DE2334350C3

DE2334350C3 - Amplitude-evaluating analyzer circuit

Info

Publication number: DE2334350C3
Application number: DE19732334350
Authority: DE
Inventors: Manlio; Paglini Franco; Rom Mirabile
Original assignee: Centra Sperimentale Metallurgico S.p.A., Rom
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1977-03-31

Description

Die Erfindung betrifft eine amplitudenbewertende Analysatorschaltung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.The invention relates to an amplitude-evaluating analyzer circuit in the preamble of the claim 1 described Art.

Durch die US-PS 29 27 207 ist eine Analysatcrschaltung bekanntgeworden, welche die im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen strukturellen Merkmale aufweisen. Diese Analysatorschaltung dient zur Bewertung aller Einzelsignale einer Signalfolge und hat die Aufgabe, diese Einzelsignale bestimmten Amplitudenbereichen zuzuordnen und nach diesen Amplitudenbereichen getrennt abzuzählen. Through the US-PS 29 27 207 an analysatcr circuit has become known, which the generic term of claim 1 have described structural features. This analyzer circuit serves to evaluate all individual signals of a signal sequence and has the task of these individual signals assigned to certain amplitude ranges and counted separately according to these amplitude ranges.

Viele physikalische Erscheinnungen sind durch ein nichtstationäres Verhalten gekennzeichnet. Die Untersuchung solcher Erscheinnungen ist zum Verständnis ihrer Ursache in vielen Fällen von großer Bedeutung. Zweckmäßigerweise werden die physikalischen Erscheinnungen mittels eines geeigneten (z. B. piezoelektrischen) Wandlers in elektrische Größen umgewandelt.Many physical phenomena are characterized by non-stationary behavior. The investigation Such phenomena are in many cases of great importance for an understanding of their cause Importance. The physical phenomena are expediently represented by means of a suitable (e.g. piezoelectric) transducer converted into electrical quantities.

In vielen Fällen gestattet die Übertragungsfunktion der zur Verfügung stehenden Wandler keine hinreichend genaue Umsetzung der physikalischen Erscheinung in eine entsprechende elektrische Größe. Als Beispiel seien hier die bei Verformung und Bruch von Metallen auftretenden und unter der Bezeichnung »akustische Emission« bekannten physikalischen Erscheinnungen erwähnt. Die zur Untersuchung der akustischen Emission verwendeten Wandler sind üblicherweise piezoelektrische Wand-In many cases the transfer function of the available converters does not allow sufficient precise conversion of the physical appearance into a corresponding electrical quantity. When Examples here are those occurring with deformation and breakage of metals and under the designation "Acoustic emission" mentioned physical phenomena known. The one for investigation The transducers used for acoustic emission are usually piezoelectric wall

ler und mechanisch an dem zu untersuchenden me- Eingangs- oder Signalvorverarbeitungskreise, welche taUischen Prüfling befestigt, während disser bestimm- mit dem Ausgang eines piezoelektrischen Wandlers ten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt wird. verbunden sind.ler and mechanically on the me input or signal preprocessing circuits to be examined, which TaUischen test specimen attached, while disser determined with the output of a piezoelectric transducer ten mechanical loads. are connected.

Die mechanischen Beanspruchungen rufen Verset- Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der eigentlichenThe mechanical stresses call verset- Fig. 2 is a block diagram of the actual

zungsbewegungen hervor, die zur Entstehung und 5 Analysatorschaltung für die zu untersuchenden Si-Ausbreitung von Rissen und der damit verbundenen gnale.movement movements that lead to the emergence and 5 analyzer circuit for the Si propagation to be investigated of cracks and related gnale.

Emission mechanische Energie führen. Der zeitliche F i g. 3 und 3' zeigen zur Veranschaulichung derLead emission of mechanical energy. The temporal fi g. 3 and 3 'show to illustrate the

Verlauf elcer derartigen Emission, der z. B. abgestuft Arbeitsweise der Schaltungen von F i g. 1 und 2 die- oder impulsförmig sein kann, wird vGn dem piezo- nende Wellenformen.Course of such an emission, the z. B. graded operation of the circuits of F i g. 1 and 2 the- or pulse-shaped, vGn becomes the piezoelectric waveforms.

