Устройство для акустико-эмиссионного контроля материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле дефектов мате риалов акустико-эмиссионным методом. Известно устройство для акустикоэмиссионного контроля материалов, содер жащее каналы приема, каждый из которы состоит из последовательно соединенных преобразователя и усилителя,и блок обработки информации TI } Недостатком данного устройства яв ляется малая поме;юза11шщенность, обусловленная тем, что вследствие выравнива ния чувствительности к акустическим сигналам во всех каналах имеются различия в коэффициентах усиления усилителей. В результате сигнал электромагнитной помехи регистрируется не одновременно во всех каналах, ЧТО приводит к загрузке ЭВМ, записи ложной информации и снижению достоверности контроля. Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство для акустико-эмиссионного контр ЛЯ материалов, содержашее четыре канала приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных послеаовач ельно преобразователя, усилителя, формирователя импульсов и триггера, три преобразователя предназначены для расположения на поверхности материала по углам треугольника, а четвертый - внутри него , формирователь зоны контроля, схему И-НЕ и блок обработки информации, при этом входы формирователя зоны контроля соединены с выходами формирователей импульсов каналов и с входами блока обработки информации, выходы триггеров соединены с входом схемы И-НЕ, а выход формирователя зоны контроля соединен со вторыми входами триггеров 2. Недостатком этого устройства является малая достоверность контроля, обусловленная отсутствием зашиты от электромагнитных помех. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет зашиты от электромагнитных помех. Указанная цель достигается тем, что устройство для акустико эмиссионного контроля материалов, содержащее четыре канала приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последоватально преобразователя, усилителя, формирователя импульсов и триггера, тр преобразователя предназначены для рас. положения на поверхности материала по углам треугольника, а четвертый - внут ри него, формирователь зоны контроля, схему И-НЕ и блок обработки информаци при этом входы формирователя зоны кон троля соединены с выходами формирователей импульсов каналов -и с входами блока обработки информации, выходы триггеров соединены с входами схемы И-НЕ, а выход формирователя зоны контроля соединен с вторыми входами триггеров, снабжено соединенными последовательно блоком запрета, схемой И и бистабильным триггером , второй вход которого соединен с выходом блока об- работки информации, а выход - с управляющ входом блока обработки информации, второй вход схемы И соединен с выходом схемы И-Н а третий вход - с выходом триггера канала, преобразователь которого расположен внутри треугольника, а вход блока запрета соединен с выходом pijOfspobaTenR зоны контроля. На чертеже представлено устройство для акустико-эмиссионного контроля. Устройство содержит четыре канала приема сигналов, каждый из которых сос тоит из соединенных .последовательно преобразователя 1 (2,3,4), усилителя 5 (6,7-,8), формирователя 9 (10,11,12) импульсов и триггера 13 (14,15,16), три преобразователя 1, 2 и 3 предназначены для расположения на поверхности материала по углам треугольника, а четвертый преобразователь 4 - внутри него, формирователь 17 зоны контроля, схему 18 И-НЕ и блок 19 обработки информации, при этом входы формирователя 17 зоны контроля соединены с выходами формирователей 9-12 импульсов каналов и с входами блока 19 обработки информации, выходы триггеров 13-16 соединены с входами схемы И-НЕ 18, а выход формирователя 17 зоны контроля соединен с вторыми входами триггер 13-16. Устройство снабжено также соединенными последовательно блоком 2 О запрета, схемой И 21 и бистабильным триггером 22, второй вход которого соединен с выходом блока 19 обработки информации, а выход - с управляющим входом блока 19 обработки информации, второй вход схемы И 21 соединен с выходом схемы И-НЕ 18, а третий вход - с выходом триггера 13 канала, преобразователь 4 которого расположен внутри треугольника, а вход блока 20 запрета соединен с выходом формирователя 17 зоны контроля. Устройство работает следующим образом. Сигналы от источника акустической эмиссии принимаются группой преобразователей 1-4, преобразуются в них в электрические, усиливаются усилителями 5 - 8 и поступают на формирователи 9-12 импульсов, при превышении пороговых уровней в которых преобразуются , в логические импульсы. Коэффициенты усиления усилителей 5 - 8 каждого канала выставляются такими, чтобы равные по амплитуде акустические сигналы на преобразователях 1-4 имели ран ное электрическое н&пряжение на входах формирователей 9 - 12 импульсов. С формирователей импульсов сигналы подаются на соответствующие триггеры 13 - 16, формирователь 17 зоны контроля и блок 19 обработ1Ш информации. В последнем при помощи этих сигналов определяются координаты источника на изделии 23, амплитуда и другие параметры сигналов акустической эмиссии. Формирователь 17 зоны контроля може быгь вьшолнен в виде бдновибратора и вырабатывает импульс,.