CS199403B1

CS199403B1 - Equipment for scanning of acoustic emission by laser beam from the surface of material under load

Info

Publication number: CS199403B1
Application number: CS796677A
Authority: CS
Inventors: Dusan Racko
Original assignee: Dusan Racko
Priority date: 1977-12-01
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1980-07-31

Description

Vynález sa týká zariadenia na snímenie akustickéj emisie laserovým lúčom z povrchu pevného materiálu pod zatažením.The invention relates to a device for sensing acoustic emission by a laser beam from the surface of a solid material under load.

V súčasnej době aa pre snímanie akustickej emiaie z povrchu pevného materiálu používajú zariadenia so snímačmi a priamym kontaktom, ktoré sú schopné snímat akustickú emisiu len do urČitej teploty ohriatia zatěžovaného materiálu. Vysokoteplotně snímače m6žu byt použité do maximálněj teploty cca 500 °C a pre vyššie teploty sú nepoužitelné. Okrem toho snímače s přiamym kontaktom sú ohrožované případnou deštrukciou zatažovaného materiálu.At present, and for sensing acoustic emission from solid material surfaces, they use devices with sensors and direct contact that are capable of sensing acoustic emission only up to a certain heating temperature of the loaded material. High temperature sensors can be used up to a maximum temperature of about 500 ° C and are unusable for higher temperatures. In addition, sensors with direct contact are threatened by possible destruction of the loaded material.

Vyššie uvedené nevýhody sa v podštatnej miere odstránia zariadením na anímanie akustickej emiaie laserovým, lúčom z povrchu pevného materiálu pod zatažením, ktorého podstata spočívá v tom, že pozostáva z plynového laseru s kontinúálnym žiarením opatřeného polopriepustným zrkadlom a pripojenej optické j sústavy, ďalej odrazového zrkadla, určeného k odrážaniu druhej vetvy děleného laserového lúča zachytávaného indikátorom, ku ktorému je připojený vyhodnocovací a registračný přístroj.The above-mentioned disadvantages are substantially eliminated by a laser beam emitting device for acoustic emitting from the surface of a solid material under load, which consists of a gas laser with a continuous radiation equipped with a semipermeable mirror and an attached optical system, a reflecting mirror, designed to reflect the second branch of the split laser beam captured by the indicator, to which an evaluation and recording apparatus is connected.

Plynový laser s kontinúálnym žiarením budený vysokofrekvenčným generátorům vyžaruje laserový lúč, ten prechádza cez polopriepustné zrkadlo na optická sústavu, ktorá ho rozdělí na dve vetvy, pričom jedna vetva laserového lúča dopadá na povrch pevného zaťažovacieho materiálu, ktorý tvoří zároveň odrazová plochu, druhá vetva laserového lúča dopadá na odrazové zrkadlo umiestnené fixně mimo povrch zafačovaného materiálu. Obidve vetvy odrážené199403 ho laserového lúča dopadajú na indikátor. Posuvy povrchu záťažovaného $ateriálu, tvóriaceho zároveň odrazovú plochu, spósobované akustickýmvlněním od vznikajúcej nečeliatvoati zapríčiňujú fázový posuv vlnenia na indikátore · a tým aj změny amplitúdy atriedavej zložky elektrického, prúdp v obvode indikátora. Tieto změny sú zosilované a vyhodnocovanévo vyhodnocovacom a registračnom přístroji.The gas laser with continuous radiation excited by high-frequency generators emits a laser beam, which passes through a semi-transparent mirror to an optical system that divides it into two branches, with one laser beam striking the surface of a solid load material it impinges on a retro-reflector fixed fixed outside the surface of the embedded material. Both branches reflected by the laser beam hit the indicator. The displacements of the surface of the loaded atterial, which at the same time constitute the reflective surface caused by the acoustic ripple from the emerging non-beast, cause a phase shift of the waveform on the indicator and hence changes in the amplitude of the atrial current component. These changes are amplified and evaluated in the evaluation and registration apparatus.

Zariadením podTa vynálezu sa dosiahne dižtančná kontrola materiálu -bez. nutnosti umiestňovať snímač na povrch materiálu pod zaťažením. Dosiáhhu sa týmto dve výhody vzhTadom na doterajšie metody používajúce kontaktně snímače. Pracovník nie je ohrožovaný kontrolovanou konštrukciou pri umieáťňůvaní snímača například náhlou haváriou, zvýšenou radiáciou, teplotou atd. Druhá výhoda spočívá v tom, že kontrola nie je ovplyvňovaná technikou umieetnenia . snímača na povrch materiálu a teda móže byť uplatněná pri materiáloch o vysokých teplotách na nepřístupných miestach konštrukcie, pričom nemóže dójsť k neželanému prerušeniu meraní odpadnutím snímača.By means of the device according to the invention a distance control of the material is obtained - without. the need to place the sensor on the surface of the material under load. This achieves two advantages with respect to prior methods using contact sensors. The worker is not endangered by the controlled design when positioning the sensor, for example by sudden accident, increased radiation, temperature, etc. The second advantage is that control is not influenced by the placement technique. the sensor on the surface of the material, and thus can be applied to high temperature materials at inaccessible locations of the structure, whereby unwanted interruptions of measurements can be avoided by dropping the sensor.

