Устройство контроля качества материалов Советский патент 1978 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества изделий с использованием акустической эмиссии.

Известно устройство для контроля качества изделий с помощью акустической эмиссии, содержащее нагружающее устройство, пьезоэлектрический преобразователь, подключенный к усилительно-анализирующей аппаратуре, которая производит селектирование сигналов строб-импульсами и измеряет их амплитуду и длительность 1.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является устройство, содержащее последовательно-соединенные электроакустический пьезопреобразователь, предварительный усилитель, полосовой фильтр, усилитель, детектор эффективных значений и блок регистрации 2.

Однако известные устройства имеют низкую чувствительность к сигналам акустической эмиссии, вызванным пластической деформацией материалов.

Целью изобретения является повыщение чувствительности устройства к сигналам акустической эмиссии (АЭ).

Для этого предлагаемое устройство для контроля качества материалов снабжено генератором шума, двумя идентичными каналами, состоящими из последовательно соединенных фазосдвигающих цепей, к управляющим

входам которых подключены соответственно детектор эффективных значений и генератор шума, синхронных детекторов и интеграторов, подключенным к выходам каналов блоком вычитания, выход которого связан с блоком регистрации, третьей фазосдвигающей цепью, соединенным с ней буферным каскадом, выход которого подключен к синхронным детекторам обоих каналов, и генератором опорных сигналов, выход которого связан со всеми фазосдвигающими цепями.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит испытываемый объект 1, электроакустический преобразователь 2, предварительный усилитель 3, полосовой фильтр 4, усилитель 5, детектор 6 эффективных значений дискриминатора, генератор 7 шума, генератор 8 опорных сигналов, фазосдвигающие цепи 9-И, синхронные детекторы 12, 13, буферный каскад 14, интеграторы 15 и 16, блок 17 вычитания и блок 18 регистрации.

Нри образовании микро- и макродефектов в испытываемом объекте I или при пластической деформации возбуждаются акустические колебания, которые преобразуются в электрические в электроакустическом преобразователе 2, выполненном в виде резонансного пьезоэлектрического преобразователя, центральная частота которого соответствует максимуму отношения . спектральных плотностей моЫности сигнала АЭ и шумов, который при пластической деформации металлов лежит в области -частот от 80 до 240 кГц. Сумма электрического, сигнала АЭ.я шумов усиливается в предварительном усилителе 3 отфильтровывается в перестраиваемом полосовом фильтре 4, резонансная частота которого соответствует центральной частоте цьезопреобразователя при полосе пропускания 8-10 кГц, усиливается до необходимого зфовня в усилителе 5 и в виде управляющего сигнала постоянного тока выделяется на детекторе 6 эффективных значений. С генератора 8 опорных синусоидальных сигналов питаются фазосдвигающие цепи 9-11, которые представляют собой параметрические управляемые фазовращатели, и синхронные детекторы 12 и 13. При отсутствии сигнала АЭ с генератора 7 щума на управляющий вход фазосдвигающей цепи 10 подается напряжение, эффективное значение которого равно щумам объекта 1, при этом сигналы с фазосдвигающих цепей 9 и 10 сдвинуты на п. Через буферный каскад 14 фазосдвигающей цепью 11 опорный сигнал сдвигается по фазе на --, подается на вторые входы синхронных детекторов 12 и 13, где производится геометрическое сложение сигналов, результаты которого усредняются в интеграторах 15 и 16 и сравниваются в блоке 17 вычитания. На выходе его в этом случае сигнал имеет нулевое значение. При появлении сигнала АЭ увеличивается управляющее напряжение с детектора 6 эффективных значений.

что вызывает сдвиг по фазе опорного сигнала в фазосдвигающей цепи 9, появляется сигнал разбаланса на выходе блока 17 вычитания, пропорциональный сдвигу фазы опорного напряжения, что фиксируется блоком 18 регистрации.

Формула изобретения

Устройство контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, предварительный усилитель, полосовой фильтр, усилитель, детектор эффективных значений и

блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности, оно снабжено генератором шума, двумя идентичными каналами, состоящими из последовательно соединенных фазосдвигающих цепей, к

управляющим входам которых подключены соответственно детектор эффективных значений и генератор шума, синхронных детекторов и интеграторов, подключенным к выходам каналов блоком вычитания, выход которого связан с блоком регистрации, третьей фазосдвигающей цепью, соединенным с ней буферным каскадом, выход которого подключен к синхронным детекторам обоих каналов, и генератором опорных сигналов, выход которого связан со всеми фазосдвигающими цепями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №419789, кл. G 01N 29/04, 1972.

2. Патент Великобритании № 1348086, кл. Н 4D, 1972.