Устройство для контроля изделий методом акустической эмиссии Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушаккцему контролю и может быть исполь зовано для контроля развивающихся дефектов в изделиях. Известно устройство для контроля изделий методом акустической эмиссии содержащее четыре канала приема, каж дый из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя, усилителя и формирователя, формирователь разности времени прихода и ЭВМ, три преобразователя расположены по углам треугольника, а четвер тый - внутри него tn. Недостатком этого устройства является невысокая достоверность контроля, связанная с малой помехозащищенностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст ройство для контроля изделий м тодом акустической эмиссии,содержащее четыре канала приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя, усилителя и формирователя импульсов, подключенные к выходам каналов последовательно соединенные формирователь разности времен прихода и измерите ль разности времен прихода, и ЭВМ, три преобразователя расположены по углам треугольника, а четвертый - внутри него 21. , Недостатком этого устройства является невысокая помехозащищенность, что приводит к появлению ложных отсчетов. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено формирователем зоны контроля, четырьмя канальными триггерами, схемой И, схемой И-НЕ, схемой ИЛИ, схемой совпадения, первым и вторым бистабильными триггерами, генератором пилообразного напряжения и пороговым блоком, формирователь зоны контроля соединен с первыми входами канальных и бистабильных триггеров, вторые входы канальны триггеров соединены с выходами соответствующих формирователей импульсов, выходы канальных триггеров подключены ко входам схемы И, выход которого подключен к первому входу схе мы И-НЕ, выходы формирователя разности времен прихода, соответствующие каналам, акустические преобразователи которых расположены по углам треугольника, соединены через схему ИЛИ с первым входом схемы совпаде ния 2, второй вход которой соединен с выходом формирователя разности вре мен прихода канала, акустический преобразователь которого расположен внутри треугольника, выход схемы сов падений подключен ко второму входу первого бистабильного триггера, выход которого соединен со вторым входом схемы И-НЕ и через соединенные последовательно генератор пилообразного напряжения и пороговый блок со вторым входом второго бистабильного триггера, выход последнего подключен к третьему входу схемы И-НЕ, второй вход порогового устройства соединен с источником опорного напряжения, а входы ЭВМ подключены к выходам измерителя разности времен прихода и схемы И-НЕ. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит располо)хенные на объекте 1 преобразователи 2-5, усилители 6-9, формирователи 10-13 импульсов, формирователь 1 разности времен прихода (РВП), измеритель 15 разности времен прихода, ЭВМ 16, канальные триггеры-17-20, формирователь 21 зоны контроля, схему 22 И, схему 2-3 И-НЕ, схему 2k ИЛИ, схему 25 совпадения, первый биСтабильный триггер 26, генератор 27 пилообразного напряжения, пороговый блок 2 и второй бйстабильный триггер 29. Преобразователи 2-5, три из которых, 3-5, расположены по углам треугольника,.а второй - в центре него, соединены с соответствующими усилителями 6-9 и формирователями 10-13 импульсов, выходы которых подключены ко входу формирователя It разност времен прихода, выходы которого подключены ко входам измерителя 15 разности времен прихода, выходы которог подключены ко входам ЭВМ 16. Выходы формирователей 10-13 импульсов подкл 34 чены ко входам канальных триггеров , выходы которых подклю-:ены ко входам схемы 22 И. Выход формирователя 21 зоны контроля подключен ко вторым входам канальных триггеров 1720 и ко вторым входам бистабильных триггеров 2б и 29. Выходы формирователя I разности времен прихода тех каналов, преобразователи 3-5 которых расположены в углах треугольника, подключены ко входам схемы 2k ИЛИ, выход канала, преобразователь 2 которого расположен внутри треугольника, подключен к первому входу схемы 25 совпадения, ко второму входу которой подключен выход схемы 2k ИЛИ, Выход схемы 25 совпадения подключен ко второму входу первого бистабильного триггера 2б и ко входу генератора 27 пилообразного напряжения, выход которого подключен .к первому входу по- . рогового блока 28, на второй вход которого подается опорное напряжение ЕО, а выход соединен со вторым входом второго бистабильного триггера 29, выход которого подключен к первому входу схемы 22 И, второй вход которой подключен к выходу первого бистабильного триггера 26, третий вход - к выходу схемы 22 И, а выход к ЭВМ 16. Устройство работает следующим образом. Сигналы от источника акустической эмиссии (АЗ) принимаются группой преобразователей 2-5, преобразуются в них в электрические, усиливаются усилителями 6-9 в каждом канале и, если их величины превышают пороговый уровень, преобразуются в логические импульсы в формирователях 10-13 импульсов. Затем на формирователе 14 РВП вырабатываются в каждом канале импульсы длительностью, равной РВП между временами прихода сигнала АЭ на ближайший к источнику АЭ преобразователь и преобразователь данного канала. Эти импульсы с формирователя РВП поступают на измеритель 15 РВП, где преобразовываются в цифровой код, и подаются на ЭВМ 16 для определения координат источника АЭ. Импульсы с формирователей 10-13 перебрасывают соответствующие . триггеры 17-20, сброс которых происходит задним фронтом строба, определяющего зону обзора, с формирователя 21 зоны контроля. Этот формирователь 21 запускается первым из импульсов с формирователей 10-13 им пульсов. Импульсы.