Příklad zariadenia na snímanie akustickéj emisie laserovým lúčom z povrchu pevného materiálu pod zaťažením podl'a vynálezu je znázorněný na pripojenom výkrese.An example of a device for sensing acoustic emission by a laser beam from the surface of a solid material under load according to the invention is shown in the attached drawing.

Plynový laser 1 s kontinuálnym žiarením budený vysókofrekvenčným generátorům 2 vyžaruje laserový lúč 2, ktorý prechádza cez polopriepustné zrkadlo 3 ^na připojená optickú sústavu 11. ktorá ho dělí na dve vetvy. Jedna vetva laserového lúča dopadá na povrch pevného zaťažovaného materiálu 2, druhá vetva laserového lúča 6 dopadá na odrazové zrkadlo £ umiestnená mimo povrch zaťažovaného materiálu 2· Laserové lúče musia dopadať na odrazové plochy pod uhlom kvóli ich odrazom. Posuny povrchu zaťažovaného materiálu 2 vyvolané akustickou emisiou spdsobujú fázový postiv elektromagnetického vlnenia zložiek laserového lúča a tým aj změny amplitúdy atriedavej zložky elektrického prúdu v obvode indikátora <£. Tietp změny eú zosilované, upravované v pripojenom vyhodnocovacom a registračnom přístroji 10.The continuous-beam gas laser 1 excited by the high-frequency generators 2 emits a laser beam 2, which passes through a semipermeable mirror 3 ^{to the} connected optical system 11, which divides it into two branches. One laser beam strikes the surface of the solid load 2, the other laser beam 6 strikes the reflector 6 located outside the load 2 surface. The laser beams must strike the reflective surfaces at an angle of reflection. The shifts of the surface of the loaded material 2 induced by acoustic emission cause a phase post of the electromagnetic waves of the laser beam components and hence changes in the amplitude of the AC current in the indicator circuit. These changes are amplified, modified in the connected evaluation and recording apparatus 10.

Zariadenie na snímanie akustickej emisie podTa*vynálezu najde úplatnenie pri nedeštruktívnych kontrolách pevných materiálov,. ďale j zvarov a všade tam, kde z róznych dóvodov nie je možné použiť zariadenia so snímačmi β priamym kontaktom. .vThe acoustic emission sensing device of the invention finds utility in non-destructive controls of solid materials. Welds and wherever devices with direct contact β sensors cannot be used for various reasons. .in

Claims

199403 2 of the laser beam is on the indicator. The displacements of the load-bearing surface at the same time forming the reflective surface formed by the acoustic waves from the incipient dullness cause phase shifting of the wave on the indicator and thus also changes in the amplitude of the alternating electrical component, the laundry in the indicator circuit. These changes are amplified and evaluated in the evaluation and reproduction apparatus. The device according to the invention achieves dietary control of the material - the need to place the sensor on the material surface under load. There are two advantages with respect to the existing methods of using contact sensors. The worker is not endangered by the controlled structure at the positioner, for example by a sudden crash, increased radiation, temperature, etc. A second advantage is that the control is not influenced by the technique of positioning the sensor on the surface of the material and hence can be applied to materially high temperatures at inaccessible construction sites, do not fail to interrupt the measurements by dropping the sensor. An example of an apparatus for sensing an acoustic emission by a laser beam from the surface of a solid material under load according to the invention is shown in the drawing. The continuous-beam gas laser 1 excited by the high frequency generators 2 emits a laser beam which passes through the semipermeable mirror J to a connected optical array 11 which divides it into two branches. One branch of the laser beam impinges on the surface of the solid material 2, the second branch of the laser beam 6 impacts on the reflective mirror 6 located on the surface of the loaded material

2 · Laser beams must strike the reflecting surfaces at an angle due to their reflection. The acoustic emission-induced displacements of the load-bearing material 2 cause the phase bias of the electromagnetic waves of the laser beam components and hence the variation of the alternating component of the electrical laundry in the circuit of the Tietp indicator changes in the connected evaluation and recording apparatus. for the acoustic emission sensing according to the invention, it finds consideration for non-destructive controls of solid materials. In addition, welds and stitches where direct contact devices cannot be used from different sources. BACKGROUND OF THE INVENTION An apparatus for sensing an acoustic emission by a laser beam from a surface of a solid material under load, characterized in that it consists of a gas beam (1) with continuous radiation provided with a semi-permeable mirror (3) and a dividing optical system ( 11) and a reflecting mirror (8) for reflecting the second branch of the split laser beam (6) for which the indicator (9J to which the evaluation and positioning device (10) is connected) is used.