Селектор импульсов для аппаратуры акустических исследований Советский патент 1980 года по МПК H03K5/19 

1

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля качества материалов и может быть применено для выделения сигналов акустической эмиссии от трещин при хрупком разрушении 5 в листовых материалах и оболочках конструкций, находящихся под напряжением.

Известен дискриминатор импульсов по длительности, содержащий два трак- О зистора охваченные обратной связью, конденсаторы и резисторы l.

Основным недостатком дискриминатора является недостаточная точность селектирования импульсов.15

Наиболее близок к изобретению временной селектор импульсов, содержащий пиковый детектор, формирователи импульсов, линейный пропускатель L2J. Временной селектор импульсов обеспе- 20 чивает в совокупности пропускание первого импульса из пачки радиоимпульсов, представлякндих сигнал акустической эмиссии и селектирует все остальные импульсы, в том числе и отраженные, 25 если они примыкают к основному сигналу. По окончании радиоимпульса селектор вновь готов к приему и выделению первого импульса (полуволны). Таким образом, селектор обеспечивает выде- 3D

ление первого поступившего импVльca, т. е. полуволну из продольных волн, пришедших первыми из-за большой скорости распространения.

Недостатком известного временного селектора импульсов является то, что выделенная полуволна несет недостаточную информацию о трещине, отсутствует информация об искажениях при распространении волн в твердом теле и ориентации приемного датчика .относительно направления распространения трещины. Из .экспериментальных данных установлено, что если датчик установлен в зоне диaгpaм ы направленности излучения от краев трещины, то форма сигнала акустической эмиссии значительно отличается от формы сигналов, которые получены для одной и той же трещины при ориентации датчика на выход трещины. Полученная информация об ориентации трещины позволяет более точно построить зависимость между сиг налом акустической эмиссии и размером трещины.

Выделение огибающей радиоимпульса или измерение его пикового значения амплитуды, в котором заложена только часть информации о размере трещины, приводит к снижению достоверности неразрушающего контроля методом акустической эмиссии. Для увеличения информативности контроля следует выделять сигналы акустической эмиссии одного типа волн, а остальные типы волн и отраженные сигналы необходимо подавлять. Для вьщеления сигналов акустической эмиссии, несу7цих дополнительную информацию, например об ориентации раскрытия трещины относительно приемного датчика, необходимо обеспечить выделение нескольких волн олного типа при условии, что амплитуда после дующей полуволны не должна превышать амплитуду предьщущей полуволны. Это приводит к определению ориентации трещины, а в конечном итоге к достоверности нераэрушающего контроля. Цель изобретения - повышение точности селектирования. Поставленная цель достигается тем что в селектор импульсов для аппаратуры акустических исследований, содер жащий первый формирователь импульсов вход которого соединен с входной шиной и входом элемента задержки, выход которого подключен к первому входу аналогового ключа, пиковый детектор со сбросом, второй формирователь импульсов, логический элемент И, один вход которого соединен с первым выхо дом первого формирователя импульсов, введены делитель частоты на два, огр ничитель, пороговый элемент и тригге выход которого соединен с вторым вхо дом аналогового ключа и вторым входом логического элемента И, выход которо го соединен с первым входом триггер второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсо причем информационный вход пикового детектора со сбросом через ограничитель соединен с входной шиной, сбросовый вход через делитель частоты на два - с вторьлм выходом первого форми рователя импульсов, а выход - с первым входом порогового элемента, втор вход которого подключен к входной ши не, а выход - к входу второго формир вателя импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема селектора; на фиг. 2 - импульсные ос циллограммы для отдельных блоков селектора. Селектор импульсов содержит форми рователь 1 импульсов, делитель 2 час ты на два, пиковый детектор 3 со сбросом, ограничитель 4, пороговый элемент 5, формирователь б импульсов логический элемент И 7, триггер 8, аналоговый ключ 9, элемент задержки 10, блок 11 дальнейшей обработки информации . Селектор импульсов работает следу ющим образом.. На вход формирователя 1 импульсов .по передним фронтам полуволны поступает аналоговый сигнал акустической эмиссии, имеющий например, форму ука анную на фиг. 2, Этот же сигнал чеез ограничитель 4 поступает на перый вход пикового детектора 3 со сброом, на второй вход порогового элемена 5 и на вход элемента задержки 10 а время коммутации сигнала в данном електоре импульсов. С формирователя импульсов через делитель 2 на два оложительные импульсы поступают на торой вход пикового детектора 3 со бросом, который обеспечивает заряд последующий разряд емкости памяти, аряженной по первому входу от сигнала, редварительно ограниченного по нижнеMJ /ровню , (фиг. 2 ). С выхода Пикового детектора 3 уровень напряжений, соответствующий амплитудному значению сигнала первой или второй полуволн, имеющих равные амплитудные значения, поступают на первый вход порогового элемента 5, на второй вход которого подается аналоговый сигнал акустической эмиссии. В случае превышения амплитуды сигнала второй, третьей и т. д. полуволны порогового значения, заданного уровнем напряжений от первой или второй полуволны на выходе порогового элемента 5 выделяется импульс (фиг. 2), по переднему фронту которого происходит формирование короткого импульса в формирователе 6 импульсов. С выхода формирователя 6 импульсов импульс поступает на второй вход триггера 8. Одновременно с формирователя 1 импульсов сигналы поступают rfa первый вход логического элемента И 7, на второй вход которой подается потенциал разрешения или запрета с выхода триггера 8. В результате из серии коротких импульсов, поступающих на вход логического элемента И, вьщеляется один импульс переднего фронта первой полуволны (фиг. 2), и триггер 8 своим потенциалом через логический элемент И самоблокируется и выдает потенциал разрешения на первый вход аналогового ключа 9 (Фиг. 2). Сигнал разрешения будет присутствовать на первом входе аналогового ключа 9 до тех пор, пока с выхода формирователя 6 импульсов не поступит короткий импульс, сформированный по переднему фронту из сигнала превысившего по амплитуде установленное пороговое значение, поступившего на вход формирователя 6 импульсов. Поступивший на второй вход короткий импульс снимает триггер 8 с самоблокировки, который своим потенциалом подготавливает логический элемент И 7 к приему следующего сигнала и обеспечивает запрет аналогового ключа 9. За время присутствия потенциала разрешения на первом входе аналогового ключа 9 через аналоговый ключ проходит аналоговый сигнал, поступивший на второй вход через элемент задержки 10, величина згщержки которого выбира