Способ определения местоположения источника акустической эмиссии Советский патент 1992 года по МПК G01N29/14 

&

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделии. Цель изобретения - повышение точности. При определении местоположения дефекта используют звукопоглощающий элемент, который вращают вокруг каждого приемника сигнала акустической эмиссии. В момент, когда амплитуда сигнала станет минимальной, определяют положение линии, проходящей через центры приемника и звукопоглощающего элемента. На пересечении полученных линий находят источник эмиссии. 2 ил.

Изобретение относится к контролю материалов с помощью ультразвука и может быть использовано для определения местоположения источника акустической эмиссии в двухмерных, а также на поверхности трехмерных объектов.

Известен способ определения координат источника акустической эмиссии, заключающийся в том, что на поверхности объекта устанавливают ненаправленные приемники акустических волн, подключенные к электронной аппаратуре, определяют моменты прибытия импульсов акустической эмиссии на каждый из приемников и затем, используя связь между скоростью волны, временем ее движения от источника до приемника и расстоянием от источника до приемника, рассчитывают координаты источника акустической эмиссии.

Недостатком этого способа является сложность реализации, поскольку необходимо использовать многоканальную аппаратуру усиления и обработки сигналов акустической эмиссии, позволяющую определять времени прихода импульсов с погрешностью около 1 мкс, и по заданному алгоритму рассчитывать координаты источника эмиссии.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ опре деления координат источника акустической эмиссии, согласно которому поверхность объекта вокруг контролируемой зоны устанавливают несколько направленных приемников поверхностных акустических волн, причем угол раствора диаграммы направленности приемников выбирают таким, чтобы этот угол охватывал всю контролируемую зону. Приемники подключают к многоканальной электронной аппаратуре, с помощью которой измеряют амплитуду и разноси ь времени прибытия импульсов акуVI

&

О

со ю

стической эмиссии на разные приемники и по этой разности с помощью счетно- решающего устройства рассчитывают координаты источника акустической эмиссии.

Недостатком этого способа является низкая чувствительность при контроле зоны значительной протяженности (около 1 м и более). Действительно, если угол раствора диаграммы направленности приемника составляет около 30°, то для охвата контроли- руемой зоны поперечником 1 м расстояние от приемника до зоны контроля должно быть более 3 м. Проходя такое расстояние акустические еолны суа(естаенно ослабляются, а также искажаются вследствие дис- персии 11 многократных отражений (при конгооле пласты оболочек), Это приводит v си ллсмгю тонкости определения йоорди- «аг источник акустической эмиссии, Способ также отличается сложностью реализации так как требует использования сложной электронной аппаратуры.

Целью изобретения является поаыше- ние точности контроля.

Для этого с помощью приемников аку- стмческих поверхностных волн воспринимают волны акустической эмиссии, измеряют их амплитуду, помещают на по- оерхность контролируемого изделия вблизи каждого приемника звукопоглощающий элемент, перемещают каждый из них на поверхности изделия вокруг соответствующего приемника до резкого уменьшения амплитуды колебаний, воспринимаемых каждым приемником, определяют в этот момент линии, проходящие через каждый приемник и соответствующий ему звукопоглощающий элемент, и местоположение источника акустической эмиссии как точку пересечения зтих линий.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема реализации способа.

Устройство содержит звукопоглотитель поверхностных акустических волн, менап- оаалеиный приемник 2 поверхностных акустических волн и соединенный с имп измерительный прибор 3. Звукопоглощающий элемент 1 и приемник 2 установлены на поверхности контролируемого изделия 4 и находятс а акустическом контакте с ним, Звукопоглощающий элемент представляет собой стальную пластину, поверхность которой, соприкасающаяся с поверхностью изделия А, покрыта слоем контактной жид- кости (масла).

Приемник Ј поверхностных акустических волн - многоэлементный клиновый преобразователь, измерительный прибор 3 - электронный осциллограф типа С1-99,

контролируемое изделие 4 - стальная пластина толщиной 3 мм, в которой имеется усталостная трещина, возникшая в результате циклического нагружения. Во время циклического нагружения эта трещина является источником 5 акустической эмиссии. Акустические волны распространяются во все стороны по изделию 4; к приемникам 2 они приходят по акустическим лучам (показаны волнистыми линиями). Звукопоглощающие элементы перемещают по поверхности изделия по замкнутым контурам (указаны пунктирными окружностями), В центре каждого контура находится один из приемников 2.

Способ реализуется следующим образом. С помощью приемников воспринимают поверхностные акустические волны, излучаемые источником 5, Поглотители 1, расположенные в начале в произвольных положениях, не препятствуют акустическим волнам достигать приемников 2 вдоль акустических лучей. Затем элементы перемещают по замкнутым контурам (например, окружностям), причем внутри каждого контура расположен один из приемников 2 В тот момент, когда элемент 1 окажется на акустическом луче, амплитуда волны, воспринимаемой соответствующим приемником, резко уменьшается

На фиг. 2 изображена такая ситуация, когда все поглощающие элементы расположены на акустических лучах, соединяющих источник 5 с приемниками 2, В этот момент определяют направление лучей, проходя щмх через каждый приемник i/i соответствующий ему звукопоглощающий элемент. Точка пересечения этих лучей совпадает с местоположением источника 5

Формула изобретения

Способ определения местоположения источника акустической эмиссии в изделии, заключающийся в ток, что с помощью неподвижно установленных на изделии приемников акустической эмиссии измеряют амплитуду счгнала. с учетом которой опре- Д зтют местоположение источника акусп - ческой эмиссии, отличающийся тем, что с целью повышения точности, используют звукопоглощающей элемент, который перемещают по поверхности изделия вок руг каждого MJ приемников до получения минимума аи плитуды сигнала акустической эмиссии, а местоположение мс очн чка акустической эмиссии определяют как ггчку пересечения линий, проходящих «ер центры соответствующих приемника п зву- narnc- шр ощег элемен 8момен ,1отв«т ;твуга- },} t ишмуму ампли ул,ы сигнала «.. - f:, зской г чссил.

Фиг.1

Фиг. 2