расположения и координат дефектов в протяженных объектах.

Цель изобретения - повышение достоверности за счет учета реального расположения преобразователей на протяженном объекте.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - прин- 11 1пиальная схема блока формирования уровня дискриминации.

Многоканальное устройство для определения зоны расположения и координат дефектов содержит в каждом канале последовательно соединенные преобразователь 1, усилитель 2, формирователь 3, первую схему 4 совпадения, счетчик 5 и вторую схему 6 совпадения, остальные входы которой

соединены с выходами счетчиков каналов . Устройство также содержит общие для всех каналов последовательно соединенные первый коммутатор 7, входы которого соединены с выходами вторьЕХ схем 6.1-6.П совпадения, оперативно-запоминающий блок 8, вычислительный блок 9 и блок 10 регистрации, блок 11 управления, выходы JCOTO- рого подключеш) соответственно к вторым входам первых схем 4.1-4.П совпадения, счетчиков 5.1-5.п,оператив- но-запоминаюидаго блока 8 и вычислительного блока 9, второй 12, третий 13 и четвертый 14 коммутаторы, п входов каждого из которых соединены с соответствующими выходами первых схем 4.1-4.П совпадения, а ()-й в ч - с соответствукщим выходом вычислительного блока 9, блок 15 определения разностей времен прихода, входы которого соединены с выходами

О1

го

сд

О1

а

второго 12, третьего 13 и четвертого 14 коммутаторов, а выход - с третьим входом вычислительного блока 9. Устройство также содержит блок 16 формирования уровня дискриминации, входы которого подключены к выходам усилителей 2.1-2.П каждого канала соответственно, а выход соединен с дополнительными входами формирова- телей 3.1-3.п. Позициями 17-28 обозначены элементы блока 16 формирования уровня дискриминации

Блок 16 формирования уровня дискриминации (фиг.2) выполнен на ре- зисторах 17.1-17.п, 20, 21, 22, 24 и 27, конденсаторе 26, диодах 19.1 - 19.п и 25 и на операционных усилителях 18.1-18.п, 23 и 28. Резисторы 17.1-17.П установлены на входе бло- ка 16 формирования уровня дискриминации и соединены с прямыми входами операционных усилителей 18.1-18.п соответственно, инверсные входы которых подключены параллельно через диоды 19.1-19.п к выходам операционных усилителей в цепь отрицательной обратной связи и через делитель напряжения на резисторах 20 и 21 - к прямому входу операционного усилителя 23. Выход последнего через диод 25 соединен с одним из контактов запоминающего конденсатора 26 и резистора 27, соединенных с общим проводом, а также с прямым входом операционного усилителя 28, охваченного глубокой отрицательной связью. К прямому входу операционного усилителя 23 подключен резистор 22, другой контакт которого соединен с общим проводом. Инверсный вход операционного усилителя 23, охваченного глубокой отрицательной обратной связью, подключен через резистор 24 также к общему проводу.

Многоканальное устройство для определения зоны расположения и координат дефектов работает следующим об образом.

Сигналы акустической эмиссии,возникающие в месте расположения дефек- та, преобразуются в электрические сигналы пьезопреобразователями 1.1 - 1.п (фиг.1), расположенными в зоне действия сигнала. Усиленные в блоках 2.1-2.П сигналы формируются по форме и амплитуде для дальнейшей обработки в формирователях 3.1-З.п, для управления которыми с выхода бло

Q

Q 5

50 55

0

40

45

ка 16 формирования уровня дискриминации поступает сигнал, пропорциональный максимальной амплитуде сигналов в каналах устройства. Формирование этого сигнала происходит следующим образом.

На входы блока 16 формирования уровня дискриминации поступают сигр налы с выходов усилителей 2.1-2.П каждого канала, в результате чего один из операционных усилителей 18.1-18.П, на вход которого поступил сигнал максимальной амплитуды, оказывается охваченным глубокой отрицательной обратной связью. На выходах остальных операционных усилителей устанавливается отрицательное напряжение, и диоды на их выходах остаются закрытыми. Открывается только тот диод, который соединен с выходом охваченного отрицательной обратной связью операционного усилителя, и сигнал максимальной амплитуды через делитель напряжения на резисторах 20 и 21 поступает на прямой вход операционного усилителя 23,Помимо этого, на прямой вход усилителя поступает сигнал начального уровня дискриминации с резистора 22, который суммируется с сигналом максимальной амплитуды. Кроме выполнения операции суммирования операционный усилитель 23 снижает выходное сопротивление цепи, благодаря чему суммарный сигнал заряжает формирующий конденсатор 26 за время действия сигнала максимальной амплитуды. Разряд конденсатора происходит з течение нескольких серий импульсов до начального уровня дискриминации через разрядный резистор 27, в результате этого на выходе операционного усилителя 28 устанавливается сигнал, пропорциональный максимальной амплитуде сигналов в каналах устройства, фронт затухания которого определяется характеристиками формирующего конденсатора 26 и резистора 27.