elektrischen Wandler in eine gedämpfte Schwin- io Fig. 4 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild zusätzgungs- oder Impulsfolge umgewandelt, deren Maxi- licher Schaltkreise zur Signaluntersuchung, mum und Frequenzen mit der insgesamt emittierten Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die elektri-electrical converter in a damped oscillation Fig. 4 is a simplified block diagram additional or pulse train, whose maximum circuits for signal investigation, mum and frequencies with the total emitted With reference to Fig. 1, the electrical

mechanischen Energie und der Grundfrequenzkom- sehen Signale von einem Wandler T erzeugt, der ein ponenten in Korrelation stehen. piezoelektrisches Element beispielsweise vom Typmechanical energy and the fundamental frequency computation see signals generated by a transducer T , which are a component in correlation. piezoelectric element, for example of the type

Bei bekannten Vorrichtungen zur Untersuchung 15 PZT enthält Die Wandlerausgangssignale werden derartiger Erscheinungen erfolgt lediglich die Ge- nach Impedanzanpassung in der Schaltung EF einem samtzählung der bei Freisetzung mechanischer Ener- Bandpaß- oder Hochpaßfilter F zugeführt, dessen gie in einem piezoelektrischen Wandler induzierten untere Grenzfrequenz so gewählt ist, daß er die auf Schwingungen. Sodann wird willkürlich ein Zusam- die zu untersuchenden Ereignisse zurückgehenden menhang zwischen der Anzahl der Schwingungen und *o Nutzfrequenzsignale von Rauschsignalen trennt, weider Anzahl der diese Schwingungen erzeugenden Er- ehe beispielsweise im Betneb einer zur Erzeugung eignisse unterstellt. mechanischer Beanspruchungen an MetallprüflingenIn known devices for investigation 15 PZT contains the converter output signals of such phenomena only the Ge after impedance matching in the circuit EF to a total count of the release of mechanical energy bandpass or high pass filter F supplied whose energy in a piezoelectric transducer induced lower cutoff frequency so selected is that he's acting on vibrations. An arbitrary correlation between the number of oscillations and the number of oscillations and useful frequency signals is then separated from noise signals, since the number of oscillations generating these oscillations is assumed, for example, in the context of an event. mechanical stresses on metal test objects

Bei anderen bekannten Vorrichtungen wird neben dienenden Maschine entstehen. Als praktisches Beider Schwingungszählung eine nicht streng korrekte spiel kann die untere Grenzfrequenz beispielsweise Korrelation zwischen der Amplitudenverteilung der 35 bei 8 kHz liegen.In other known devices, a serving machine will be created next to it. As practical both Vibration counting a game that is not strictly correct can be the lower limit frequency, for example Correlation between the amplitude distribution of the 35 are at 8 kHz.

einzelnen Schwingungen und der bei jedem einzelnen Am Ausgang des Filters F liegt ein Trennverstär-individual vibrations and the at each individual At the output of the filter F there is an

Ereignis emittierten Energie hergeleitet. ker AP mit einer an die Amplitudenausschläge amEvent emitted energy derived. ker AP with one of the amplitude deflections am

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgang des Filters F angepaßten Dynamik. Analysatorschaltung zu schaffen, die sich zur Analyse Mit dem Ausgang des Trennverstärkers AP ist einThe invention is based on the object of an output of the filter F adapted dynamics. To create analyzer circuit, which is used for analysis With the output of the isolation amplifier AP is a

der von einem Wandler, insbesondere von einem 30 aus den Widerständen RA, RB, RC...RM bestehenpiezoelektrischen Wandler bei der Werkstoffprüfung der Spannungsteiler verbunden, welcher den Spanvon einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzten nungsvergleicher CPA, CPB, CPC ... CPM Signale Metallteilen abgegebenen elektrischen Ausgangs- mit unterschiedlicher Amplitudenhöhe zuführt, wosignale eignet und die aus aufeinanderfolgenden bei diese an ihrem Ausgang jedes Mal dann ein Auswechselstromimpulsartigen Signalfolgen vorbekann- 35 gangssignal liefern, wenn das an den invertierenden ter maximaler Dauer nur den jeweils höchsten Spit- Eingang angelegte Eingangssignal höher ist als die zenwert anzeigt. am nichtinvertierenden Eingang anliegende Bezugs-connected by a transducer, in particular a piezoelectric transducer consisting of the resistors RA, RB, RC ... RM during the material testing of the voltage divider, which the voltage comparator CPA, CPB, CPC ... CPM signals metal parts which are exposed to mechanical stress electrical output signals with different amplitudes, which are suitable and which, from successive signals at their output, deliver an alternating current pulse-like signal sequences whenever the input signal applied to the inverting maximum duration only the highest peak input is higher as the zen value indicates. reference values present at the non-inverting input

