RU2554320C1 - Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии - Google Patents
Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554320C1 RU2554320C1 RU2014101589/28A RU2014101589A RU2554320C1 RU 2554320 C1 RU2554320 C1 RU 2554320C1 RU 2014101589/28 A RU2014101589/28 A RU 2014101589/28A RU 2014101589 A RU2014101589 A RU 2014101589A RU 2554320 C1 RU2554320 C1 RU 2554320C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transducer
- calibration
- calibrated
- acoustic emission
- acoustic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что размещают на калибровочном блоке калибруемый преобразователь акустической эмиссии, возбуждают в калибровочном блоке импульсы смещения, регистрируют полученные сигналы и выполняют их сравнение, при этом возбуждение импульсов смещения осуществляют с помощью источника акустической эмиссии трения, полученные при этом сигналы акустической эмиссии трения регистрируют, затем по ним определяют их автокорреляцию, производя, таким образом, относительную калибровку калибруемого преобразователя акустической эмиссии. Технический результат: повышение качества калибровки. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для метрологического обеспечения калибровки преобразователей акустической эмиссии в процессе их поверки и эксплуатации, и может быть использовано для определения метрологических характеристик преобразователей акустической эмиссии.
Известен способ калибровки преобразователей акустической эмиссии (см. патент РФ №2321849 МПК G01N 29/04, G01N 29/30, опубл. 10.04.2008), включающий процесс приема тестового акустического сигнала от одного источника двумя преобразователями акустической эмиссии, стандартным и калибруемым, с последующей регистрацией полученных сигналов и их сравнением посредством компьютера, при этом калибровка системы осуществляется с помощью оптического интерференционного измерителя линейных перемещений. В акустический контакт с монолитным передающим блоком вводится стандартный преобразователь акустической эмиссии, обрабатывается и запоминается сигнал от этого преобразователя акустической эмиссии, затем устанавливается калибруемый преобразователь акустической эмиссии на место стандартного, записывается и обрабатывается второй сигнал в компьютере, который сравнивается с сохраненным эталонным, производя таким образом, калибровку калибруемого преобразователя акустической эмиссии.
Недостатком данного технического решения является зависимость определения параметров калибруемого преобразователя акустической эмиссии от амплитудно-частотной характеристики активного элемента излучателя акустических волн, высокая стоимость и сложность выполнения калибровки данным способом.
Ближайшим прототипом к заявляемому техническому решению является способ калибровки преобразователей акустической эмиссии (см. отраслевой стандарт «Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов. РД 03-3 ОС-99, Москва ПИО ОБТ 2002»), включающий размещение образцового и калибруемого преобразователей акустической эмиссии на одну и ту же поверхность калибровочного блока на одинаковом расстоянии от источника и симметрично относительно него, возбуждение в калибровочном блоке импульса смещения, прием обоими преобразователями импульсного сигнала с помощью осциллографа, сравнение сигналов и определение коэффициента преобразования калибруемого преобразователя. Импульс смещения осуществляется изломом капилляра под действием нагружающего устройства, пьезопластиной для измерения усилия стержня.
К недостаткам способа можно отнести нестабильность характеристик импульса смещения как источника акустического сигнала, влияние амплитудно-частотных характеристик образцового преобразователя на результаты калибровки, невозможность экспериментального определения амплитудно-частотной характеристики калибруемого преобразователя и характеристик направленности преобразователя. При калибровке преобразователя на объекте сложной конфигурации невозможно установить образцовый и калибруемый преобразователи в идентичных условиях.
Техническая задача: исключение влияния на результаты калибровки: нестабильности характеристик источника акустического сигнала, амплитудно-частотных характеристик образцового преобразователя, экспериментальное определение амплитудно-частотной характеристики калибруемого преобразователя.
Поставленная задача достигается тем, что проводят возбуждение n-го количества импульсов смещения в объекте контроля при помощи источника акустической эмиссии трения, полученные сигналы акустической эмиссии трения, в широком частотном и амплитудном диапазонах, регистрируют, затем по ним определяют их автокорреляцию, производя, таким образом, калибровку калибруемого преобразователя акустической эмиссии.
На приведенном чертеже на фиг.1 приведена схема устройства для калибровки преобразователей акустической эмиссии, на фиг.2 - амплитудно-частотные характеристики: 2а - калибруемого преобразователя, полученная заявляемым способом, 2б - паспортные данные преобразователя, полученные при первичной поверке кривые 11, 12 и характеристика калибруемого преобразователя - кривая 10.
Устройство для реализации способа содержит калибровочный блок 1, размещенный на нем калибруемый преобразователь акустической эмиссии 2, источник акустической эмиссии трения 3, содержащий управляемый электрический генератор 4, связанный посредством вала 5 с насадкой 6 и датчиком скорости и оборотов 7. Калибруемый преобразователь акустической эмиссии 2 связан через аналого-цифровой преобразователь 8 с компьютером 9. Калибровочный блок может представлять из себя любой объект не меньше установленных габаритов, в том числе сложной геометрической формы.