С выходов формирователей 3.1-З.п на дальнейшую обработку поступают наиболее достоверные сигналы высокого уровня без шумового фона, величина которого пропорциональна амплитуде сигнала.

Через первые схемы 4.1-4.П совпадения , на вторые входы которых из блока 11 управления поступают стробимпульсы данного цикла работы устро ства, сигналы проходят на счетчики 5,1-5.п, где осуществляется подсчет общего числа импульсов лкустиче- кой эмиссии.

При совпадении числа импульсов акустической эмиссии в каналах, принимающих сигналы из одной зоны контроля, на выходах вторых схем 6.1 - 6.П совпадения формируется признак выбора зоны расположения преобразователей, который с помощью коммутатора 7 через оперативно-запоминающий блок 8 передается в вычислительный блок 9. Последний через второй 12, третий 13 и четвертый коммутаторы осуществляет подключение трех выбранных каналов, принимающих сигналы из зоны расположения дефекта,к блоку 15 определения разностей времен прихода, с выхода которого цифровые коды поступают в вычислительный блок 9. В вычислительном блоке осуществляется расчет координат дефектов, которые затем передаются в блок 10 регистрации и регистрируются .

Таким образом, за счет использования блока формирования уровня дискриминации и учета реального расположения преобразователей на объекте, ь устройстве осуществляется выделение каналов, принимающих сигналы из зоны расположения дефектов, что повышает достоверность расчета их координат. Формула изобретения

Многоканальное устройство для определения зоны расположения и коорди1;ат лефекТ -: . j ка- ...ч ка.. але поел еден ат ел т- ко сС СДИиениь:С феобразоватерь, усилитель, «iopMii- рователь, первую схему С - Яп; :; ник и счетч - к, общие для ясех кан-глов послеч тельно сордин.еиные Г ерв1лй коммуТс1 Гор ; оператинно-запоминаюогий блок, выччс.г1ительный блок и блок регистрациг, блок управления, виходы которого . цключены соответс венно к вторым ь;.одам первых схем совпадения, счетчиков, опер 1тивчо-запо- минающегс Ьлока и вычислительного

блока, В ; р:;й, третий и четворпп коммутатс м, п входов каждого из тормх соединены с ссответствуьощими выхода С пепзых г.хем совпадения, а (п+1)-1 вход - с соотвегс вук1щим E.Jходом вычислительного блока, и ...ок опред{1)1С-Г1.я .. азностей времен прихода, ВХОД1 .iToporo соединен - с вь.ходами BTo;,v:.ro, третьего и ч ствер- того комм атороБ, а вьп;сд - грстьим входом BtJUHCiiHTejibHor.- 6riuKa, отличающееся тем, что, с целью поььдиения достоверности, формировател, каждого канала Лг.поинеНЫ с ДОПОЛК-; ; .: ЪМ ТМ i toririr-i , yCTptiHство снабжьг. в каждс . t канале второй схемой I. о эпаденим вх-)ды коюрой соо. динены с выходами ei чиков кана- лг Л, а выход соедиг еи г .мз.отиетст- вxoдc ;-;ервого комтт .iTopa, п сзбицтм для всс. i4rir. i;ioH олоком формирования уровня д;;скрим11 1у- И, вхо-- ды которог о подк.Ричены .. выходам усили i tJiert каждого i анз та, а иыход к дополнитЬлЬ Гг,1М BXi . V-b- дЗОр ЬфОВа

Tejieii.

t- г.1 11

иг.1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля с помощью сигналов акустической эмиссии. Целью изобретения является повышение достоверности за счет учета реального расположения преобразователей на протяженном объекте. В устройстве используется блок формирования уровня дискриминации, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный максимальной амплитуде сигналов в каналах устройства. Дискриминация сигналов осуществляется в формирователях каждого канала, в результате этого дальнейшей обработке подвергаются сигналы только из зоны расположения дефектов. 2 ил.