Устройство для контроля изделий по сигналам акустической эмиссии Советский патент 1992 года по МПК G01N29/14 

Изобретение касается неразрушающих испытаний акустико-эмиссионным методом (АЭ-методом) и может быть использовано для контроля состояния и качества материалов и изделий

Известно устройство для контроля из- делий АЭ-методом с системой непрерывного самоконтроля по цепи: излучающий датчик - контролируемое изделие - приемный датчик - предусилитель содержащий установленный на контролируемом изделии приемный датчик, широкополосный пред- усилитель, полосовой фильтр, усилитель, блок измерения параметров сигналов, многоканальный самописец. Эти узлы образуют общеизвестный прибор акустической эмиссии (АЭ). К выходу предусилителя подключен также второй полосовой фильтр, полоса пропускания которого не перекрывается полосой пропускания фильтра в канале АЭ. Этот фильтр предназначен для выделения сигналов самоконтроля которые поступают

в усилитель сигналов самоконтроля, а с его выхода - на амплитудный детектор и затем на один из каналов самописца, а также на схему сигнализации об отсутствии сигналов самоконтроля Сигналы самоконтроля вырабатываются генератором и через излучающий датчик вводятся в изделие Генератор вырабатывает сигналы синусоидальной формы, частота которого находится в пределах полосы пропускания предусилителя и второго фильтра, но за пределами полосы пропускания фильтра в канале измерения параметров сигналов АЭ

Известно также устройство УЗК-диагно- стики с проверкой качества контактного соединения зонда с контролируемой деталью, содержащее прокладку из прозрачного материала, которая через соединитель установлена на поверхность обьекта контроля, источник света, освещающий соединитель через прокладку, приемник, воспринимающий отраженный свет от соединителя, и

сл С

|

I СО

о

сл

О

блок контроля, подключенный к приемнику, а также канал контроля диагностического сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля изделий АЭ-методом, содержащее последовательно соединенные основной электроакустический преобразователь (ЭАП), предусилитель, блок фильтров, основной усилитель и блок обработки, излучающий преобразователь и генератор импульсов, выход которого подключен к излучающему преобразователю, дополнительный ЭАП, усилитель и блок регулировки усиления усилителя, выход которого подключен к второму входу основного усилителя, а дополнительный ЭАП выполнен на одном основании с основным ЭАП и излучающим преобразователем.

Недостатком известного устройства является отсутствие оценки толщины1 контактной среды и пеоекосов между ЭАП и поверхность изделия, отсутствие контроля ста См пьн ости и воспроизводимости аТ устй- ческого контакта

Цель изобретения - повышение достоверности АЭ-контроля за счет автоматического определения типа материала контролируемого изделия.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено соединенными последовательно первым генератором первым детектором, дифференциальным усилителем, двухпороговым компаратором и мнди- катором положения преобразователя, соединенными последовательно вторым генератором блбка преобразования сигналов й- дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя соединен с третьим входом блока преобразования сиг- 1 налов, второй выход двухпорогового компа- ратора соединен с четвертым входом блока Преобразования сигналов, а датчики контакта преобразователя выполнены в виде плоских катушек, расположенных в рабочей плоскости преобразователя и включены со- ответственно в контур первого и второго генераторов.

На фиг 1 представлена структурная схема устройства, где Unp - сигнал разностный (перекоса датчиков контакта), UXM сигнал, характеризующий материал изделия; иаэ сигнал быстрспротекающего процесса АЭ в материале; U«i - сигнал компаратора (готовность или прерывание стабильности контактных условий), на фиг. 2 представлены опорные графические характеристики в памяти блока вычисления и регистрации, где 1 - медь, 2 - нержавеющая сталь; 3 алюминий; 4 -сталь; h0 - начальное расстояние от плоской катушки до поверхности

изделия,

Устройство содержит соединенные последовательно преобразователь 1 сигналов АЭ, предварительный усилитель 2, фильтр 3, основной усилитель 4, блок 5 преобразования сигналов, блок 6 вычисления и регистрации и размещенные в корпусе 7

0 преобразователя 1 два датчика 8, 9 контакта преобразователя 1 с изделием Кроме того, устройство снабжено соединенными последовательно первым генератором 10, пер- , вым детектором 11, дифференциальным

5 усилителем 12, двухпороговым компаратором 13, индикатором 14 положения преобразователя, а также вторым генератором 15, вторым детектором 16, соединенным со вторыми входами блока 5 преобразования сиг0 налов и дифференциального усилителя 12 Выход дифференциального усилителя 12 соединен с третьим входом блока 5 преобразования сигналов, а второй выход двухпорогового компаратора 13 соединен с

5 четвертым входом блока 5 преобразования сигналов Датчики 8, 9 контакта преобразователя с изделием выполнены в виле плоских катушек, расположенных в рабочей плоскости преобразователя 1 на одном ос0 новзчии - протекторе 17 Датчики 8, 9 контакта электрически включены соответственно в контур первого и второго генераторов 10 15

Устройство работает следующим обра5 зом.