Ausgehend von einer Analysatorschaltung der spannung. Diese Anordnung läßt sich selbstverständeingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe lieh auch umkehren, indem die Bezugsspannungen an durch die im kennzeichnenden Teil des Patent- 40 die Spannungsteilerwiderstände angelegt werden und anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. der Ausgang des Trennverstärkers AP unmittelbarStarting from a voltage analyzer circuit. This arrangement can of course be described at the beginning, this task is also reversed in that the reference voltages are applied to the voltage divider resistors in the characterizing part of patent 40 and the features mentioned in claim 1 are achieved. the output of the isolation amplifier AP immediately

Die US-PS 29 27 207 bewertet — wie erwähnt — mit den Vergleichen CP verbunden wird, alle Signale einer Signalfolge individue¹! nach ihrer Bei dieser Schaltung erfolgt jedes Mal dann, wennThe US-PS 29 27 207 rated - as mentioned - with the comparison CP is connected, all signals of a signal sequence individue ¹ ! according to their At this circuit occurs every time

Amplitude und liefert an der den einzelnen Ampli- die Spannung am Eingang der Spannungsvergleicher tudenstufen zugeordneten Ausgängen bei jedem der 45 CP einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, dieser Amplitudenstufe angehörenden Signale ein am Ausgang derselben ein Übergang des Logik-Span-Ausgangssignal. Diese Informationen sind für die nungspegels von einem hohen zu einem niedrigen Untersuchung der eingangs beschriebenen physika- Spannungswert, d. h. von HOCH zu NIEDRIG entlischen Erscheinungen ungeeignet. Die erfmdungs- sprechend der üblichen Bezeichnungsweise für posigemäße Analysatorschaltung »betrachtet« hingegen 50 tive Logik.Amplitude and delivers at the outputs assigned to the individual amplitudes, the voltage at the input of the voltage comparator stages, when each of the 45 CP exceeds a predetermined threshold value, signals belonging to this amplitude stage a transition of the logic-span output signal at the output of the same. This information is unsuitable for the voltage level from a high to a low investigation of the physical voltage value described at the beginning, ie from HIGH to LOW entlischen phenomena. The customary designation for positive analyzer circuit according to the invention, on the other hand, “considers” 50 tive logic.

jede Signalfolge als Ganzes und liefert nach einer der Die nachfolgende Beschreibung ist aus GründenEach signal sequence as a whole and delivers according to one of the The following description is for reasons

maximalen Dauer einer Signalfolge entsprechenden der Einfachheit und Übersichtlichkeit auf drei VerZeitspanne ein Ausgangssigna], welches nur dasjenige gleichspegelwerte beschränkt, die als Pegelwerte A, B Signal der Signalfolge kennzeichnet, daß die größte und C in der Reihenfolge abnehmender Amplituden-Amplitude besitzt. 55 höhe bezeichnet sind. Es dürfte ohne weiteres ersicht-Die erfindungsgemäße Analysatorschaltung eignet lieh sein, daß die Anzahl der Schaltungen entspresich selbstverständlich nicht nur zur Analysierung chend der gewünschten Amplitudenauflösung belieder bei der akustischen Emission in einem ent- big vervielfacht werden kann.maximum duration of a signal sequence corresponding to the simplicity and clarity to three VerZeitspanne an output signal, which limits only those same level values that characterize as level values A , B signal of the signal sequence that has the greatest and C in the order of decreasing amplitude amplitude. 55 height are indicated. It should be readily apparent that the analyzer circuit according to the invention can, of course, be appropriately multiplied in one not only for analyzing according to the desired amplitude resolution for the acoustic emission.

sprechenden Wandlerelement erzeugten gedämpften In den F i g. 3 und 3' sind zwei gedämpfte Schwin-speaking transducer element generated attenuated In FIGS. 3 and 3 'are two damped oscillating

Schwingungsfolge, sie kann vielmehr auch zur Un- 60 gungsfolgen dargestellt, deren Hüllenlinien untertersuchung elektrischer Sigrialfolgen anderen Ur- schiedliche Amplituden aufweisen und jeweils mit Tl Sprungs dienen. Als Beispiele seien hier geophysi- bzw. Γ 2 bezeichnet sind. Die Vergleichsamplituden kaiische Erkundungen, die Untersuchung von Radar- sind durch die Bezugslinien A, B und C angegeben, echos oder die Analyse von Vibrationen genannt. Aus der Schaltung von F i g. 2 ist ersichtlich, daßVibration sequence; rather, it can also be shown as a sequence of events, the envelope lines of which, when examining electrical signal sequences, have other different amplitudes and each serve with Tl jumps. Examples are geophysical or Γ 2. The comparative amplitudes of kaiische explorations, the investigation of radar are indicated by the reference lines A, B and C , called echoes or the analysis of vibrations. From the circuit of FIG. 2 it can be seen that

