Способ контроля роста трещин в образцах материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N29/14 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для диагностики разрушения материалов и изделий с применением метода акустической эмиссии (АЭ) в условиях воздействия электрических, электромагнитных и механических помех.

Известен способ выделения сигналов АЭ оттрещины из импульсных и флюктуаци- онных помех, заключающийся в том, что выделяют первую полуволну сигнала АЭ, компенсируют уровень шумов уровнем смещения и путем сравнения длительности и крутизны эталонных импульсов с принятыми и пронормированными по амплитуде выделяют сигналы АЭ от трещины.

Известен также способ повышения надежности регистрации сигналов АЭ, заключающийся в применении электромеханического и светового преобразователей в измерительном тракте.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля роста трещин, заключающийся в том, что на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы акустической эмиссии, по которым судят о контролируемом параметре.

Недостатком способов является незащищенность их от влияния на результаты измерений различного рода промышленных помех: электромагнитных, электрических по сети питания, механических в процессе работы машин и установок в пределах частотной полосы измерения.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерений за счет исключения помех.

Поставленная цель достигается тем, что на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы A3, выявляют зоны образца, в которых зарегистрированы наименьшие и наибольшие значения сигналов АЭ, устанавливают преобразователи АЭ в этих зонах на расстоянии один от другого, при котором разность между временами прихода сигналов помехи меньше времени регистрации одного акта АЭ. а о .росте трещины судят по разности сигналов от этих преобразователей.

На фиг,1 приведена функциональная блок-схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - типовые размеры образца, который применялся при исследовании трещиностойкости стали, а на фиг.З - аку- стограммы, полученные в ходе экспериментальных исследований (фрагмент).

Устройство содержит испытательную камеру 1, в которой расположен образец 2, нагружаемый до необходимой величины нагрузки, которая фиксируется жесткой упругой вставкой. Образец фиксируют на волноводе сигналов АЭ 3. После герметизации камеры 1 крышкой 4, в нее подается рабочая среда и создаются необходимые условия испытаний. После этого используются одинаковые по типу принимаемой волны и амплитудно-частотной характеристике (или максимально близкие по этим требованиям) преобразователя сигналов АЭ 5, сигналы с которых последовательно подаются на предварительный усилитель б, блок фильтров 7 и блок обработки сигналов АЭ 8, аналоговые выходы которого соединены с быстродействующим регистратором 9. Перед началом измерений производится калибровка чувствительности измерительной цепи на сигналы АЭ от трещины и сигналы АЭ от различных помех и устанавливается путем подбора уровня дискриминации и коэффициента усиления, одинаковые значения ее по обеим измерительным трактам.

Измерение сигналов АЭ от трещины из камеры через волновод и все поступающие на образец, волновод и преобразователь АЭ вместе с соединительными кабелями электромагнитные и механические помехи, а также выбросы по питающей измерительные

блоки сети, регистрируются в совокупности по своему (например, первому) измерительному тракту. Для этого производят его настройку на сигналы трещины, имитируя их

источником Хсу-Нельсена или зондом-имитатором, добиваясь максимальной чувствительности.

Сигналы АЭ, вызванные воздействием только указанных типов помех без сигналов

0 АЭ от трещины или с таковыми, но е самой минимальном их восприятии, которое количественно оценивается во время проведения калибровки чувствительности с помощью имитации «Э от трещины, также

5 регистрируются по отдельному тракту {блоки 6, 7 и 8 второго тракта).

Устройство работает следующим образом.

При воздействии любого типа помехи в

0 обеих измерениях синхронно пройдет одинаковый по амплитуде (или больший во втором измерении по сравнению с первым, так как оно более чувствительно может реагировать на АЭ помехи) сигнал АЭ. При росте же

5 трещины, в момент отсутствия действия помехи, сигнал АЭ пройдет в первом измерении и будет отсутствовать (или минимальным с известной пропорцией, установленной при калибровке) во втором из0 мерении. что дает возможность его легко выделить на зкустограмме,

В качестве первичных преобразователей в устройстве использовались узкополосные пьезодатчики с полосой пропускания

5 180-260 кГц, а полоса пропускания блока фильтров быпа в пределах 160- 350 кГц. Коэффициент усиления обеих измерительных трактов 84 дБ, уровень дискриминации 0,4 3 чувствительность аналоговых входов

0 прибора Н338 (4-0,4 В/см). Источником сигналов Хсу-Нельсена служили стеклянные капилляры диаметром 0,8 мм с толщиной стенки 0,1 мм. Огибающая сигналов АЭ фиксировалась за период времени 1 мс. Место

5 установки ПАЭ второго канала согласно описанной выше методике выбора места - фланец крепления крышки камеры. Усиление прижима преобразователей 10-20 Н, контактная среда - машинное масло.

0 Формула изобретения

Способ контроля роста трещин в образцах материалов, заключающийся в том, что на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы зкустичв5 ской эмиссии, по которым судят о контролируемом параметре, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности, выявляют зоны образца, s которых зарегистрированы наименьшие и наибольшие значения сигналов акустической эмиссии, устанавливают преобразователи акустической эмиссии в этих зонах на расстоянии один от другого, при котором разность между временами прихода сигналов помехи меньше времени регистрации одного акта акустической эмиссии, а о росте трещины судят по разности сигналов от этих преобразователей

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к диагностике разрушения материалов и изделий с помощью метода акустической эмиссии (АЭ). Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерений сигналов акустической эмиссии - достигается за счет оптимальной обработки принимаемых двумя преобразователями сигналов АЭ. Способ заключается в измерении сигналов АЭ от трещины совокупно из сигналов помех и сигналов АЭ от воздействия одних лишь промышленных помех из области наименьшего воздействия сигналов АЭ от тре- щины. Сигналы измеряются по двум измерительным трактам и путем вычитания значений измеренных сигналов помехи из смеси полезного сигнала с помехой получают достоверный сигнал роста трещины в образце материала. Способ позволяет производить измерения АЭ, в условиях воздействия любой промышленной помехи или комплексного их воздействия. 3 ил.

Фцг.4

9V./

Т

/У/:/