RU2599327C1 - Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation - Google Patents

Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2599327C1
RU2599327C1 RU2015122096/28A RU2015122096A RU2599327C1 RU 2599327 C1 RU2599327 C1 RU 2599327C1 RU 2015122096/28 A RU2015122096/28 A RU 2015122096/28A RU 2015122096 A RU2015122096 A RU 2015122096A RU 2599327 C1 RU2599327 C1 RU 2599327C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
digital
acoustic
calibration
Prior art date
Application number
RU2015122096/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Николаевна Степанова
Сергей Иванович Кабанов
Илья Сергеевич Рамазанов
Валентина Викторовна Чернова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) г. Новосибирск
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) г. Новосибирск filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) г. Новосибирск
Priority to RU2015122096/28A priority Critical patent/RU2599327C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599327C1 publication Critical patent/RU2599327C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: materials.
SUBSTANCE: invention can be used for nondestructive control and technical diagnosis of composite materials based on carbon plastic acoustic-emission method. Aim of invention is to calibrate by installations of acoustic transducer simulator along arc of semicircle, then the control zone confined by ARC semicircle, is divided into sectors, into which the successively installed acoustic transducer of signal simulator, one sets the minimum amplitude of generator simulator, defines arrival times of acoustic emission signals for constructing hodograph of velocities then at hodograph there is built a matrix of differences between times of arrival and location errors of simulator signals are calculated. Errors in determining coordinates are situated according to value of deviation of differences between times of arrival of signals at acoustic transducers of piezoantenna from values of corresponding differences of times of arrival into the matrix. In case of tolerable error calibration procedure is repeated, increasing amplitude of signals of the generator until location of the error stays within the range of allowable value. At the recorded acoustic emission signal amplitude in each channel there are their thresholds selection. Then the control object is loaded, record time of arrival of acoustic emission signals is compared with matrix values and at most close to determine coordinates of defects.
EFFECT: technical result is upgraded accuracy of locating defects in objects of composite materials based on carbon.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и технической диагностике композиционных материалов на основе углепластиков акустико-эмиссионным методом и может быть использовано для их контроля во время испытаний.The invention relates to non-destructive testing and technical diagnostics of composite materials based on carbon plastics by the acoustic emission method and can be used to control them during testing.

Известен способ определения дефектов в композиционных материалах с применением хрупких тензопокрытий и акустической эмиссии, состоящий в том, что в наиболее нагруженных и опасных зонах конструкции из композиционного материала устанавливаются хрупкие тензопокрытия с величиной пороговой деформации, меньшей или равной предельно допустимой для безопасной эксплуатации конструкции, а для дистанционного контроля состояния конструкции используется метод акустической эмиссии (Матвиенко Ю.Г., Фомин А.В., Иванов В.И. и др. Комплексное исследование дефектов в композиционных материалах с применением хрупких тензопокрытий и акустической эмиссии // «Заводская лаборатория. Диагностика материалов», 2014, №1, с. 46-50), принятый за аналог.A known method for determining defects in composite materials using brittle strain coatings and acoustic emission is that brittle strain coatings with a threshold strain value less than or equal to the maximum permissible for safe operation of the structure are installed in the most stressed and hazardous areas of the composite structure. The method of acoustic emission is used to remotely monitor the state of the structure (Matvienko Yu.G., Fomin A.V., Ivanov V.I. et al. Integrated research of defects in composite materials with brittle tenzopokryty and acoustic emission // "Factory Laboratory. Diagnosis materials" 2014, №1, pp. 46-50), for a received analog.