Im folgenden sei die Erfindung an Hand des in 65 mit Ausnahme des Signalverarbeitungskanals A für den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels die höchsten Amplitudenwerte sämtliche anderen Sinäher erläutert: gnalverarbeitungskanäle jeweils aus einer Schaltungs-In the following, the invention will be explained on the basis of the exemplary embodiment shown in FIG. 65 with the exception of the signal processing channel A for the drawings, the highest amplitude values of all other signals:

Fi σ. 1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild ^er kette bestehen, deren Grundelemente ein Mono-Fi σ. 1 is a simplified block diagram consisting of a chain, the basic elements of which are a mono-

vibrator (monostabiler Multivibrator), ein Bivibrator (bistabiler Multivibrator) vom Typ JK, ein zweiter Monovibrator, eine Differenzierschaltung und ein NAND-Gatter sind.vibrator (monostable multivibrator), a bivibrator (bistable multivibrator) of the JK type, a second Are monovibrator, a differentiating circuit and a NAND gate.

Im nachfolgenden wird die in F i g. 2 dargestellte Schaltung, sowie deren Arbeitsweise an Hand der Wellenformen in den F i g. 3 und 3' beschrieben.In the following, the in F i g. 2 shown circuit, as well as its operation on the basis of the Waveforms in Figs. 3 and 3 '.

Wie aus der grafischen Darstellung von F i g. 3 ersichtlich, schneidet die Schwingungsfolge Π in verschiedenen Zeitpunkten die drei Vergleichspegelwerte A, B und C. Die Ausgänge der Spannungsvergleicher CPA, CPB und CPC nehmen jedes Mal so lange einen niedrigen Wert an wie das Signal 71 die entsprechenden Schwellwerte A, B und C überschreitet. As can be seen from the graph of FIG. 3, the oscillation episode Π cuts at various time points, the three comparison level values A and C. The outputs of the voltage comparator CPA, CPB and CPC take every time as long as a low value as the signal 71, the corresponding threshold values A, B and C exceeds B .

Die an den Ausgängen der Inverter II, 12 und /3 erzeugten Signale sind komplementär zu denen an den Ausgängen der Spannungsvergleicher. (Es wird angenommen, daß die Monovibratoren der Schaltung bei den Übergängen NIEDRIG zu HOCH betätigt werden, und daß der Arbeitstakt der Bivibratoren JK in bekannter Weise bei den Übergängen HOCH zu NIEDRIG liegt.) Die Monovibratoren werden daher in der Reihenfolge MSCl, MSBl, MSA getriggert. Die Wellenformen an den Ausgängen 3 dieser Monovibratoren sind in F i g. 3 dargestellt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel haben die Monovibratoren MSA, MSB 2, MSC 2 eine Haltezeit von jeweils 100 Mikrosekunden, während die Monovibratoren MSBl, MSCl eine Haltezeit von jeweils 105 Mikrosekunden aufweisen. Sämtliche Monovibratoren sind vom »nichtretriggerbaren« Typ. Beim ersten Überschreiten des unteren Schwellwerts C wird der Bivibrator FB angesteuert, und an seinem Ausgang Q erscheint das den Potentialzustand HOCH kennzeichnende Ausgangssignal. Das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers CPC eelangt gleichzeitig über den Inverter /5 zum UND-Gatter A 2, so daß an dessen beiden Eingängen das gleiche dem Potentialzustand HOCH entsprechende Signal anliegt. Dadurch wird der Monovibrator MSC 2 getriggert. Als nächstes wird der Pegelwert B überschritten. Das Logiksignal TIEF am Ausgang des SDannungsvergleichers CPB wird im Inverter 12 invertiert und triggert den Monovibrator MSB I, desAusgang J2 auf den Wert NIEDRIG geht, dadurch den Bivibrator FB rückstellt und das NAND-Gatter A 32 sperrt. Gleichzeitig wird der Bivibrator FA angesteuert, der seinerseits über das UND-Gatter A 1, dessen unterer Eingang über den Inverter /4 bereits aktiviert ist, den Monovibrator MSB 2 triggert The signals generated at the outputs of inverters II, 12 and / 3 are complementary to those at the outputs of the voltage comparators. (It is assumed that the monovibrators of the circuit are operated at the LOW to HIGH transitions, and that the operating cycle of the bivibrators JK is in a known manner at the HIGH to LOW transitions.) The monovibrators are therefore in the order MSCl, MSBl, MSA triggered. The waveforms at the outputs 3 of these monovibrators are shown in FIG. 3 shown. In the exemplary embodiment described here, the monovibrators MSA, MSB 2, MSC 2 each have a holding time of 100 microseconds, while the monovibrators MSB1, MSCl each have a holding time of 105 microseconds. All monovibrators are of the "non-retriggerable" type. When the lower threshold value C is exceeded for the first time, the bivibrator FB is activated, and the output signal characterizing the HIGH potential state appears at its output Q. The output signal of the voltage comparator CPC arrives at the same time via the inverter / 5 to the AND gate A 2, so that the same signal corresponding to the HIGH potential is present at its two inputs. This triggers the MSC 2 monovibrator. Next, the level value B is exceeded. The logic signal LOW at the output of the voltage comparator CPB is inverted in the inverter 12 and triggers the monovibrator MSB I, the output J2 goes to the value LOW, thereby resetting the bivibrator FB and blocking the NAND gate A 32. At the same time, the bivibrator FA is activated, which in turn triggers the monovibrator MSB 2 via the AND gate A 1, the lower input of which is already activated via the inverter / 4

