Способ определения месторасположения источников сигналов акустической эмиссии Советский патент 1991 года по МПК G01N29/14 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля координат дефектов в крупногабаритных изделиях по сигналам акустической эмиссии (АЭ).

Цель изобретения - повышение точности за счет выполнения координатной сетки (экрана-дешифратора) в виде пересекающихся семейств гипербол, что исключает математический расчет координат дефектов.

На фиг.1 представлено семейство гипербол, в фокусах которых расположены преобразователи АЭ, на фиг 2 - блок-схема устройства для реализации способа определения месторасположения источников сигналов АЭ, соответствующая первой схеме расположения преобразователей АЭ (в одну

линию); на фиг.З - координатная сетка, соответствующая второй схеме расположения преобразователей АЭ (по вершинам квадрата)

Устройство для реализации способа определения месторасположения источников сигналов АЭ содержит экран-дешифратор 1, выполненный из гибкого прочного материала, например брезента, на котором нанесена координатная сетка 2 или координатная сетка 3 Экран-дешифратор 1 снабжен отверстиями 4 в узлах сетки 2 и 3 для отметки координат дефектов на поверхности объекта контроля (не показан) табличками 5 (надписями на экране-дешифраторе 1) с шифрами ячеек координатной сетки и посадочными местами для установки преобразователей 6-9 АЭ с указанием их порядковых номеров Устройство содержит также блок

О 00

О

СО

10 (прибор) определения очередности приема сиг налов АЭ преобразователями 6-9 АЭ и разности времени их приема. Блок 10 соединен входами с соответствующиими преобразователями АЭ. Семейство гипербол, изображенное на фиг.1, служит для пояснения единства двух видов гиперболических координатных сеток 2 и 3. Семейство гипербол построено с шагом, равным 1/20 базы преобразователей АЭ. Положение источника 11 АЭ (дефекта) определяется пересечением двух гипербол (каждая из которых соответствует своей паре преобразователей 6,7 или 8,9 сигналов АЭ). Параметры гипербол определяются по измеренным разностям воемени приема сигналов АЭ преобразователями 6-9 АЭ В дальней зоне гиперболы имеют наименьшую кривизну и могут быть аппроксимированы асимптотами, построенными из середины базы между преобразователями б и 7 сигналов АЭ под углами р-

arc(), где 1-0,1,2...9.

Способ определения месторасположения источников сигналов АЭ осуществляют следующим образом.

Заготавливают необходимый набор экранов-дешифраторов 1 в зависимости от формы и габаритов контролируемых изделий и требуемой точности определения координат дефектов. Координатную сетку 2 и 3 экрана-дешифратора 1 выполняют в виде пересекающихся семейств гипербол, построенных относительно двух пар фокусов, совпадающих с посадочными местами 6,7 и 8,9 под преобразователи, расположенными или в ряд по одной прямой, или по вершинам квадрата и чередующимися с шагом, равным 1/20 базы каждой пары преобразователей 6,7 и 8,9. Ячейки координатной сетки 2 и 3 кодируют двумя двузначными числа, знаки первого из которых соответствуют номерам преобразователей, принявших сигнал первыми, и очередности приема сигналов, второго - величине разностей времен прихода сигналов и условной последовательности баз пар преобразователей 6-9. В случае применения схемы расположения преобразователей в одну линию образуется меньшее, чем при схеме расположения преобразователей по вершинам квадрата, разнообразие секторов приема. Их всего два вместо восьми. Поэтому достаточно двух однозначных чисел для их обозначения. На фиг.2 два сектора обозначены цифрами 2 и 3. Вторые знаки возможных здесь чисел в расчет не принимаются. Система индексации ячеек остается единой для обеих координатных сеток. Накладывают на поверхность обьркта контроля экран-дешифратор 1 (координатную сетку), располагают в посадочных местах спгки четыре прообра зователя 6- 9

На одной линии с преобразователями

6,7 и 8,9 сигналов АЭ вне их базы устанавливают вспомогательный преобразователь, генерируют короткие зондирующие импульсы, имитирующие сигналы АЭ. Ориентиру0 ясь на показания цифровых индикаторов блока 10 определения очередности приема сигналов АЭ и разности времен их приема регулируют частоту следования зондирующих импульсов так,чтобы показания соот5 ветствующих индикаторов были одинаковые и равны числу 9, такая тактовая частота соответствует квантованию баз преобразователей сигналов АЭ на десять частей, что необходимо для принятой системы

0 кодирования.

Инициируют источники сигналов АЭ в объекте контроля путем нэгружения объекта испытательной нагрузкой, например, фиксируют моменты времени сигналов АЭ на

5 преобразователи 6-9, измеряют разности времен их прихода, по ним определяют ячейку координатной сетки, на месте которой на объекте контроля находится источник АЭ.

0 Координатную сетку, соответствующую расположению преобразователей 6-9 сигналов АЭ в одну линию, применяют для обнаружения источников сигналов АЭ на больших площадях в дальней зоне приема

5 преобразователей. Ячейки этой координатной сетки выполняют соизмеримыми по площади со всей координатной сеткой, соответствующей второй схеме расположения преобразователей 6-9 сигналов АЭ по вер0 шинам квадрата.

Сначала источники АЭ определяют при помощи крупной координатной сетки, отмечают вершины соответствующей ячейки, затем на это место накладывают более

5 мелкую координатную сетку и определяют точные координаты источника АЭ. Координатные сетки с пронумерованными ячейками выполняют роль экрана прибора, на котором отражаются координаты источни0 ков АЭ. Связь прибора с экраном осуществляют через оператора, который считывает с цифрового индикатора прибора его показания и переносит их на координатную сетку в результате визуального обнаружения на

5 ней аналогичных цифр.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность определения координат дефектов за счет применения гиперболических координатных сеток двух типов

Формула изобретения

Способ определения месторасположения источников сигналов акустической эми- сии, заключающийся в том, что накладывают на поверхность объекта контроля координатную сетку на гибкой основе, располагают в посадочных местах сетки четыре преобразователя, фиксируют моменты времени прихода сигналов на преобразователи, измеряют разности времен их прихода и по ним определяют ячейку координатной сетки, на месте которой на объекте контроля находится источник акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, коорди

5

нзтную сетку выполняют в виде пересекающихся семейств гипербол, построенных относительно двух пар фокусов, совпадающих с посадочными местами под преобразователи, расположенными или в ряд по одной прямой, или по вершинам квадрата, и чередующимися с шагом, равным 1 /20 базы каждой пары преобразователей, а ячейки координатной сетки кодируют двумя двузначными числами, знаки первого из которых соответствуют номерам преобразователей, принявших сигналы первыми, и очередности приема сигналов, второго - величине разностей времен прихода сигналов и условной последовательности баз пар преобразователей.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для контроля координат дефектов в крупногабаритных изделиях по сигналам акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретения является повышение точности за счет выполнения координатной сетки (экрана-дешифратора) в виде пересекающихся семейств гипербол, что исключает математический расчет координат дефектов. Координатную сетку строят относительно двух пар фокусов, совпадающих с посадочными местами под преобразователи АЭ, расположенными или в ряд по одной прямой, или по углам квадрата. Координатную сетку с расположенными в ряд преобразователями АЭ используют для контроля источников АЭ на больших площадях. Координатную сетку с расположением преобразователей АЭ по углам квадрата используют на малых площадях для более точного определения координат источников АЭ. 3 ил. м Ё

Фиг, i