Недостатком данного способа является практическая невозможность автоматизации процесса диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика, сложность использования и большая продолжительность проведения испытаний, поскольку нагружение композиционного изделия осуществляется поэтапно. При использовании метода тензопокрытий к конструкции из композиционного материала прикладывается небольшая нагрузка, после чего производится разгрузка конструкции и регистрация трещин в тензопокрытиях. Затем конструкция снова нагружается большими нагрузками и осуществляется регистрация сигналов акустической эмиссии. При этом уровень нагрузок, при которых образуются трещины в тензопокрытиях, существенно меньше нагрузок, требуемых для возникновения структурных изменений в материале изделия, необходимых для излучения сигналов акустической эмиссии. Кроме того, в процессе обработки акустико-эмиссионной информации не используется локация дефекта композиционного изделия. Приводятся простейшие параметры, а именно: графики накопления сигналов в процессе нагружения, их активность и распределение сигналов по амплитудам и длине образца. При этом один из основных параметров - локация сигналов от дефектов в углепластике не проводится. Получить устойчивую локацию дефектов в композиционных конструкциях, выполненных из углепластика, сложно. Объясняется это тем, что углепластик является анизотропным материалом и скорость распространения звуковой волны в нем зависит от направления ее прихода, что не рассматривается в способе, принятом за аналог.The disadvantage of this method is the practical impossibility of automating the process of diagnosing products from composite materials based on carbon fiber, the complexity of use and the long duration of the tests, since the loading of the composite product is carried out in stages. When using the method of strain coatings, a small load is applied to the structure made of composite material, after which the structure is unloaded and cracks are recorded in the strain coatings. Then, the structure is again loaded with heavy loads and acoustic emission signals are recorded. At the same time, the level of loads at which cracks in the strain coatings are formed is significantly less than the loads required for structural changes in the material of the product necessary for the emission of acoustic emission signals. In addition, in the process of processing acoustic emission information, the location of a defect in a composite product is not used. The simplest parameters are given, namely: graphs of the accumulation of signals during loading, their activity and the distribution of signals according to the amplitudes and length of the sample. In this case, one of the main parameters - the location of signals from defects in carbon fiber is not carried out. It is difficult to obtain a stable location of defects in composite structures made of carbon fiber. This is explained by the fact that carbon fiber is an anisotropic material and the speed of propagation of a sound wave in it depends on the direction of its arrival, which is not considered in the method adopted for the analogue.

Известно устройство для акустико-эмиссионного контроля композиционных материалов, содержащее два электроакустических тракта, включающих приемный преобразователь, предварительный усилитель с коэффициентом усиления 40 дБ, фильтр, основной усилитель. Кроме того, согласно описанию, в первом электроакустическом тракте содержится приемный преобразователь с резонансной частотой 100…200 кГц, полосовой фильтр с полосой пропускания 20...200 кГц и подавлением вне полосы 40 дБ, основной усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 20…60 дБ, детектор огибающей и АЦП, во втором электроакустическом тракте содержится приемный преобразователь с резонансной частотой 20…50 кГц, фильтр нижних частот с частотой среза 20 кГц и подавлением верхних частот 40 дБ, основной усилитель с коэффициентом усиления 20 дБ, детектор огибающей и АЦП, причем выход детектора огибающей первого канала и выход основного усилителя второго канала подключены к АЦП дискретного звукового адаптера с частотой дискретизации 192 кГц, нормируемым отношением сигнал/ шум и нормируемого неравномерностью АЧХ, а ЦАП интегрированного на системной плате ПЭВМ звукового адаптера используется для генерации меандра переменной амплитуды, используемого в цепи регулировки коэффициента усиления усилителя первого канала, при этом сигналы с аналого-цифрового преобразователя первого канала принимаются как несущие информацию об акустическом событии тогда и только тогда, когда разность уровней сигналов первого и второго каналов по абсолютной величине превышает некоторое заранее установленное пороговое значение, причем дискриминация сигналов и выбор значения коэффициента усиления осуществляется управляющей программой (Патент РФ №2472145. МПК G01N 29/14, БИ № 1, 2013 г., приоритет от 23.09.2011), принятый за аналог.A device for acoustic emission control of composite materials, containing two electro-acoustic paths, including a receiving transducer, a pre-amplifier with a gain of 40 dB, a filter, a main amplifier. In addition, according to the description, the first electro-acoustic path contains a receiving transducer with a resonant frequency of 100 ... 200 kHz, a bandpass filter with a passband of 20 ... 200 kHz and suppression outside the band of 40 dB, the main amplifier with an adjustable gain of 20 ... 60 dB, envelope detector and ADC, the second electro-acoustic path contains a receiving transducer with a resonant frequency of 20 ... 50 kHz, a low-pass filter with a cut-off frequency of 20 kHz and high-frequency suppression of 40 dB, the main amplifier with a gain of 20 dB, an envelope detector and an ADC, with the output of the envelope detector of the first channel and the output of the main amplifier of the second channel connected to an ADC of a discrete audio adapter with a sampling frequency of 192 kHz, normalized by the signal-to-noise ratio and normalized by the frequency response unevenness, and the DAC of an integrated sound adapter on the PC motherboard is used for generating a meander meander used in the gain control circuit of the amplifier of the first channel, while the signals from the analog-to-digital converter of the first channel the channels are accepted as carrying information about an acoustic event if and only if the absolute level difference between the signal levels of the first and second channels exceeds a certain predetermined threshold value, and the signals are discriminated and the gain value is selected by the control program (RF Patent No. 2472145. IPC G01N 29/14, BI No. 1, 2013, priority dated 09/23/2011), adopted as an analogue.