Bei dem anschließenden Überschreiten des Pegelwertes A triggert der Übergang HOCH zu NIEDRIG nach Inversion im Inverter /I den Monovibrator MSA, dessen Ausgang ~Q den Wert NIEDRIG annimmt Da der Ausgang ~Q des Monovibrator MSA einen niedrigen Wert annimmt wird dadurch das NAND-Gatter /4 31 gesperrt. Gleichzeitig wird der Bivibrator FA riickgestellt. Von diesem Augenblick an spricht die Schaltung nicht auf weitere Schwingungen der Schwingungsfolge Π an, und zwar unabhängig davon, welche Amplitude diese aufweisen, sofern diese niedrigere Pegelwerte als der Pegelwert A aufweisen. Erst zu Ende der Haltezeit der Monovibratoren wird, wie nachstehend beschrieben, ein neuer Arbeitstakt eingeleitetWhen the level value A is subsequently exceeded, the transition from HIGH to LOW after inversion in the inverter / I triggers the monovibrator MSA, whose output ~ Q assumes the value LOW Since the output ~ Q of the monovibrator MSA assumes a low value, the NAND gate / 4 31 blocked. At the same time the bivibrator FA is reset. From this moment on, the circuit does not respond to further oscillations of the oscillation sequence Π, regardless of what amplitude they have, provided they have lower level values than level value A. Only at the end of the holding time of the monovibrators is a new work cycle initiated, as described below

Aus dem Blockschaltbild von F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Ausgänge 0 der Monovibratoren MSB 2, MSC 2 jeweils durch eine Differenzierschaltung Diff B bzw. DiIfC mit einem Eingang des NAND-Gatters A 31 bzw. A 32 verbunden sind. Im Signalverarbeitungskanal A ist der Ausgang Q des Monovibrators MSA unmittelbar über die Differenzierschaltung DiffA mit dem Ausgang A₀₀ verbunden. From the block diagram of FIG. 2 it can be seen that the outputs 0 of the monovibrators MSB 2, MSC 2 are each connected to an input of the NAND gate A 31 or A 32 by a differentiating circuit Diff B or DiIfC. In the signal processing channel A , the output Q of the monovibrator MSA is directly connected to the output A ₀₀ via the differentiating circuit DiffA .

Sobald die Haltezeit der Monovibratoren MSB 2, MSC 2, MSA abgelaufen ist (und deren Ausgang Q As soon as the hold time of the monovibrators MSB 2, MSC 2, MSA has expired (and their output Q

