Устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

I

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения координат развивающихся дефектов.

Известно устройство для определе-. ния координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый из которых состоит из преобразователя, усилителя, формирователя и триггера, блока измерения триангуляционных параметров, блока вычисления координат и блока регистрации 111.

Недостатком этого устройства является невысокая достоверность определения координат.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее каналы приема сигналов, формирователи и триггеры в каждом канале, соединенные последовательно, блок логики и измерения

триангуляционных параметров, имеющий вход сброс и выход переполнения, подключенный входакм и выходами триггеров в каналах, блок определения координат и регистратор, со-, единенные последовательно, первую схему ИЛИ, подключенную входами к выходам формирователей, первый ключ, первым входом соединенный с выходом первой схемы ИЛИ, первый триггер

to сброса, второй ключ, первый ждущий мультивибратор, первую дифференцирующую цепь, второй ждущий мультивибратор, вторую дифференцирующую цепь, вторую схему ИЛИ и второй

15 триггер сброса, соединенные последовательно, третью схему ИЛИ, первый вход которой соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ и с входом 20 первого триггера сброса и подключен к выходу первпш1нения блока логики и измерения триангуляционных параметров, второй вход третьей схе ИЛИ соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, а выход третьей схемы ИЛИ - с выходом сброс i блока определения координат, а таюке первую схему И, подключенную входами к . выходам триггеров в каналах, выход второго триггера сброса соединен со вторым входом первого ключа, выход которого соединен с шиной сброс, охватывающей блок логики и измерения триангуляционных параметров и все триггеры 21. Недостатком этого устройства является невысокая достоверность определения координат, когда возможно наложение сигналов от разных источников. Цель изобретения - повышение досто верности определения координат. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено третьей дифференцирующей цепью, дешифратором и третьим ключом, подключенным выходом к соединенным вместе третьим входом второй и третьей схем ИЛИ, первым входом, соединенным вместе с управля ющим входом дешифратора - к выходу третьей дифференцирующей цепи, а вто рым входом, соединенным со вторым входом второго ключа - к выходу дешифратора. Дешифратор состоит из второй схемы И, четвертой дифференцирующей цеп и четвертого ключа, соединенных последовательно, четвертой схемы ИЛИ,пя того ключа и третьего триггера, соеди ненных последовательно, третьей схемы И, пятой дифференцирующей цепи и шест го ключа, соединенных последовательно пятой схемы ИЛИ, седьмого ключа и чет вертого триггера соединенных госледовательно, четвертой схемы И, шесто схемы ИЛИ и пятой схемы И, причем выход третьего триггера подключен ко вторым входам шестого и седьмого клю чей, выход четвертого триггера - ко пятого кл вторым входам четвертого и чей, выходы четвертого и шестого клю чей подключены к первым входам четвертой и пятой схем И соответственно вторые входы последних соединены вме те и образуют управляющий вход дешиф ратора, а их выходы - со входами шес той схемы ИЛИ, выход которой являетс выходом дешифратора, а третий и чет сбро вертый триггеры охвачены шиной На фиг. 1 изображена блок-схема четырехканального устройства; на фиг. 2 - блок-схема дешифратора. 94 Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 каналы приема сигналов, выполненные одинаковыми, каждый состоит, например, из последовательно соединенных электроакустического преобразователя и усилителя. Первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 формирователи, а также первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 триггеры в каналах соединены соответственно и последовательно с каналами 1 - Ц приема сигналов. Блок 13 логики и измерения триангуляционных параметров содержит схемы формирования сигналов, длительность которых соответствует интервалам времени между сигналами в разных каналах (ДТ) и схемы измерения этих величин (с выходом сброс и выходом переполнения). Блок 13, блок 1 опреде- ления координат и регистратор 15 со единены последовательно. Первая схема 16 ИЛИ соединена входами с выходами формирователей 5 8, а выход соединен с первым входом первого ключа 17. Первый триггер 18 сброса, второй ключ 19 первый ждущий мультивибратор 20, первая дифференцирующая цепь 21, второй ждущий мультивибратор 22, вторая дифференцирующая цепь 23, вторая схема 2 ИЛИ и второй триггер 25 сбороса соединены последовательно. Третья схема 26 ИЛИ соединена первым входом с вторым входом второй схемы 24.ИЛИ и с входом первого триггера. 