от начала первого по времени импульса-с формирователей 9-12 импульсов длительностью, равной максимально возможной по вре мени зоне контроля данной группы канаглов, зависящей от расстояния между преобразователями и скорости распространения ультразвуковых волн в материале контролируемого изделия. Передним фронтом импульса с формирователя 17 зоны контроля запускается блок 20 запрета, а задним фронтом - перебрасываются .триггеры 13 - 16. Каждый из триггеров 13 - 16 вырабатывает импульс от соответствующего импульса формирователей 9 - 12 импульсов до конца зоны контроля и подает его на схему И-НЕ 18. Импульсы со схемы И-НЕ 18, с триггера 13, которому соответствует преобразователь 4, расположенный внутри треугольника, образованного преобразователями 1, 2 и 3 ,. и с блока 20 запрета поступают на схему И 21 . Блок 2 О запрета может быть, выполнен в виде одновибратора и вырапреобразователями сигнала длительностью С. f должно быть не более 0,476 Т, где Т - время распространения ультразвука между преобразователями 1, 2 и 3, расположенными по углам треугольника. Т определяет минимально возможную разность времен прихода сигнала АЭ на преобразователь, принявший сигнал первым, и преобразователь, принявший сигнал последним. Дизъюнкция импульсов со схемы И 21 подается на бистабильный триггер 22, перебрасывая его. Сигнал с бистабильного триггера 22 поступает на блок 19 обработки информации для разрешения обработки параметров акустический эмиссии в этом блоке (например, при помощи ЭВМ), После передачи готовой информации для обработки внутри блока 19 обработки информации импульсом с последнего сбрасывается бистабильный триггер 22. Если на пре-. образователях возникла электропомеха, то, учитывая разный коэффициент усиления усилителей 5-8 каналов, на входе формирователей 9-12 импульсов будут сигналы разной амплитуды. Пересечение порог ового уровня в формирователйх 9 - 12 импульсов будет происходить неодновременно. Импульс со схемы И-НЕ 18, являющийся конъюнкцией импульсов с триггеров 13 - 16, начнется раньше. конца импульса с блока 2О запрета и на выходе схемы И 21 не появится импульс запускаюший бистабильный триггер 22. На выходе бистабильного триггера 22 не возникнет разрешающий обработку параметров акустической эмиссии сигнал. Следрвательно, от электромагнитной помехи, одновременно поступающей на входы усилителей, хотя и срабатьшают не одновременно формирователи импульсов из-за разницы коэффициентов усиления усилительных трактов (что может восприниматься как сигналы акустической эмиссии) не производится обработка параметров (не загружается устройство, в том числе и ЭВМ). ство позволяет повысить достоверность контроля за счет выполнения блокировки на время действия электромагнитной помехи блока 19 обработки информации. Формула из обретения Устройство для акустико-эмиссионного контроле материалов, содержащее четыре канала приема сигналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно преобразователя, усилителя, формирователя импульсов и триггера, три преобразователя предназначены для расположения на поверхности материала по углам треугольника, а четвертый - внутри него, формирователь зоны контроля, схему И-НЕ и блок обработки информации, при этом входы формирователя зоны контроля соединены с выходакш формирователей импульсов каналов и с входами блока обработки информации, выходы триггеров соединены с входами схемы И-НЕ, а выход формирователя зоны контроля соединен с вторыми входами триггеров, отличающееся тем, Что, с целью повышения достоверности контроля за счет защиты от электромагнитных помех, оно снабжено соединенными последовательно блоком запрета, схемой И и бистабильньпл триггером, второй вход которого соединен с выходом блока обработки информации, а выход - с управляющим входом блока обработки инфор мации, второй вход схемы И соединен с выходом схемы И-НЩ, а третий вх.од с выходом триггера канала, преобразователь которого расположен внутри тре- угольника, а вход блока запрета соединен с выходом формирователя зоны контроля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 385439, кл. G 01 Н 1/ОО, О7.О1.75. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2816О26/25-28, кл. G O1N 29/О4, 29.О8.79 (прототип).