ίο auf den hohen Wert geht), wird an den Ausgängen der entsprechenden Differenzierschaltungen jeweils ein Impuls erzeugt (wobei die negativen Impulse keine Bedeutung haben). Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Ausgangssignal der Differenzierschaltung DiffB an das NAND-Gatter A 31 gelangt, das gesperrt ist, da der Ausgang £? des Monovibrators MSA noch auf dem Wert NIEDRIG ist. Der Ausgang der Differenzierschaltung DiffC findet dieselben Bedingungen vor, da das NAND-Gatter /132 ebenfalls noch gesperrt ist. Der einzige Ausgangsimpuls ist daher der zu Ende der Haltezeit des Monovibrators MSA am Ausgang der Differenzierschaltung DiffA abgegebene Ausgangsimpuls. Dieser einzige Ausgangsimpuls entspricht dem höchsten Pegelwertίο goes to the high value), a pulse is generated at the outputs of the corresponding differentiating circuits (the negative pulses have no meaning). From Fig. 2 it can be seen that the output signal of the differentiating circuit DiffB reaches the NAND gate A 31 , which is blocked because the output £? of the monovibrator MSA is still LOW. The output of the differentiating circuit DiffC finds the same conditions, since the NAND gate / 132 is also still blocked. The only output pulse is therefore the output pulse emitted at the output of the differentiating circuit DiffA at the end of the hold time of the monovibrator MSA. This single output pulse corresponds to the highest level value

(Spannungsvergleicher CPA), welcher durch die Schwingungen der Schwingungsfolge 71 überschritten wird, und daher dem Maximum der Hüllenlinie um die Schwingungen der Schwingungsfolge 71 entspricht. Der Impuls am Ausgang A₀₀ entspricht da-(Voltage comparator CPA), which is exceeded by the oscillations of the oscillation sequence 71 and therefore corresponds to the maximum of the envelope line around the oscillations of the oscillation sequence 71. The pulse at output A ₀₀ therefore corresponds to

her einem physikalischen Ereignis, bei welchem eine Energie freigesetzt worden ist, die dem Grenzwert der Dynamik der Vorrichtung entspricht.a physical event in which an energy has been released that corresponds to the limit value corresponds to the dynamics of the device.

Es sei nun angenommen, daß ein zweites Ereignis auftritt, welches die in Fig. 3' mit 72 bezeichneteIt is now assumed that a second event occurs, which is designated by 72 in FIG. 3 '

gedämpfte Schwingungsfolge hervorruft. Die Hüilenlinie der Schwingungsfolge 72 weist ein Maximum auf, das unter dem höchsten Pegelwert liegt. Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel wird lediglich der Pegelwert B überschritten. Daher treten nur die Spannungsvergleicher CPB, CPC in Tätigkeit. Dei Monovibrator MSA wird nicht angesteuert, so daß das NAND-Gatter Λ 31 in keinem Falle gespeni wird. Der Bivibrator FA wird eingestellt und verbleibt in diesem Zustand, wobei er das UND-Gattei Al ansteuert, so daß der Monovibrator MSB2 getriggert werden kann. Abgesehen von den vorgenannten Unterschieden ergibt sich anschließend dei vorstehend beschriebene Arbeitsablauf. Zu Ende der Haltezeit der verschiedenen Monovibratorer kann nur ein Ausgangssignal von der Differenzier schaltung DiffB durch das NAND-Gatter /431 ab gegeben werden. Der Ausgangsimpuls des NAND Gatters /4 31 entspricht daher einem physikalischei Ereignis, bei dem Energie freigesetzt worden ist, wel causes damped oscillation sequence. The envelope line of the oscillation sequence 72 has a maximum which is below the highest level value. In the exemplary embodiment considered here, only the level value B is exceeded. Therefore only the voltage comparators CPB, CPC come into operation. The monovibrator MSA is not activated, so that the NAND gate 31 is never spun. The Bivibrator FA is set, and remains in this state, whereby it AND Gattei Al controls so that the one-shot MSB2 can be triggered. Apart from the aforementioned differences, the workflow described above then results. At the end of the holding time of the various monovibrators , only one output signal can be given from the differentiating circuit DiffB through the NAND gate / 431. The output pulse of the NAND gate / 4 31 therefore corresponds to a physical event in which energy has been released, wel

ehe einem bestimmten Zwischenwert zwischen den Dynamikhöchstwert der Vorrichtung und der unterei Ansprechempfindlichkeitsgrenze entsprichtbefore a certain intermediate value between the dynamic maximum value of the device and the lower Corresponds to the response sensitivity limit

In diesem Zusammenhang sind zwei wichtig! Merkmale hervorzuheben:In this context, two are important! Features to highlight:

a) Die Diskriminierung lediglich beim höchstei Pegelwert der Schwingungsfolge unda) The discrimination only at the highest level value of the oscillation sequence and

b) die Triggersperrung nach Überschreiten eine bestimmten Pegelwerts gegenüber nachfolgenb) the trigger lock after a certain level value has been exceeded

den Überschreitungen desselben Pegelwerts Q^e doch nicht höherer Pegelwerte) oder niedrigere Pegelwerte während der gesamten Haltezeit de verschiedenen Monovibratoren.the exceeding of the same level value Q ^e but not higher level values) or lower level values during the entire holding time of the different monovibrators.