18 сброса, подключенным к выходу переполнения блока 13 логики и измерения триангуляционных параметров, второй вход соединен с выходом первой дифференцирующей цепи 21, а выход - к входу сброс блока 14 определения координат. Первая схема 27 И соединена входами с выходами триггеров 9 - 12 в каналах. Третья дифференцирующая цепь 28 подключена к выходу первой схемы 27 И. Дешифратор 29 соединен входами с выходами триггеров 9 - 12 в каналах. Третий ключ 30 подключен выходом к соединенным вместе третьим входам второй 24 и третьей 26 схем ИЛИ, первым входом, соединенным вместе с управляющим входом дешифратора 29 к выходу третьей дифференцирующей цепи 28, а вторым входом, соединенным вместе с вторым входом второго ключа 19 - к выходу дешифратора 29. Дешифратор 29, блок-схема которого приведена на фиг. 2, состоит из сле5дующих узлов и связей. Вторая схема 31 И, четвертая дифференцирующая цепь 32 и четвертый ключ 33 соединены последовательно, причем схема 31 И и ключ 33 могут быть выполнены на одном логическом элементе И/ИЛИ. Четвертая схема ИЛИ, пятый клю 35 которые могут быть выполнены на одном логическом элементе И/ИЛИ, и третий триггер 36 соединены последовательно. Третья схема 37 И, пятая дифференцирующая цепь 38 и шестой ключ 39 соединены последовательно. Пятая схема kQ ИЛИ, седьмой ключ 41 и четвертый триггер k2 соединены последовательно. Четвертая схема 3 И и пятая схема И соединены выходами со входами шестой схемы iS ИЛИ, выход которой является выходом дешифратора. Первые входы четвертой k3 и пятой kk схем И соответственно соединены с выходами четвертого 33 и шестого 39 ключей, а их вторые входы соединены вместе и являются управляющим входом дешифратора. Выход треть его триггера 36 подключен к вторым входам шестого 39 и седьмого 41 ключей, выход четвертого триггера 42 соединен с вторыми входами четвертог 33 и пятого 35 ключей, причем оба триггера охвачены общей шиной сброс Первые входы второй схемы 31 И и чет вертой схемы 34 ИЛИ соединены вместе и образуют первый вход дешифратора, соединенные вместе вторые входы этих схем - третий вход дешифратора. Первые входы третьей схемы 37 И и пятой схемы 40 ИЛИ соединены вместе и обра зуют второй вход дешифратора, а соединенные вместе вторые входы этих схем - четвертый вход дешифратора. Устройство работает следующим образом. Сигналы акустической эмиссии, воз никающие в контролируемом изделии, достигают электроакустических преобразователей (входящих в состав каналов 1 - 4 приема сигналов) в разные моменты времени, где эти сигналы пре образуются в электрические. Последние усиливают в каналах 1 - 4, формируют из них импульсы (формирователи 5 8 которые опрокидывают триггеры 9-12 в каналах. Сигналы последних использу ют для работы блока 13 логики и изме рения триангуляционных параметров, а также для работы дешифратора 29. Результаты измерений из блока 13 поступают в блок 14 определения коорди Э нат источников сигналов акустической эмиссии, откуда величины координат поступают на регистратор 15, если группа сигналов была принята от одного источника. Сигналы триггеров 9 12 в каналах поступают также на выходы первой схемы 27 И, сигнал на выходе которой появляется в момент приема акустической эмиссии последним каналом (по времени), т.е. в момент опрокидывания последнего триггера. Дешифратор 29 анализирует последовательность появления сигналов (сравнивает ее с допустимой, а также с сигналом, поступающим с выхода третьей дифференцирующей цепи 28} и только в случае совпадения выдает специальный сигнал. Последний через открытый второй ключ 19 запускает первый ждущий мультивибратор 20, длительность импульса которого достаточна для работы регистратора 15. Сигнал, сформированный первой дифференцирующей цепью 21 из заднего фронта этого импульса, запускает второй ждущий мультивибратор 22, длительность импульса которого достаточна для подготовки регистратора 15 к принятию новых данных из блока 14 определения координат. Кроме того, этот сигнал через третью схему 26 ИЛИ поступает на вход сброс блока 14 определения координат (к этому времени величины координат зарегистрированы). Из заднего фронта импульса второго ждущего мультивибратора 22 вtopaя дифференцирующая цепь 23 формирует сигнал, который проходит через вторую схему 24 ИЛИ и опрокидывает второй триггер 25 сброса. Сигнал последней команды сброс поступает в шину сброс всего устройства (кроме блока 14) через первый ключ 17. Последний открыт только при отсутствии сигналов в каналах, которые через первую схему 1б ИЛИ закрывают его. При поступлении команды сброс во время наличия сигналов в любом из каналов появление сигнала на выходе первого ключа 17, т.е. сброс всего устройства, происходит после окончания этого сигнала, чтобы обработка сигналов производилась правильно. В случае, если сигнал в одном из каналов не был-принят, в блоке 13 логики и измерения триангуляционных параметров происходит переполнение измерителей дТ, и на его выходе переполнения появляется сигнал, который опрокидывает первый триггер 18 сброса Сигнал последнего закрывает второй ключ 19, препятствуя запуску первого ждущего мультивибратора 20. Кроме того, сигнал с выхода переполнения блока 13 поступает через третью схему 26 ИЛИ на сброс блока k определения координат (так как последние определены неверно), а также через вторую схему 2k ИЛИ - на сбросвсего устройства. В случае, если в принятой группе сигналов нарушена последовательность появления сигналов в каналах {группа образована наложением сигналов разных источников), сигнал с выхода третьей дифференцирующей цепи 28 не совпадает во времени с сигналом на выходе дешифратора 29. Сигнал последнего, через открытый (при отсутствии сигнала с третьей дифференцирующей цепи 28) третий ключ 30 поступает на входы второй 24 и третьей 2б схем ИЛИ, а с их выходов в соответствующие цепи сброса.