Предложенный способ калибровки преобразователя предусматривает два режима работы. В первом режиме калибруемый преобразователь акустической эмиссии 2 вводится в акустический контакт с калибровочным блоком 1, а насадка 6 вводится в механический контакт. Команды от компьютера 9 поступают на генератор 4, который приводит во вращение вал 5, жестко соединенный с насадкой 6. При этом датчик скорости и оборотов 7 фиксирует параметры процесса и передает эти данные в компьютер 9, где они фиксируются. Одновременно импульсы смещения (n-е количество) от источника акустической эмиссии трения 3 распространяются в калибровочном блоке 1, принимаются преобразователем акустической эмиссии 2, передаются на аналого-цифровой преобразователь 8, откуда в виде цифровых сигналов поступают в компьютер 9, где по n-му количеству сигналов с помощью математических операций на компьютере определяют их автокорреляционную функцию, которая сравнивается с известной автокорреляционной функцией случайного распределения импульсов смещения, образующая стационарный временной ряд со средним значением 0, и тем самым определяется нужный диапазон частот. После этого проводится переход к рабочему режиму работы. Калибруемый преобразователь акустической эмиссии 2 вводится в акустический контакт с калибровочным блоком 1, насадка 6 источника акустической эмиссии трения 3 вводится в механический контакт с калибровочным блоком 1, включается генератор 4, который приводит во вращение вал 5 в нужном диапазоне частот, при этом датчик скорости и оборотов 7, связанный с компьютером 9, фиксирует параметры процесса калибровки. Импульсы смещения распространяются в калибровочном блоке 1 от источника акустической эмиссии трения 3, они распределены случайно и в амплитудном, и в частотном диапазоне, эти импульсы принимает калибруемый преобразователь акустической эмиссии 2, передает импульсы на аналого-цифровой преобразователь 8, откуда цифровые сигналы поступают на компьютер 9, затем по количеству сигналов, которые являются откликом калибруемого преобразователя на импульсы смещения, распределенные случайно во временной и амплитудной областях, определяется экспериментальная амплитудно-частотная характеристика (АХЧ) калибруемого преобразователя 2. Таким образом, производится определение основной метрологической характеристики калибруемого преобразователя 2, что обеспечивает относительную калибровку преобразователя. Рабочий режим может быть выполнен многократно, не меняя настройки источника акустической эмиссии трения 3. Количество калибруемых одновременно преобразователей ограничивается только размерами блока 1.
Пример 1. Проводилась калибровка серийного преобразователя GT300 №9003 производства ООО «Глобал Тест». Он устанавливался на боковой раме тележки грузового вагона модели 18-100, а насадка с мелкозернистым напылением, установленная на валу, вводилась в механический контакт с ней, включался генератор 4 Г3-111, который вращал вал с насадкой с частотой 1000 оборотов в минуту, параметры процесса фиксировались, импульсы смещения, проходя через калибруемый преобразователь 2, преобразовывались в цифровую форму и обрабатывались на компьютере. Полученная при этом амплитудно-частотная характеристика графически представлена кривой 10 на фиг.2а. С помощью математической обработки выделена частотная область от 100 до 800 кГц, для того, чтобы сравнить полученную характеристику с паспортными данными, представленными на фиг.2б, полученными при первичной поверке откалиброванного преобразователя GT300 №9003, кривая 11 - АЧХ «продольных волн», кривая 12 - АЧХ «поперечных волн». Кривые на фиг.2б демонстрирует корреляцию полученных характеристик с паспортными: полученные метрологические характеристики калибруемого преобразователя GT300 №9003. Как видно из графика, полученные характеристики близки к паспортным, поэтому он может быть использован в дальнейшем в эксплуатации, отклонений в метрологических характеристиках не наблюдается.
Данный способ может быть применен для проведения абсолютной калибровки, когда полученные данные для калибруемого преобразователя сравниваются с подобными данными для образцового преобразователя.
Таким образом, по сравнению с прототипом, данный способ исключает влияние на результаты калибровки нестабильности характеристик источника акустического сигнала, что не было исключено даже при первичной поверке, исключает влияние на результаты относительной калибровки амплитудно-частотных характеристик образцового преобразователя, позволяет проводить экспериментальное определение амплитудно-частотной характеристики калибруемого преобразователя, за счет получения необходимых экспериментальных данных амплитудного распределения сигналов в широком диапазоне частот. Кроме того, существенным преимуществом является отсутствие жестких требований к геометрии и характеристикам калибровочного блока, что позволит делать калибровку преобразователей в рабочих условиях «на местах», в том числе проводить калибровку преобразователей акустической эмиссии на литых деталях тележки грузового вагона.