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Die Haltezeit der Monovibratoren wird bei einer Ausgang dieser zusätzlichen Schaltung ist mit N₁₀,The holding time of the monovibrators is given by an output of this additional circuit with N ₁₀ ,

praktischen Ausführungsform zu etwa 100 Mikro- bezeichnet. Zur Vervollständigung kann weiterhinpractical embodiment to about 100 micro-designated. To complete it can continue

Sekunden bemessen und ist damit geeignet für die ein Ausgang vorgesehen sein, an dem die Gesamt-Seconds and is therefore suitable for an output at which the total

Analyse von Wellenzügen mit einer Dynamik von zahl der im Wandler induzierten Schwingungen ge-Analysis of wave trains with a dynamic range of the number of vibrations induced in the transducer

etwa 70 dB, die von einem Wandler mit einem Über- 5 messen wird. Dieser Ausgang ist als r_oSf bezeichnetabout 70 dB, which is measured by a transducer with an over- 5. This output is designated as r _oSf

tragungsgütefaktor Q von etwa 30 und einer Reso- und unmittelbar mit dem Ausgang des Spannungs-Quality factor Q of about 30 and a Reso- and directly with the output of the voltage

nanzfrequenz von etwa 1 MHz abgegeben werden. vergleichers für den niedrigsten (d. h. den M-ten)nance frequency of about 1 MHz. comparator for the lowest (i.e. the M-th)

Die Verarbeitung von Ereignissen, die mit einer Pegelwert verbunden.The processing of events associated with a level value.

Folgefrequenz von größer als etwa 100 kHz auftre- Außerdem können Schaltungen vorgesehen sein,Repetition frequency of greater than about 100 kHz occurs. In addition, circuits can be provided

ten, erfolgt in der hier beschriebenen Ausführungs- io mit denen die Zu- oder Abnahme der Anzahl vonth, takes place in the execution described here with which the increase or decrease in the number of

form mit Fehlern, in Anbetracht dessen, daß im gün- Ereignissen N₁₀, oder Schwingungen T_osc in einemform with errors, in view of the fact that in the gün events N ₁₀ , or oscillations T _osc in one

stigsten Fall ein neuer Arbeitstakt erst nach etwa bestimmten Zeitintervall ausgewertet werden kön-In the worst case, a new work cycle can only be evaluated after a certain time interval.

100 Mikrosekunden erfolgen kann. nen. Zur Herleitung dieser Größen sind die Zähl-100 microseconds can be done. nen. To derive these quantities, the counting

Selbstverständlich läßt sich die Haltezeit der Mo- werke CN und CT vorgesehen, welche vermittelsIt goes without saying that the holding time of the models CN and CT can be provided, which is mediated by

novibratoren erforderlichenfalls abändern, um die 15 eines Taktgebers GC periodisch rückgestellt werden,Modify novibrators if necessary in order to periodically reset the 15 of a GC clock,

Analysatorschaltung für die Analyse verschieden- der Löschimpulse für die Zählwerke CN und CT Analyzer circuit for the analysis of different erase pulses for the counters CN and CT

artiger Erscheinnungen verwendbar zu machen. und Steuerimpulse für die Pufferspeicher MN undlike appearances to make usable. and control pulses for the buffer memories MN and

Wenn die erfindungsgemäße Schaltung zur Unter- MT liefert. Die Ausgänge der Pufferspeicher MN When the circuit according to the invention delivers to the sub-MT. The outputs of the buffer memory MN

suchung der akustischen Emission von unter Bean- und MT sind jeweils mit einem Digital-Analog-Searching for acoustic emissions from under and MT are each with a digital-analog

spruchungen stehenden Werkstoff teilen verwendet 20 Wandler D/A verbunden, welcher ein zur weiterenmaterial parts used 20 converters D / A connected, which one to the next

wird, werden zweckmäßigerweise zusätzliche Schal- Auswertung dienendes Analogsignal liefert,, it is advisable to provide additional sound evaluation of the analog signal,

tungen der in F i g. 4 dargestellten Ausführung vor- Wenn die erfindungsgemäße Analysatorschaltungthe in F i g. 4 shown embodiment before If the analyzer circuit according to the invention

gesehen. zur Untersuchung der akustischen Emission bei derseen. to investigate the acoustic emission at the