К недостаткам данного устройства следует отнести отсутствие автоматической калибровки, что не позволяет определять скорость звука. Это отражается на снижении точности определения координат дефектов (Степанова Л.Н., Рамазанов И.С., Кабанов С.И. и др. Локализация сигналов акустической эмиссии с учетом погрешностей измерения скорости звука и времен их прихода на датчики пьезоантенны // Контроль. Диагностика, 2008, №10, с. 60-64). Кроме того, в устройстве используются резонансные акустические преобразователи, которые позволяют получать чувствительность выше, чем у широкополосного акустического преобразователя. Однако при этом резонансный преобразователь обладает повышенным уровнем радиальных колебаний, что приводит к появлению в выходном сигнале серии низкочастотных колебаний, приводящих к увеличению времени регистрации сигналов акустической эмиссии и появлению погрешностей определения времен прихода (Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Муравьев В.В. и др. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций.- М.: Радио и связь, 2000, с. 57-59).The disadvantages of this device include the lack of automatic calibration, which does not allow to determine the speed of sound. This is reflected in a decrease in the accuracy of determining the coordinates of defects (Stepanova L.N., Ramazanov I.S., Kabanov S.I. et al. Localization of acoustic emission signals taking into account errors in measuring the speed of sound and the times of their arrival at the piezoelectric antenna // Control. Diagnostics, 2008, No. 10, pp. 60-64). In addition, the device uses resonant acoustic transducers, which allow to obtain a sensitivity higher than that of a broadband acoustic transducer. However, in this case, the resonant converter has an increased level of radial oscillations, which leads to the appearance of a series of low-frequency oscillations in the output signal, which lead to an increase in the time of registration of acoustic emission signals and the appearance of errors in determining arrival times (Seriouszov A.N., Stepanova L.N., Muravyev V.V. et al. Acoustic emission diagnostics of structures.- M.: Radio and Communications, 2000, p. 57-59).

Наиболее близким к данному способу является способ акустико-эмиссионного контроля изделий из композиционного материала на основе углепластика, включающий установку на изделие акустических преобразователей, работающих в режиме приема и излучения, калибровку, прием, регистрацию, оцифровку сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, определение временных интервалов между приходом каждого сигнала на акустические преобразователи, определение по разности времен прихода координат источников сигналов акустической эмиссии, причем акустический преобразователь, работающий в режиме приема, устанавливается в центр изделия, проводится окружность с центром в точке установки акустического преобразователя, разбивается на 12 секторов с шагом в π 6

