Способ выделения сигналов акустической эмиссии от трещины из импульсных и флуктуацонных помех и измерения размеров трещины и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

лов АЭ от свойств испытуемого материала. Цель изобретения - повышение достоверности выделения и точности измерения . Эта цель достигается тем, что вьщеляют первогополуволну сигнала, компенсируют уровень шумов уровнем смещения, одновременно сравнивают заданные пороговые значения длительности Т и крутизны Sjj переднего фронта эталонных импульсов с приняты ми и пронормированными по амплитуде сигналами с длительностью tr и крутизной S переднего фронта, в результате которого выделяют сигналы от трещины, а о размерах развивающейся трещины судят по произведению амплитуды принятого сигнала на его длительность и на постоянную величину, устанавливаемую для каждого конкрет ного случая. Устройство для осуществления спо соба снабжено, двухканальным блоком вьщеления полуволны, двухканальным дискриминатором нижнего уровня, норм робателем амплитуд импульсов, дискри минатором переднего фронта импульсо схемой управления, аналоговым ключом и схемой измерения длины трещины, преобразователь вьтолнен в виде стержня из пьезокерамики с поперечной поляризацией с двумя электродам расположенными на концах стержня, обеспечивающими задержку сигнала на время, не менее длительности сигнал от импульсной помехи, предусилитель выполнен двухканальным, выходы его подключены к последовательно соединенным двухканальному блоку выделения полуволны и двухканальному диск минатору нижнего уровня, выход первого канала которого подключен к но мирователю амплитуды импульсов, выход которого подключенк входу диск минатора удара и к входу дискриминатора переднего фронта импульсов, выход которого подключен к третьему входу схемы управления, а первый и второй выходь дискриминатора уда;ра подключены к первому и второму входам схемы управления, выход кото рой подключен к первому входу анало гового ключа, выход которого подклю чен к последовательно соединенным схеме измерения длины трещины и сиг нализатору предупреждения.. Способ заключается в следутащем. Принимают сигналы акустической эмиссии, выделяют первую полуволну сигнала, компенсируют уровень шумов уровнем смещения, определяют длительность и крутизну переднего фронта выделенной полуволны сигнала и сравнивают их с наперед заданными значениями длительности и крутизны переднего фронта. При длительности и крутизне меньших, чем заданные, пропускают выделенный сигнал от трещины на обработку, определяют амплитуду сигнала, умножают ее значение на длительность сигнала и постоянную величину, устанавливаемую для каждого конкретного случая. По вышеуказанному произведению судят о размерах развивающейся трещины. На чертеже изображена функциональная схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит датчик Г, состоящий из стержня 2 из пьезокерамики с поперечной поляризацией, электродов 3 и 4, расположенных на концах стержня, демпферов-держателей 5 и звукоизолирующего материала и корпуса 6, двухканальный предусилитель 7, один из каналов которого подключен к электродам 3, другой - к электродам 4, двухканальный блок 8 выделения полуволны, .вход которого подключен к выходу предусилителя 7, двухканальный дискриминатор 9 нижнего уровня, вход, которого поключен к выходу блока 8 выделения полуволны, нормирователь 10.амплитуды импульсов, вход которого подсоединен к первому выходу дискриминатора 9 нижнего уровня, дискриминатор II удара, дискриминатор 12 переднего фронта импульсов, схему 13 управления, аналоговый ключ 14, схему 15 вычисления размера трещины сигнализатор 16, выход пормирователя 10 амплитуды импульсов подключен к входам дискриминатора 12 переднего фронта импульсов и дискриминатора 11 удара, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму ВХОДУ схемы 13 управления. Третий вход которой подключен к выходу дискриминатора 12 переднего фронта импульсов, а выход - к первому входу, аналогового ключа 14, первый вход которого подключен к второму выходу дискриминатора 9 нижнего уровня, а выход к последовательно соединенным схеме 15 вычисления размера трещины и сигнализатору 16. Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом. Механические колебания в виде вол напряжений или перемещений, генериру емых ударами или трещиной в испытуемом объекте, поступают на датчик 1, где, проходя по стержню 2, в зоне электродов 3 и 4 преобразуются за счет пьезоэффекта в электрические сигналы. Электрический сигнал, сняты с электродов А, задерживается относительно сигнала, снятого с электродов 3, на время, равное прохождению сигнала по стержню 2, например, на 40 МКС. Для устранения собственного резонанса стержня 2 и для звукоизоля ции его от корпуса 6 на стержень 2 после электродов 3 и.4 установлены демпферы 5. Электрические сигналы, снятые с электродов 3 и 4, поступают соответственно на первый и второй входы двухканального предусилителя 7 Усиленные сигналы с выхода предусилителя 7 поступают на двухкана.льный блок 8 вьщеления полуволны, вьщеляет по каждому каналу только первую половолну пришедшего сигнала. Вьщеленные полуволны сигналов поступают надвухканальный дискриминатор уровня., где по каждому каналу происходит усиление сигнала и компенсация уровня флюктуационных помех. Усиленные и свободные от флюктуационных помех сигналы с выхода дискриминатора 9 поступают по первому каналу на нормирователь 10 импульсов, в котором они Приводятся к одной нормированной амплитуде. С выхода нормирователя 10 сигналы поступают на параллельно вклю ченные по входу дискриминатор 11 удара и дискриминатор 12 переднего фронта. В дискриминаторе 11 удара происходит формирование из полуволны прямоугольного сигнала и сравнение его по длительности с вырабатываемым им же прямоугольным импульсов с пороговым значением, по длительности равным наибольшей длительности импульсов ОТтрещин., равным, .например, 10 мкс. С первого выхода дискриминатора tl удара сформированный из полуволны импульс поступает на первый вход схе мы 13 управления, на выходе которой появляется положительный потенциал, который, поступая на первый вход ана логового ключа 14, открывает его. Ес ли анализируемая полуволна превысит пороговую длительность (10 мкс), что свидетельствует о наличии ударной по3то на втором выходе дискриминатора 11 удара появится прямоугольный импульс, который поступит на второй вход схемы 13 управления, с выхода которой на аналоговый ключ 14 поступит отрицательный потенциал и закроет его. В дискриминаторе 12 переднего фронта происходит сравнение крутизны переднего фронта принятой полуволны с заранее заданной контрольной крутизной путем селекции переднего фронта принятой полуволны длительностью импульса, соответствующей наибольшей длительности переднего фронта сигнала от трещины, например 2 мкс и установки верхнего уровня дискриминации, соответствующего меньше наименьшей амплитуды сигнала от трещины. После селекции переднего Фронта первой полуволны принятого сигнала по крутизне сигнал с выхода дискриминатора 12, появление которого свидетельствует о наличии сигнала от трещины, поступает на третий вход схемы 13 управления, на выходе которой появляется положительный потенциал и открывает аналоговый ключ 14. Одновременно выделенная и свободная от флюктуационных помех полуволна сигнала АЭ, задержанная в датчике 1, например на 40 мкс, с выхода дискриминатора 9 нижнего уровня поступает на второй вход аналогового ключа 14. Через нормально открытый ключ 14 она поступает на схему 15 вычисления размера трещины, где происходит измерение длительности и амплитуды принятой полуволны, преобразование их в дискретные значения, перемножение этих величин между собой и на коэффициент, задаваемый для каждого конкретного материала, и накопление информации до определённого значения, пропорционального опасному размеру трещины. С выхода схемы 15 вычисления длины трещины накопленная информация от сигналов трещины, соответствующая опасному ее размеру, поступает на звуковой сигнализатор 16. Формула изобретения 1. Способ вьщеления сигналов акустической эмиссии от трещины из импульсных и флуктуационных помех и измерения размеров трещины, заключающийся в том, что выделяют сигналы т трещины из флюктуационных помех утем компенсации уровня помех уров