Способ контроля качества изделий по сигналам акустической эмиссии при циклическом нагружении Советский патент 1978 года по МПК G01N29/04 

второй вариант; на фиг. 4 - то же, третий вариант, Изобретете основано на том, что при Циклическом нагружении число сигналов акус тической эмиссии на участке спадающей на грузки много меньше числа сигналов эмиссии на участке возрастающей нагрузки тогда как число сишапов акустических помех на этих симметричных участках приблизительно одинаково (на участках б-в и д-е кривые |1 и Ш совпадают). Те же закономерности набпюдяются по отношению к интенсивности или друП1м параметрам сигналов акустической эмиссии. Устройство, блок-схема которого изображена нв фиг. 2, предназначено цпя реализации предлагаемого способа в случае, если об работка сигналов гфоизводится в цифровом виде (счет импульсов). Устройство содержит акустический связанный с контролируемым изделием .приемный электроакустический преобразователь 1, последовательно соединен ные электронный усилитель 2, формировател 3,нормальноразомкнутый управляемый электронный ключ 4 и реверсивный ци4ровой сче чик 5 импульсов (измерительная часть устройства). Тензодатчнк 6 и усилитель 7 образуют блок, позволяющий вводить в устройство информацию о деформации изделия в виде аналогового электрического сигнала. При iieo6ходимости этот блок может быть заме1юн другим устройством, выпопняюшим ту жв ||ункцию. к выходу усилителя 7 подключены входы компараторов 8 и 9. Вторью входы компараторов 8 и 9 подключены к схемам 10 и 11 плавной регулировки потенциалов соответстпеиио. Выходы компараторов 8 и 9 подключены через схему ИЛИ 12 к управляющему входу нфмш1ьно-разомкнутого электронного ключа 4.К выходу усилителя 7 подключеньг также входы пиковых детекторов 13 и 14, к которым подключены усилители-формирователи 15 и 16 соответственно (можно использовать триггеры Шмидта). К выходам усилителей-формирователей подключены диф|{)еренцирующие цепи 17 и 18 соответственно, к их выходам подключены управляющие входы 1:ю1уэрслвного цифрового счетчика 5 импульсов. Выходы компараторов 8 и 9 через диффе ренцирующие цепи 19 и 2О подключены к входам импульсов сброса пиковых детекторо 14 и 13 соответсТЕЮНно, Блоки 6-2О образуют cxONty управления устройства. Устройство работает следующим образом О гналы акустической эмиссии принимаю ся электроакустическим преобразователем 1 и преобразуются им в электрические сигналы, усипи ль 2 усиливает их до требуемой величины, формирователь 3 формирует из них прямоугольные импульсы, которые поступают на вход управляемого электронного ключа 4, находящегося в разомкнутом состоянии. Одновременно сигналы с выхода усилителя 7 тензодатчика 6, установленного на контролируемом изделии в зоне контроля, поступают на входы компараторов 8 и 9. При достожении положительной полуволной (фиг. 1, а) потегщиала на входе компаратора 8 величины А , установленногр заранее схемой 10, на выходе компаратора г.отевдиал меняется скачком и на выходе схемы ИЛИ 12 появляется управляющее напряжегме, от которого ключ 4 замыкается, и сигналы формирователя 3 начинают поступать на вход реверсивного счетчика 5, находящегося в положении прямого счета. Одновременно напряжение с выхода усилителя 7 поступает на вход пикового детектора 14, на выходе которого (выход зарядной цепи) появляется сигнал, по длительности соответствующий интервалу времени между точка т а-б. Усилитель-формирователь 16 формирует прямоугольный импульс то же дли теп ь нос тп из заднего фронта которого дифференцирующая цепь 18 формирует острокошчный короткий импульс, управляющий реверсивным счетчиком 5 (переключающим его в положении обратного счета), что соответствует во времени б (фиг. 1). Л алее во времени С7гедует спадающий участок нагрузки б-в, число импульсовг поступающих в счетчик 5 за это время вычитается из числа импульсов, поступающих и накоплеш{ых за интервал времени а-б. При достижении сигналом на выходе усилителя 7 уровня Л ор. (в, на фиг. 1) компаратор 8 опрокидывается через схему ИЛИ 1 2,потеттал его выхода управляет электронным клюнем и ключ размыкается.Одновремепно образованный из заднего фронта импульса компаратора 8 дифференцирующей цепью 19 остроко1Ечный короткий импульс сбрасывает пиковый петектор 14, который по окончании этого импульса, в соответствии с действующим напряжением (в) запоминает потенциал, соответствующий А ,цр При отрицательной полувол да нагрузки работают компаратор 9, пиковый детектор 13, усилитель-формирователь 15, дифференцирующие задний фронт импульсов цепи 17 и 2О. Импульсы цепи 17 переключают реверсивный счетчик 5 в положение прямого счета. Таким образом в счетчике накапливается число импульсов акустиюской эмиссии. Переключением реверсивного счетчика 5 в положения прямого и обратного счета осу.