Claims (1)
- Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии, включающий в себя размещение на калибровочном блоке калибруемого преобразователя акустической эмиссии, возбуждение в калибровочном блоке импульсов смещения, регистрация полученных сигналов и их сравнение, отличающийся тем, что возбуждение импульсов смещения осуществляют с помощью источника акустической эмиссии трения, полученные при этом сигналы акустической эмиссии трения регистрируют, затем по ним определяют их автокорреляцию, производя, таким образом, относительную калибровку калибруемого преобразователя акустической эмиссии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014101589/28A RU2554320C1 (ru) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014101589/28A RU2554320C1 (ru) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554320C1 true RU2554320C1 (ru) | 2015-06-27 |
Family
ID=53498436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014101589/28A RU2554320C1 (ru) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554320C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4039767A (en) * | 1975-07-14 | 1977-08-02 | Westinghouse Electric Corporation | Acoustic emission transducer calibration |
US4064735A (en) * | 1975-09-16 | 1977-12-27 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Excitation and spectral calibration of acoustic emission systems |
SU1153282A1 (ru) * | 1983-07-01 | 1985-04-30 | Предприятие П/Я Р-6378 | Образец дл калибровки ультразвуковой аппаратуры по сигналам акустической эмиссии |
SU1516963A1 (ru) * | 1988-01-06 | 1989-10-23 | Ленинградская лесотехническая академия им.С.М.Кирова | Способ калибровки измерительных преобразователей акустической эмиссии |
RU2321849C2 (ru) * | 2005-04-14 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) | Способ калибровки преобразователей акустической эмиссии и устройство для его реализации |
-
2014
- 2014-01-20 RU RU2014101589/28A patent/RU2554320C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4039767A (en) * | 1975-07-14 | 1977-08-02 | Westinghouse Electric Corporation | Acoustic emission transducer calibration |
US4064735A (en) * | 1975-09-16 | 1977-12-27 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Excitation and spectral calibration of acoustic emission systems |
SU1153282A1 (ru) * | 1983-07-01 | 1985-04-30 | Предприятие П/Я Р-6378 | Образец дл калибровки ультразвуковой аппаратуры по сигналам акустической эмиссии |
SU1516963A1 (ru) * | 1988-01-06 | 1989-10-23 | Ленинградская лесотехническая академия им.С.М.Кирова | Способ калибровки измерительных преобразователей акустической эмиссии |
RU2321849C2 (ru) * | 2005-04-14 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) | Способ калибровки преобразователей акустической эмиссии и устройство для его реализации |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Отраслевой стандарт "Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов. РД 03-3 ОС-99, Москва ПИО ОБТ 2002". * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2661329B1 (en) | Improvements in or relating to ultrasound generating apparatus, and methods for generating ultrasound | |
CN110088564B (zh) | 壁状或板状结构中一个区域的厚度的确定 | |
KR102181339B1 (ko) | 탄성 검출 방법 및 기기 | |
Park et al. | 3-D airborne ultrasound synthetic aperture imaging based on capacitive micromachined ultrasonic transducers | |
KR20220024644A (ko) | 진동 응답 신호를 사용하여 시험편을 분석하기 위한 방법 및 시스템 | |
KR101173955B1 (ko) | 주파수 영역 면내 또는 면외 초음파 전파 영상화 장치와 그 방법 | |
KR20110019676A (ko) | 검사 신뢰성이 제고된 초음파 가진 열화상을 이용한 물체의 결함검출장치 및 결함검출방법 | |
RU2554320C1 (ru) | Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии | |
Claes et al. | Acoustic material characterization of additively manufactured components | |
NL2023523B1 (en) | Method and system for using wave analysis for speed of sound measurement | |
CN110161126B (zh) | 适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置及方法 | |
JP2017090079A (ja) | 内部欠陥検査装置及び方法 | |
JP5733029B2 (ja) | 水中送波器の検査装置及び検査方法 | |
Sharma et al. | Design of Low Cost Broadband Ultrasonic Pulser–Receiver | |
AU2017351545B8 (en) | Method and device for analyzing a sample | |
JP2017075849A (ja) | 超音波検査装置及び超音波検査方法 | |
Vered et al. | Dispersion based reduced-order model identification and boundary impedance control in a weakly coupled impedance tube | |
JP2017040605A (ja) | 移動検査装置及びこれを用いた移動検査方法 | |
RU2354932C2 (ru) | Резонансный способ ультразвуковой толщинометрии | |
US11719672B2 (en) | Application specific excitation of ultrasonic probes | |
Vladišauskas et al. | Pulse and frequency responses of broadband low frequency ultrasonic transducers | |
RU2648292C1 (ru) | Резонансный способ ультразвуковой толщинометрии | |
RU2614195C2 (ru) | Способы измерения параметров ультразвукового сигнала при наличии помехи | |
Kachanov et al. | Using Signal Subtraction Operation to Suppress Electro-Acoustic Leakage in Ultrasonic Low-Frequency Dual Element Transducers | |
UA121134U (uk) | Спосіб ультразвукового контролю твердості металовиробу |