Устройство для контроля состояния конструкций и объектов Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 G01N29/04 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии промышленного оборудования, работающего в условиях вибрации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем выявления локальных дефектов.

На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов построения устройства.

Устройство содержт схему I виброизмерений, включающую вибродатчик 1, последовательно соединенные предусилитель 2, фильтр 3 нижних частот, усилитель 4, детектор 5 и первый индикатор 6, и схему II ультразвуковойэхо-локационнойдефектоскопии (УЗ-дефектоскопии), в которую входят последовательно соединенные элемент 7 развязки, полосовой фильтр 8, усилитель-ограничитель 9 и сумматор 10, последовательно соединенные генератор 11 импульсов, делитель 12 частоты и формирователь 13 импульсов, выход которого под- ключен к второму входу элемента 7 развязки, последовательно соединенные триггер 14, схема И 15, счетчик 16, постоянно запоминающее устройство (ПЗУ) 17, циф- роаналоговый преобразователь (ЦАП) 18, сумматор 10, интегратор 19 и второй индикатор 20, а также элемент 21 компенсации затухания и элемент 22 задержки, При этом второй вход интегратора 19 связан с выходом делителя 12 частоты, входом элемента 21 компенсации затухания и вторыми входами триггера 14 и счетчика 16, второй выход которого через элемент 22 задержки подключен к первому входу триггера 14. Выход генератора 11 импульсов связан с вторыми входами ПЗУ 17 и схемы И 15. Выкод элемента 21 компенсации затухания соединен с вторым входом усилителя-ограничителя 9. Устройство также содержит схему III взвешенного сравнения, включающую потенциометр 23, первый 24 и второй 25 компараторы и источник 26 опорных уровней, соответствующие входы которого соединены с первыми входами компараторов 24 и 25, вторые входы которых связаны с подвижным контактом потенциометра 23, неподвижные контакты которого соединены соответственно с выходами детектора 5 и интегратора 19 (выходы схем I и II). Выход вибродатчика 1 связан с первым входом элеО

ё

ся

ON

Ч)

мента 7 развязки, выход которого соединен с входом предусилителя 2. Выходные сигналы усилителя 4, усилителя-ограничителя 9 и сумматора 10 поступают на дополнительную обработку. Выход первого компаратора 24 служит для выработки сигнала тревоги, а выход второго компаратора 25 - для выработки команды на аварийное отключение объекта (вне устройства).

Устройство работает следующим образом.

Схема I виброизмерений с помощью вибродатчика 1 определяет уровень вибраций и подает его на один из входов схемы III взвешенного сравнения. Схема II УЗ-дефек- тоскопии периодически возбуждает вибродатчик 1, который излучает УЗ-импульсы в конструкцию, воспринимает и преобразует эхо-сигналы, которые в схеме УЗ-дефекто- скопии сравниваются с исходными заранее запомненными сигналами, характерными для бездефектной конструкции. При этом схема II вырабатывает сигнал, пропорциональный изменениям эхо-сигнала и связан- ный с появившимися локальными дефектами конструкции, и подает его на второй вход схемы III взвешенного сравнения. Схема III взвешенного сравнения суммирует сигналы от схемы I виброизмерений и схемы II УЗ-дефектоскопии, придавая большее или меньшее значение тому или другому сигналу. Это устанавливается заранее в зависимости от особенностей объекта или конструкции. Так, например, если для объекта более важно виброустойчивость аппаратуры, а незначительные дефекты конструкции допустимы, то приоритет отдается виброизмерениям. Если же опасными представляются даже малые дефекты конструкции (например, микротрещины винта вертолета), то больший вес придается результатам УЗ-дефектоскопии. По результатам взвешенного суммирования схема lit вырабатывает путем сравнения суммы с заданными пределами команду на сигнал тревоги или аварийное отключение объекта. Частным случаем использования изобретения может быть контроль функционирования самого вибродатчика 1 путем сопоставления его собственной реакции на зондирующий импульс с его же исходными данными. При этом может оцениваться целостность и чувствительность датчика, состояние его контакта с исследуемой конструкцией, прочность крепления и др.

В устройстве предусмотрены выходы сигналов на дополнительную обработку (вне

устройства):

вибросигнала до детектора - для спектрального, корреляционного, вероятностного и других анализов;

усиленного эхо-сигнала - для детального анализа реакции конструкции на зондирующий УЗ-импульс в условиях вибраций;

результ-атов сравнения эхо-сигнала с исходными данными до интегрирования- для оператийной оценки происходящих изменений с локализацией мест дефектов, определения их величины и характера и т.д.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля состояния конструкций и объектов, содержащее схему

виброизмерений с вибродатчиком, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем выявления локальных дефектов, оно снабжено схемой ультразвуковой локационной дефектоскопии (УЗ-дефектоскопии) и схемой взвешенного сравнения, входы которой связаны соответственно с выходами схем виброизмерений и УЗ-дефектоскопии, а в

качестве преобразователя схемы УЗ-дефектоскопии использован вибродатчик схемы виброизмерений.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что схема взвешенного сравнения

выполнена в виде потенциометра, первого и второго компараторов и источника опорных уровней, соответствующие выходы которого соединены с первыми входами первого и второго компараторов, вторые

входы которых соединены с подвижным контактом потенциометра, а неподвижные контакты последнего являются входами этой схемы.

rfc

О

Э

НидоЭ

полн.о8рабо пку

Г-. {Сигнал тревоги Но манда на

отключение

На допопн одрвоЪтку

20

I

79

На дополн ойрайотку

22

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии промышленного оборудования, работающего в условиях вибрации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем выявления локальных дефектов. В устройство, содержащее схему виброизмерений с вибродатчиком, введены схема ультразвуковой эхо-локационной дефектоскопии и схема взвешенного сравнения. В качестве преобразователя схемы ультразвуковой дефектоскопии использован вибродатчик схемы виброизмерений. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

iiJZl--,II-,-.ir-1I