шествляется вычитание параметров (суммарного количества импульсов), соответствующи участкам возрастающей и спадающей нагрузки. Устройство, блок-схема которого изображена на фиг. 3, предназначено для реализаНИИ предлагаемого способа в случае, если обработка сигналов гфоизводится в аналоговом виде (измерение эдаргии или интенсивно Устройство содержит акустически связанный с контролируемым изделием приемный электроакустический преобразователь 1, элек тронный усилитель 2, линейные пропускатели 21 и 22, аналоговые измерители 23 и 24 среднего уровня энергии или интенсивное ти, вычитающее устройство 25 (измерительная часть устройства). Теизодатчик 6 и уси литель 7, подключенные к шму компараторы 8 и 9, пиковые детекторы 13 и 14, формиро ватели 15 и 16, схемы 10 и 11 плавной регулировки потенциала дифференцирующие це пи 19 и 20 образуют схему управлений. Вы ходы фop иpoвaтeлeй 15 и 16, а также ком паратор 8 и 9 подключены к блоку 26 логики, выполняющему логические операции по образованию временных ворот для приема си налов акустической эмиссии из импульсов компараторов и формирователей. Устройство работает следующим образом, БЛОКИ 1 и 2 в измерительной части, 611, 13-16, 19 и 20 в (e управ71ения работают так же как в устройстве на фиг. 2 Из импульсов формирователя 15 и компаратора 8 логический блок 26 формирует два прямоугольных сигнала, первый равен длительности формирователя 15, (а-б на фиг. 1), - второй равен разности длительностей импульсов компараторов, и формирователя 15 (б-в на cjwr. 1). Первый из этих сигналов поступает на линейный пропускатель 21, а второй - на 22. Под действием этих сигналов линейные пропускатели 21 и 22 поочередно открываются (соответственно возрастающим и спадающим участкам нагрузки) и в это время сигналы поступают в аналоговые измерители 23 и 24 средшго уровня э1Ергии или интенсивности, С Их выходов сигналы в виде напряжения поступают на вычитающее устройство 25, HB выходе которого сигнал пропорционален средней энергии или интенсивности сигналов акустической эмиссии. Таким образом прсжзводяг измерение средних параметро сигналов на симметричных участках возраста ющей и спадающей нагрузки, результаты измерений вычитают. Устройство, блок-схема которого изображена на фиг. 4, предназначено для реализации предлагаемого способа в случае, если обработка сигналов производится в аналоговом виде, но при разных уровнях срабатывания схемы управления А А Устройство содержит электроакустический преобразователь 1, усилитель 2, линейные пропускотели 21 и 22, аналоговые измерители 23 и 24 средшго уровня энергии или интенсивности, вычитающее устройство 25 (измерительная часть содержит те же блоки, что и в предыдущем случае). Схема управления состоит из тензодатчиков 6, усилителя 7, двухпспупериодного выпрямителя 27, пикового детектора 14, компаратора 8, схемы 1О плавной регулировки потенциала, формирователя 16, дифференцирующей цепи 18 и блока 28 логики. Блок 28 логики, в отличие от блока 26 логики, образует вре ьюнные ворота иэ импульсов двух ycTpoftciB, У этой схемы управления сигнал на выход деухпслупроводного выпрямителя 27 одну полярность, и уровень, устанавливаемый схемой 10, одинаков для положительной и отрицательной нагрузки. Формула изобретения Способ контроля качества изделий по сигчалам акустической эмиссии при циклическом нагружении, заключающийся в том, что, производят прием сигналов акустической эмиссии при циклическом нагружеши изделия и измеряют их параметры в определенные интервалы врюмени, соответствующие периодам возрастания нагрузки или деформации изделия и синхронизированные с 1ей, отличающийся тем, что, с целью повыщегшя достоверности контроля в условиях помех, дополнительно производят прием снгнвпов (о время симметричных участков спадающей нагрузки, измеряют те же паракютры и результаты измерений вычитают, а по величине разности судят о качестве изделий. .. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США№ а.71 3.1 27, кл, 73/67,7, 1972. 2.3hstfuctiorT Мапие Acoustic Emission Instrumentation 3000series, описание блока 906А изд.фирмы Липендан (Endevco, Caeifornio)