Entsprechend F i g. 4 wird der M-te Kanal (der Werkstoffprüfung eingesetzt wird, können außerdem dem niedrigsten Pegelwert entspricht) vor der Diffe- 25 zur Abtastung von Verformungen oder Beansprurenzierschaitung Diff M im Nebenanschluß mit einer chungskräften dienende Fühler vorgesehen sein, die zusätzlichen Schaltung verbunden und liefert dieser in bekannter Weise Signale liefern, welche sich in BeImpulse, welche sämtlichen im Werkstoff auftreten- Ziehung setzen lassen zu den von der vorstehend beden physikalischen Erscheinungen entsprechen. Der schriebenen Analysatorschaltung erzeugten Signalen.According to FIG. 4, the M-th channel (which materials testing is used, can also correspond to the lowest level value) in front of the differential 25 for sensing deformations or stress relief circuit Diff M is provided in the auxiliary connection with a sensor that serves as a force; the additional circuit is connected and provides this deliver signals in a known manner, which can be set in impulses which all occur in the material and correspond to the physical phenomena mentioned above. The written analyzer circuit generated signals.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Amplitude-evaluating analyzer circuit for determining the temporal progression and energy distribution of non-stationary electrical signals, which are derived from appropriate physical phenomena by means of suitable transducer elements (e.g. piezo transducers), with a plurality of voltage comparator stages arranged according to increasing level values, each of which switches on after the level value assigned to it is exceeded Output signal, furthermore with a plurality of bistable multivibrators, which are controlled at a first trigger input via the voltage comparator stages, as well as with a plurality of t> iSerenzier members connected downstream of these flip-flop calls and these downstream logic circuits, the two adjacent level values of the discrete amplitude stages to be evaluated are assigned, the ao circuit is designed so that an output signal is only given to that logic circuit in which only the lower, after a predetermined time itspanne does not, however, also exceed the higher amplitude level of the electrical signal to be analyzed, characterized in that, in order to display the maximum value occurring within a predetermined period of time, each of the above-mentioned first trigger input (C _K ) from a predetermined level value (e.g. B. C) associated voltage comparator stage {CPC) controllable bistable Kippstuten (e.g. FB) is followed by a first logic circuit (A 2) , which is caused by the simultaneous occurrence of the trigger signal supplied by the assigned voltage comparator stage (e.g. CPC) and the output signal the respective bistable multivibrator (FB) can be activated that the output of each of these logic circuits (z. B. A 2) via a delay circuit (MSC 2) with a delay time corresponding to the nature of the electrical signal to be analyzed and then each via a differentiating element (DiffC) is connected to the first control input of a further logic circuit (A 32), which on the output side forms the output of the analysis circuit for the respectively assigned level value (e.g. C) and whose second control input is comparatively somewhat larger via a further delay circuit (JWSB 1) Delay time with the next higher Pcgel value (B) associated voltage comparator stage (CPB) and can be blocked by its output signal and that the output (O) of this further delay circuit (MSBl) is each also connected to a reset input (C _t ) of said bistable multivibrator (FB) .

2. Analyzer circuit according to claim 1, characterized in that the first delay circuits consist of non-retriggerable monostable multivibrators (MSA, MSBl, MSCl) .

3. Analyzer circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the bivibrators consist of Flio-FloD circuits (FA, FB, FC) of the JK type.

4. Analyzer circuit according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the circuit is preceded by a converter (T), a bandpass or high-pass filter (F) and an amplifier (AP) , the amplifier having all trigger thresholds of the voltage comparators has extensive dynamics

5. Analyzer circuit according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a device for summing the total number of events (N ₁₀₁ ) is provided which consists of a counter (CiV ) consists

6. Analyzer circuit according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a summing device is provided which is used to sum the number of oscillations (T osc) of _{the input signal above the lowest comparison level value, said summing device} consisting of one with the output of the voltage comparator (CPM ) for the lowest level value connected counter (CT) exists.

7. Analyzer circuit according to claim 5 or 6, characterized in that for measuring fluctuations in counting speed (N _tat , T _{0J (} .) Serving devices are provided, each of which consists of a counter (CN, CT) which is connected to a buffer memory (MN, MT) and a clock (GC) serving to periodically reset the counter and clear the buffer memory.