Устройство для обнаружения сигналов акустической эмиссии Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле материалов и изделий с помощью акустической эмиссии. Известно устройство для обнаруже ния сигналов акустической эмиссии, содержащее преобразователь, усилитель, блок анализа и блок регистрации 1 . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обнаружения сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобра эователь, усилитель и линию задержки, каскад вычитания, каскад сравнения, счетчик, пороговый каскад, блок управления, второй счетчик И регистратор 2. Недостатком этих устройств является невысокая точность обнаружения сигналов акустической эмиссии. це.71ь изобретения - повышение точ ности. Цель достигается за счет того, что устройство для обнаружения сигналов акуетической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразовате.пь, усилитель и линию задержки, регистратор, снабжено компараторами, последовательно соединен НЕЛМИ схемой совпадения, формирователем, реверсивным счетчиком, цифровым компаратором, измерителем среднего числа импульсов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен ко входу регистратора, регистром сдвига, вход регистра сдвига подк.гаочен к выходу формирователя, выход регистра сдвиге подк.пючен ко второму входу реверсивного счетчика, линия задержки выпо.лнена многоотводной, первые входы компараторов соединены с отводами линии задержки, вторые компараторов соединены с выходом линии задержки, а выходы компараторов подключены к схеме совпадения. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1, усилитель 2, многоотводную линию 3 задержки, компараторы 4, схему 5 совпадения, формирователь б, реверсивный счетчик 7, цифровой компаратор 8, измеритель 9 среднего числа импульсов, цифро-аналоговый преобразователь 10 и регистратор 11, регистр 12 сдвига, вход которого подключен к выходу формирователя 6 а выход - ко второму .входу реверси ного счетчика 7. Устройство работает следующим о разом. Смесь сигналов акустической эмиссии с шумом преобразуется преобразователем 1 в электрическое напряжение, которое поступает на усилитель 2. Затем усиленный сигна поступает на.многоотводную линию 3 задержки. Величина задержки trc между отво дами выбирается больше интервала корреляции для того, чтобы обеспечить независимость мгновенны:)с значений процессов, снимаемых с каждо отвода. В каждом компараторе 4 про исходит сравнение напряжения с пос леднего отвода с напряжением того отвода, в котором стоит компаратор При превышении величины напряжения с последнего отвода на выходе компаратора появляется . При наличии единиц на выходах всех компа раторов схемы 5 совпадения тоже вы даст . Причем вероятность появления на выходе схемы совпадения подчиняется биноминальному закону и при наличии только шума на входе равна /j-t- , где j- количест отводов от линии задержки. Как вид но, эта вероятность инварианта к статистике шума, что приводит к ст билизации ошибки первого рода при проверке гипотезы о наличии сигнал в шуме. Случайный поток единиц и нулей с выхода схемы 5 поступает на вход об наружителя движущегося oKHaJ, состоящего из формирователя 6, регистра 12 сдвига, реверсивного счет чика 7, цифрового компаратора 8. Принцип работы заключается в сле дующем. Счет входного потока импуль сов X(t) осуществляется в текущем интервале времени t-t,t,гдe t- дл тельность интервала (окна) .; .Появление в данном интервале каждого импульса увеличивает показание реверсивного счетчика на единицу. Однако как только импульс потока окажется за предел.ами цанного интервала, показания счетчика уменьшаются на единицу. Решение о наличии сигнала принимается в случае, когда в интер вале t-t ,t окажется не менее задан ного числа импульсов К. Это означае что функция S(t) показаний реверсив ного счетчика импульсов в области принятия решения о наличии сигнала акустической эмиссии удовлетворяет неравенству S(t) К, где К - задан ный порог обнаружения. Таким обрадвижущимсязом, обнаружитель с окном позволяет выделить вновь появившийся сигнал на его входе. Это оказывается возможным благодг.аря тему, что появление нового сигнала сопровождается увеличением плотности импульсов входящего потока. Естественно в последнем случае могут иметь место и ложные срабатывания (при отсутствии сигналов АЭ) от шумов усилителя и шумов испытательной установки, однако за счет осуществленной предварительной непараметрической обработки и увеличения порога обнаружения К обеспечивается частота ложного срабатывания обнаружителя на заданном уровне. С цифрового компаратора 8 сигна.пы, равные единице (что соответствует наличию сигнала акустической эмиссии в шуме), подаются на цифровой измеритель 9 среднего числа импульсов. Затем результат преобразуется из цифровой формы в аналоговую в цифро-аналоговом преобразователе 10 и регистрируются в регистраторе 11. Таким образом, устройство позволяет повысить точность обнаружения сигналов акустической эмиссии на фоне шума и другого вида помех. Формула изобретения Устройство для обнаружения сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразователь, усилитель и линию задержки, регистратор, отлич ающее С я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено компараторами, последовательно соединенными схемой совпадения, формирователем, реверсивным счетч:иком, цифровым компаратором, измерителем среднего числа импульсов и цифро-аналоговым преобразователем, выход которого подключен ко входу регистратора, регистром сдвига, вход регистра сдвига подключен к выходу формирователя, выход регистра сдвига подключен ко второму входу реверсивного счетчика, линия задержки выполнена многоотводной, первые входы компараторов соединены с отводами линии задержки, вторые входы компараторов соединены с выходом линии задержки, а выходы компараторов подключены к схеме совпадения. I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2111415, кл. G 01 N 29/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № 586381, кл. G 01 N 29/04, 1978 прототип).