с триггеров 17-20 .поступают на схему 22 И, сигнал с которой, длительностью от последнег по времени импульса с формирователе 10-13 до конца зоны контроля, подается на схему 23 И-НЕ. Сигналы с формирователя 1 + РВП, соответствующие внешним по расположению преобра зователям 3-5, поступают на схему 2k ИЛИ, и с нее импульс длительност от первого до последнего из них подается но схему 25 совпадения. На второй вход схемы 25 совпадения поступает импульс с формирователя 1 РВП канала с центральным преобразователем 2 (расположенным внутри .треугольника). Этот импульс длится от первого, пришедшего на преобразователи 3-5 сигнала, до сигнала, пришедшего на центральный преобразователь 2. Если на центральный преобразователь 2., сигнал пришел первым по времени, то на второй вход схемы 25 совпадения поступает сигнал постоян ного уровня логической единицы. Импульс со схемы 25 совпадения перебрасывает бйстабильный триггер 26, сброс которого производится задним фронтом строба с формирователя 21 ,з ны контроля. Импульс с триггера 26, поступая на второй вход схемы 23 И-НЕ, дает разрешение после прихода последнего сигнала на преобразователи (в данном случае на преобразователь 5) на запись данных о РВП в ЭВМ 16 и приведение расчетов для оп ределения координат источника АЭ, находящегося в зоне контроля. Если на выходе формирователя 10 импульсов (первый канал), соответствующег внутреннему по расположению акустическому преобразователю 2, сигнал окажется последним по времени (из четырех в данном примере), то на вы ходе схемы 25 совпадения будет пост янный уровень логической единицы, триггер 26 не запу-стится и его выходной сигнал (уровень логического нуля) не пропустит импульс со схемы 22 И на запись данных о РВП в ЭВ и проведение расчетов для определения координат источника АЗ.-Импульс со схемы 25 совпадения, длительност от сигнала на центральном преобразо вателе до сигнала на последнем- преобразователе, запустит генератор 27 пилообразного напряжения, сигнал с которого поступит на пороговый блок 28. На второй вход порогового блока 28 подается опорное напряжение ЕОИ, определяющее максимально возможную РВП между центральным и последним по времени прихода сигналов преобразователей. Если напряжение на выходе генератора 27 пилообразного напряжения превышает опорное Еои, то запускается бйстабильный триггер 29 на время до конца зоны контроля, запрещая прохождение импульса со схемы 22 И на запись данных о РВП и ЭВМ и проведение расчетов для определения координат источника АЭ. При этом исключается возможность ложных отсчетов от всевозможных помех при неправильной последовательности прихода сигналов (неправильной возможной последовательности и величине разностей времен прихода сигналов), так как на центральный .преобразователь (который расположен внутри многоугольника, образованного остальными преобразователями группы) сигнал от источника АЭ, находящегося в зоне контроля, никогда не может придти последним по времени, причем РВП сигналов между центральным и последним по времени прихода акустическими преобразователями не может быть меньше определенной величины. Следовательно, исключается обработка, определение координат (безмашинным путем или на ЭВМ) неправильной последовательности сигналов на преобразователях. Таким образом, исключается вычисление координат по ложным сериям сигналов, чем достигается повышение помехозащищенности устройства. Формула изобретения Устройство для контроля изделий методом акустической эмиссии, содержащее четыре канала приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя, усилителя и формирователя импульсов, подключенные к выходам каналов последовательно соединенные, формирователь разности времен прихода и измеритель разности времен прихода, и ЭВМ; три преобразователя располагаются по углам треугольника, а четвертый - внутри него, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, оно снабжено формирователем зоны контроля, четы|эь мя канальными триггерами, схемой И, схемой И-НЕ, схемой ИЛИ, схемой совпадения, первым и вторым бистабильнымиI триггерами, генератором пилообразного напряжения и пороговым блоком, формирователь зоны контроля соединен с первыми входами канальных и бистабильных триггеров, вторые вхо ды канальных триггеров соединены с выходами соответствующих формирователей импульсов, выходы канальных триггеров подключены ко входам схемы И, выход которой подключен к первому входу схемы И-НЕ, выходы фор мирователя разности времен прихода, соответствующие каналам, акустические преобразователи которых расположены по углам треугольника, соединены через схему ИЛИ с первым входом схемы совпадения, второй вход ко торой соединен с выходом формирователя разности времен прихода канала, акустический преобразователь которого расположен внутри треугольника, выход схемы совпадения подключен ко второму входу первого бистабильного триггера, выход которого соединен со вторым входом схемы И-НЕ и через соединенные последовательно генератор пилообразного напряжения и пороговый блок - со вторым входом ВТОРОГО бистабильного триггера, выход последнего подключен к третьему входу схемы И-НЕ, второй вход порогового устройства соединен с источником опорного напряжения, а входы ЭВМ подключены к выходам измерителя, разности времен прихода и схемы И-НЕ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. G 01 N 29/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 29/04, 1976 (прототип).

;...-.