Способ определения напрявления на источник акустических сигналов Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразру- шающему контролю и может быть использовано для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии (АЭ) к месту их приема в изделиях из листовых материалов.

Цель изобретения - расширение области применения способа за счет определения направления на источник как дискретного, так и непрерывного действия.

На чертеже показана схема расположения точек измерения для осуществления предлагаемого способа при помощи трех акустических приемников,

где 1,2 и 3 - точки измерения акустического сигнала; 1 и 3 - первая пара точек;

2 и 3 - вторая пара точек; Ц - угол меящу направлением на акустический источник и прямой, проходящий через точки измерения первой пары точек 1 и 3; b - расстояние между точками измерения первой пары точек 1 и 3; bj - расстояние между точками измерения второй пары точек 2 и 3. Cj - скорость звука на поверхности объекта. Способ осуществляют следующим образом.

Акустические колебания в виде волн деформаций и механических напряжений.

сд

00

сд

сд

генерируемых акустическим источником распространяющиеся по поверхности исследуемого объекта регистрируются на объекте в точках 1, 2 и 3, из которых образованы две взаимно перпендикулярные пары точек 1 и 3 и 2 и 3. Точки 1, 2 и 3 расположены так, чтобы расстояние между любыми из них не превьшало половины минимальной длины волны частотного диапазона (в том числе расстояние между точками 1 и 3

первой пары, равное Ь ,

и расстояние между точками 2 и 3 второй пары, равное bj ). В

этом случае все точки 1,2 и 3 измерения в любой момент времени находятся в пределах одной полуволны. Значения акустического сигнала U

1

Uj и и 3

в точках 1,2 и 3 являются функцией времени. Разность мгновенных значений акустического сигнала U U , -U 3 в точках 1 и 3 первой пары пропорциональна величине b/jcostf, являющейся проекцией базового расстояния b пары 1 и 3 на направление на источник акустических колебаний, а разность точек мгновенньпс значений сигнала dU 4 Uj-U3 пары точек 2 и 3 пропорциональна величине Ь sin(f, являющейся проекцией базового расстояния Ъ пары 2 и 3 на направление на акустический источник. Коэффициентом точек пропорциональности является крутизна фронта акустического сигнала в месте расположения точек 1,2 и 3 измерения или (иными словами) градиент деформаций и механических напряжений в акустическом сигнале. Таким образом

ли, grad U b, созц), 4Uj grad U b. sinip, откуда следует, что

Ч. arctg . dU ,- b

Повышение точности определения направления на акустический источник изобретения достигается тем, что регистрация угла (f во времени производится не непрерывно, а в те моменты времени, когда разности ли,, и (или) лиг принимают экстремальные значения. В этом случае градиентные параметры в акустической волне экс

5

5

0

5

0

5

0

5

тремальны и точность определения угла f максимальна.

Повьшениё помехозащищенности от низкочастотных акустических помех при определении направления на акустический источник в изобретении достигается тем, что регистрация угла во времени производится не непрерывно, а в те интервалы времени, когда абсолютное значение разности мгновенных значений сигналов первой пары ли или второй пары dU больше некоторой заданной пороговой величины Up. В этом случае низкочастотные акустические колебания, имеющие низкие значения градиентных параметров в акустической волне, не превьщтающие порогового значения, регистрироваться не будут. Регулируя значение пороговой величины Up, можно установить нижнюю границу требуемого частотного диапазона акустических колебаний, в результате чего избавиться от низкочастотных акустических помех.

Способ определения направления на акустический источник позволяет учитывать дифференциальные градиентные параметры в акустической волне, а также распределение механического воздействия по площади на механическом входе устройства, реализующего способ, обеспечивает возможность определять направление на акустические источники как дискретного, так и непрерывного действия (в том числе нестационарные).

Формула изобретения

Способ определения направления на источник акустических сигналов, заключающийся в том, что на поверхности объекта размещают две взаимно перпендикулярные пары-преобразователей и регистрируют амплитуду сигналов каждого преобразователя, по которой судят о направлении на источник акустических сигналов, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применения, расстояние между любыми преобразователями каждой пары выбирают не более половины минимальной длины волны частотного диапазона, определяют разность текущих значений сигналов для каждой пары преобразователей, а направление на источник акустических сигналов определяют в моменты

51585750

времени, когда разность текущих зна- из пар принимает экстремальное значений сигналов по крайней мере одной чение.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии (АЭ) в изделиях из листовых материалов. Целью изобретения является расширение области применения за счет определения направления на источник как дискретного, так и непрерывного действия. Расстояние между преобразователями взаимноперпендикулярных пар выбирают не более половины минимальной длины волны частотного диапазона. Регистрируют разность амплитуд каждой пары преобразователей, а определение направления на источник производят в моменты времени, когда разность амплитуд сигналов по крайней мере одной из пар принимает экстремальное значение. 1 ил.