Устройство для контроля изделий с помощью акустической эмиссии Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

I

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исполь зовано для определения степени опасности развивающихся дефектов в изделиях.

Известно устройство для контроля изделий с помощью акустической эмиссии, содержащее преобразователь, предусилитель, усилитель, аналогоцифровой преобразователь и блок обработки информации

Недостатком этого устройства является невысокая достове:риость контроля .

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является устройство для контроля изделий с помощью акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразователь, предусилитель, усилитель и детектор, аналого-цифровой преобразователь и блок обработки информации 23Недостатком этого устройства является невысокая достоверность контроля из-за малого динамического диапазона регистрируемых сигналов.Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Эта цель достигается за счет того, что устройство снабжено управляемым аттенюатором, вход которого подключен к выходу предусилителя, а выход

10 ко входу усилителя, последовательно соединенными компаратором,генератором тактовых импульсов и регистром накопления, разрядный выход которого подключен ко входу управления управ15ляемого аттенюатора и к блоку обработки информации, пиковым детектором, схемой ИЛИ-НЕ и схемой ИЛИ, выход детектора соединен со входами пикового детектора и компаратора, на

20 второй вход которого подается опорное напряжение, выход пикового детектора подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого под ключей ко входу блока обработки информации, выход которого подсоединен ко входу сброса регистра накопления и ко вторым входам схем ИЛИ-НЕ и ИЛИ выход генератора тактовых импульсов соединен со входами схем ИЛИ-НЕ и ИЛИ выход схемы ИЛИ подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, а выход схемы ИЛИ-НЕ - ко входу сброса пикового детектора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 предусилитель 2, управляемый аттенюа тор 3, усилитель 4, детектор 5, пико вый детектор 6, аналого-цифровой пре образователь 7 и блок 8 обработки ин формации, компаратор 9 генератор 10 тактовых импульсов, регистр 11 накоп ления, схему 12 ИЛИ-НЕ и схему 13 ИЛ Вход генератора 10 тактовых импульсов соединен с выходом компаратора 9 а выходы - со входами регистра 11 накопления, схемы 12 ИЛИ-НЕ и схемы 13 ИЛИ. Второй вход компаратора 9 соединен с выходом детектора 5, а на третий его вход подается опорное напряжение . . Выход блока 8 обработ ки информации соединен со вторыми входами регистратора 11 накопления, схемы 12 ИЛИ-НЕ и схемы 13 ИЛИ, а выход регистра 11 накопления соединен с управляемым входом управляемого аттенюатора 3 и со вторым входом блока 8 обработки информации. Устройство работает следующим об разом. При появлении на преобразователе 1, установленном на контролируемом изделии, сигналов акустической эмиссии, они преобразуются в электрические, предварительно усиливаются в предусилителе 2, через управляемый аттенюатор 3 поступают на усилитель 4, где усиливаются и затем подаются на детектор 5 для преобразования в видеосигнал. Видеосигнал с детектора 5 поступает одновременно на компаратор 9 и через пиковый детектор 6 на вход аналого-цифрового преобразователя 7. На второй вход компаратора 9 подается постоянное напряжение оП соответствующее верхней точке линейной области характеристики усиления ycилиteля и детектора 5. Верхняя граница диапазона линейности пикового детектора 6 выбирается несколько выше опорного напряжения оп (приблизительно на 100 мВ). Если сигнал с детектора 5 меньше , то компаратор не срабатывает, и запомненйое пиковым детектором 6 напряжение поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 7 и с него в цифровом виде на блок 8 обработки информации для определения амплитуf b с,игнала. Если же сигнал с детектора 5 выше Ерр, то срабатывает компаратор 9, разрешив прохождение тактовых импульсов с генератора 10 тактовых импульсов на счетный вход регистра 11 накопления, на схему 12 ИЛИ-НЕ и на схему 13 ИЛИ. Тактовый импульс своим передним фронтом, пройдя через схему 13 ИЛИ, сбрасывает аналого- цифровой преобразователь 7 и пройдя схему 12 ИЛИ-НЕ, сбрасывает пиковый детектор 6. Задним фронтом тактового импульса, добавляется единица в регистр 11 накопления, что изменяет код на выходах его разрядов, которые подаются на вход управления управляемого аттенюатора 3. При этом сигнал с предусилителя 2 уменьшается во столько раз, какой выбрана ступень ослабления d аттенюатора (например, . Если напряжение на входе компаратора 9 окажется после этого меньше EQJ, то компаратор устанавливается в первоначальное положение, генератор тактовых импульсов перестает генерировать, на регистр накопления поступает только один импульс и код на его разрядном выходе изменится на единицу. На пиковом детекторе запоминается новое значение амплитуды видеосигнала, которое измеряется аналого-цифровым преобразователем 7. Если же амплитуда видеосигнала на входе компаратора 9 продолжает оставаться выше EQ,, то компаратор 9 остается в состоянии срабатывания; генератор 10 тактовых импульсов продолжает генерировать импульсы, изменяя код на разрядном выходе регистра 11 накопления и, тем самым, коэффициент К ослабления управляемого аттенюатора 3 ДО тех пор, пока напряжение на выходе компаратора 9 не станет меньше ЕОП- Коэффициент К ослабления управляемого аттенюатора 3 при этом будет равен , где m количество импульсов, поступивших с генератора тактовых импульсов на регистр 11 накопления. Так как перед каждым импульсом, поступающим на регистр 11 накопления, производится сброс пикового детектора 6 аналого-цифрового преобразо вателя 7, то на них запоминается и измеряется амплитуда сигнала, ослабленного в К раз аттенюатором 3. В конце процесса измерения блок 8 обработки информации принимает инфор мацию с аналого-цифрового преобразователя 7 об амплитуде сигнала и с ре гистра 11 накопления о количестве m импульсов. После приема этой информации с блока 8 обработки информации производится сброс регистра 11 накопления, через схему 13 ИЛИ и через схему 12 ИЛИ-НЕ - сброс пикового детектора 6. Таким образом, описанное устройство позволяет в зависимости -от максимальной амплитуды сигнала,поступающего на вход усилителя, коэффициент ослабления управляемого аттенюатора автоматически уменьшить в определенное количество раз так, что бы сигнал на входе АЦП всегда находился в пределах его динамического диапазона. Это дает возможность изме рять амплитуду сигнала АЭ в широком динамическом диапазоне(величина кото - рого может составлять 100-110 дБ), п вышая тем самым достоверность контро ля. Формула изобретения Устройство для контроля изделий с помощью акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные 324 преобразователь,предусилитель, усилитель и детектор, аналого-цифровой преобразователь и блок обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено управляемым аттенюатором, вход которого подключен к выходу пре-дусилителя, а выход - ко входу усилителя, последовательно соединенными компаратором, генератором тактовых импульсов и регистром накопления, разрядный выход которого подключен ко входу управления управляемого аттенюатора и к блоку обработки информации, пиковым де-тектором, схемой ИЛИ-НЕ и схемой ИЛИ выход детектора соединен со входами пикового детектора и компаратора, на второй вход которого подается опорное напряжение, выход пикового детектора подключен ко входу аналогоцифрового преобразователя, выход которого подключен ко входу блока обработки информации, выход которого подсоединен ко входу сброса регистра накопления и ко вторым входам схем ИЛИ-НЕ и ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен со входами схем ИЛИ-НЕ и ИЛИ, выход схемы ИЛИ подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, а выход схемы ИЛИ-НЕ - ко входу сброса пикового детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании 1517533, кл. R 01 N 29/0, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 606129, кл. G 01 N 29/0, 1975 (прототип).