Электрические сигналы с преобразователя 1 сигналов АЭ через предварительный усилитель 2, фильтр 3, основной усилитель 4 поступают в блок 5 преобразования сигна0 лов, где производится оцифровка сигнала Узэ. Блок 6 вычисления и регистрации считает оценку и регистрацию оцифрованного сигнала Цаэ достоверной только при наличии сигнала компаратора 13 UKr - готов5 ность контактных условий преобразователя I По этому же сигналу в блоке 6 вычисления и регистрации фиксируется время вступления преобразователя 1 в контакт с изделием и продолжительность контакта При задан0 ном и контролируемом усипии прижима преобразователя 1 известных веществе акустической среды температуре на поверхности изделия и прочных начальных условиях на выходе второго детектора 16 на пряжение

5 UXM будет определенное, характеризующее тип материала изделия, которое после оцифровки в блоке 5 преобразования сигналов в соответствия с характеристикой, например 2 (фиг. 2), идентифицируется в блоке 6 вычисления и регистрации с материалом

нержавеющая сталь. Значения 1)Хм выше или ниже идентифицируются по другим характеристикам 1,3,4 (фиг. 2) и соответствуют материалам медь, алюминий, сталь или другим. Состояние перекоса плоскости про- тектора 17 преобразователя 1 контролируется в некоторых пределах, не выходящих за уровни действия сигнала UKr, с помощью сигнала Unp, поступающего на оцифровку в блок 5 преобразования сигналов с выхода дифференциального усилителя 12 При перекосе поверхности протектора 17 (непараллельность поверхнос ги изделия) одна из плоских кэтушек датчиков 8, 9 контакта удаляется от поверхности дальше другой, что вызывает большее изменение сигнала в одном из детекторов 11, 16, и следовательно, изменяется сигнал разности Unp относительно заданного электрическим разбалан- сированием начального Ли при строго параллельном расположении плоских катушек датчиков 8, 9 контакта к поверхности изделия Изменение амплитуду сигнала UXM отражает потери мощности высокочастотного поля в материалах различных ти- пов при фиксированном расстоянии до поверхности изделия Визуально правильная установка преобразователя 1 контролируется индикатором 1.4 положения, например зеленым и красным светодиода- ми. Таким образом, после разрешающего сигнала UKr блок 6 вычисления и регистрации циклично обрабатывает оцифрованные сигналы в последовательности Unp -HJxM -HJaa, автоматически фиксируя данные в ре- альном масштабе времени формируя-исследовательскую базу данных при множественных переустановках преобразователя на изделиях на различных материалов.

Изобретение позволяет повысить достоверность акустико-змиссионного контроля за счет автоматического определения типа материала контролируемого изделия Формула изобретения Устройство для контроля изделий по сигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь, предварительный усилитель, фильтр, основной усилитель, блок преобразования сигналов и блок вычисления и регистрации и размещенные в корпусе преобразователя два датчика контакта преобразователя с изделием, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности акустико-эмиссионного контроля за счет автоматического определения типа материала контролируемого изделия, оно снабжено соединенными последовательно первым генератором, первым детектором дифференциальным усилителем, двухпоро- говым компаратором и индикатором положения преобразователя, соединенными последовательно вторым генератором и вторым детектором, соединенным с вторыми входами блока преобразования сигналов и дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя соединен с

третьим входом блока преобразования сигналов, второй выход двухпорогового компаратора соединен с четвертым входом блока преобразования сигналов, а датчики контакта преобразователя выполнены в виде плоских катушек, расположенных в рабочей плоскости преобразователя, и включены соответственно в контур первого и второго генераторов.

Изобретение касается неразрушающих испытаний акустико-эмиссионным методом и может быть использовано для контроля состояния и качества материалов и изделий Целью изобретения является повышение достоверности за счет автоматического определения типа материала контролируемого изделия На протекторе 17 преобразователя 1 расположены два датчика 8, 9 контакта преобразователя, выполненные в виде двух плоских катушек, включенных соответственно в контур первого и второго генераторов 10, 15 2 ил

фие1

Фив. 2,