При этом регистрация координат не производится, так как они определены неверно, за счет чего и . происходит повышение достоверности контроля. Дешифратор работает следующим образом. При возникновении сигнала акустической эмиссии в таком месте, что ближайшим к нему является электроакустический преобразователь первого ка кала 1 приема сигналов, то последова тельности появления сигналов в канал могут быть следующими: 1,2,,3 и 1,4 2,3- Сигнал первого канала опрокидывает первый триггер 9 в канале раньше остальных. Сигнал последнего, поступая на первый вход дешифратора, через четвертую схему 3 ИЛИ и открытый пятый ключ 35 опрокидывает третий триггер 36, сигнал которого закрывает шестой 39 и седьмой 41 ключи Последующее появление сигналов во вт ром и четвертом каналах приема и, со ответственно, на входах il и 1У дешиф ратора не вызывает опрокидывания чет вертого триггера 42. Последним по времени появляется сигнал в третьем канале (при правильном приеме сигналов, т.е. при отсутствии наложения сигналов разных источников) и, соответственно, на входе Hi дешифратора На выходе второй схемы 31 И при этом появляется сигнал, из которого четвертая дифференцирующая цепь 32 формирует короткий импульс, поступающий через открытый четвертый ключ 33 на четвертую схему 43 И. При этом этот импульс совпадет во времени с импульсом, соответствующим принятию сигнала акустической эмиссии всеми каналами, поступающего с третьей дифференцирующей цепи 28 на управляющий вход дешифратора. , На выходе четвертой схемы схемы 43 И появляется сигнал, который через шестую схему 45 ИЛИ поступает на выход дешифратора - группа сигналов принята правильно. По окончании работы всего устройства по определению координат в Третий триггер 36 поступает команда сброс, возвращающая его в исходное состояние. Аналогично происходит работа дешифратора по обнаружению любой из допустимых последовательностей сигналов на его входах. Если последовательность появления сигналов не является допустимой, сигнал на выходе дешифратора отсутствует, так как сигналы на входах четвертой 43 или пятой 44 схем И не совпадут во времени. Если первый сигнал появился на I или III входе дешифратора, то работает его левая часть, а если на II или | правая. Применение предлагаемого устройства позволит повысить достоверность определения координат источников си|- налов акустической эмиссии за смет уменьшения регистрации ложных координат. Формула изобретения 1. Устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее каналы приема сигналов, формирователи и триггеры в каждом канале, соединенные последовательно, блок логики и измерения триангуляционных параметров, имеющий вход сброс и выход переполнения, подключенный входами к выходам триггеров в каналах, блок определения координат и регистратор, соединенные .последовательно, первую схему ИЛИ, подключенную входами,к выходам формирователей, первый ключ, первым входом соединенный с выходом первой схемы ИЛИ, первый триггер сброса, второй ключ, первый ждущий мальтивибратор, первую дифференцирующую цепь. 9 второй ждущий мультивибратор, вторую дифференцирующую цепь, вторую схему ИЛИ и второй триггер сброса , соединенные последовательно, третью схему ИЛИ, первый вход которой соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ и с входом, первого триггера сброса и подключен к выходу переполнения, блока логики и измерения триангуляционных параметров, второй вход третьей схемы ИЛИ соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, а-выход треть ей схемы ИЛИ - с выходом сброс бло ка определения координат, а также пе вую схему И, подключенную входами к выходам триггеров в каналах, выход второго триггера сброса соединен с вторым входом первого ключа, выход которого соединен с шиной сброс, охватывающей блок логики и измерения триангуляционных параметров и все триггеры, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено третьей дифференцирующей цепью, дешифратором и третьим ключом, подключенным, выходом к соединенным вместе третьим входом второй и третьей схем ИЛИ, первым входом, соединенным вместе с управляющим входом дешифратора - к выходу третьей дифференцирующей цеп а вторым входом, соединенным со вто рым входом второго ключа - к выходу дешифратора. 9 2. Устройство по п. 1, о т л и ..чающееся тем, что дешифратор состоит из второй схемы И, четвертой дифференцирующей цепи и четвертого ключа, срединенных последовательно, четвертой схемь ИЛИ, пятого ключа и третьего триггера, соединенных последовательно, третьей схемы И, пятой дифференцирующей цепи и шестого ключа, соединенных последовательно, пятой схемы ИЛИ, седьмого ключа и четвертого триггера, соединенных последовательно, четвертой схемы И, шестой схемы ИЛИ и пятой схемы И, причем выход третьего триггера подключен ко вторым входам шестого и седьмого ключей, выход четвертого триггера - ко вторым входам четвертого и пятого ключей, выходы четвертого и шестого ключей подключены к первым входам четвертой и пятой схем И соответственно, вторые входы последних соединены вместе и образуют управляющий вход дешифратора, а их выходы с вкояэ шестой схе«.1 ИЛИ, выход которой является выходом дешифратора, а третий и четвертый триггеры охвачены шиной сброс. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ff , кл. G 01 N 29/0, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2683122/28,09-11 78 (прототип).,