Figure 00000001
радиан, на границу каждого сектора на окружности последовательно устанавливают акустический преобразователь, работающий в режиме излучения, измеряется разность между временем излучения сигнала акустическим преобразователем имитатора и временем его прихода на акустический преобразователь, работающий в режиме приема, строится диаграмма изменения скорости акустической волны в зависимости от направления излучения, вычисляются коэффициенты аппроксимирующей функции для полученной диаграммы, определяются места установки акустических преобразователей на изделии, зона контроля разбивается на ячейки, для которых рассчитываются ожидаемые теоретические разности времен прихода сигнала на акустические преобразователи с учетом угла поворота системы координат относительно направления от первого принявшего преобразователя ко второму, после чего локация сигналов акустической эмиссии осуществляется сравнением полученных разностей времен прихода с теоретическими (Степанова Л.Н., Лебедев Е.Ю., Рамазанов И.С. Расчет координат источников сигналов акустической эмиссии в образцах из углепластика // Контроль. Диагностика, 2013, №8, с. 74-78), принятый за прототип.Closest to this method is the method of acoustic emission monitoring of products made of composite material based on carbon fiber, including the installation on the product of acoustic transducers operating in the reception and emission mode, calibration, reception, registration, digitization of signals, their preliminary processing, noise filtering, determination time intervals between the arrival of each signal to acoustic transducers, the determination of the difference in time of arrival of the coordinates of the sources of acoustic emission signals, p Therefore, an acoustic transducer operating in the receiving mode is installed in the center of the product, a circle is drawn with a center at the installation point of the acoustic transducer, it is divided into 12 sectors with a step π 6
Figure 00000001
 radian, an acoustic transducer operating in the radiation mode is sequentially installed on the boundary of each sector on the circle, the difference between the time of radiation of the signal from the acoustic transducer of the simulator and the time of its arrival on the acoustic transducer operating in the reception mode is measured, a diagram of the change in the speed of the acoustic wave depending on the direction radiation, the coefficients of the approximating function for the resulting diagram are calculated, the installation locations of the acoustic transducers on the product, the control zone is divided into cells for which the expected theoretical differences of the arrival times of the signal to the acoustic transducers are calculated taking into account the angle of rotation of the coordinate system relative to the direction from the first receiving transducer to the second, after which the location of the acoustic emission signals is compared by comparing the received differences of the arrival times with theoretical (Stepanova L.N., Lebedev E.Yu., Ramazanov I.S. Calculation of the coordinates of acoustic emission signal sources in carbon fiber samples // Control. Diagnostics, 2013, No. 8, p. 74-78), adopted as a prototype.

Недостатком данного способа является произвольное определение точек установки акустического преобразователя имитатора, работающего в режиме излучения, на изделие и изменение размера и положения зоны контроля по сравнению с зоной, для которой осуществлялось определение скорости звука в материале конструкции в зависимости от направления его распространения. При использовании одного акустического преобразователя в крупногабаритном изделии возникает большая погрешность из-за влияния анизотропии и затухания сигнала акустической эмиссии. Размер зоны при прозвучивании одним акустическим преобразователем может значительно отличаться от размера реальной крупногабаритной конструкции.The disadvantage of this method is the arbitrary determination of the installation points of the acoustic transducer of the simulator operating in the radiation mode on the product and the change in the size and position of the control zone compared to the zone for which the speed of sound in the material of the structure was determined depending on the direction of its propagation. When using one acoustic transducer in a large-sized product, a large error occurs due to the influence of anisotropy and attenuation of the acoustic emission signal. The size of the zone when played by one acoustic transducer can significantly differ from the size of a real large-sized design.

Наиболее близким по технической сущности является многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий, состоящее из 1…n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя и предварительного усилителя, а также фильтра верхних частот, программируемого основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, цифрового мультиплексора, оперативного запоминающего устройства, шины PCI, центрального процессора компьютера, генератора калибровочных импульсов, двух ключей, причем первый вход первого ключа соединен с выходом акустического преобразователя, а второй вход первого ключа соединен со вторым входом второго ключа и входом двухпозиционного ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом предварительного усилителя, при этом первый выход двухпозиционного ключа соединен с фильтром верхних частот, а вторые выходы двухпозиционных ключей каналов объединены и соединены с выходом генератора калибровочных импульсов, вход которого соединен с первым выходом устройства управления режимом синхронизации, а управляющие входы двухпозиционных ключей объединены и соединены со вторым выходом устройства управления режимом синхронизации. Кроме того, согласно описанию, оно снабжено фильтрами верхних и нижних частот, цифровым сигнальным процессором, устройством управления режимом канала, причем первый вход фильтра верхних частот соединен с первым выходом двухпозиционного ключа, а второй вход фильтра верхних частот соединен с первым выходом устройства управления режимом канала, выход фильтра верхних частот соединен с первым входом фильтра нижних частот, второй вход фильтра нижних частот соединен со вторым выходом устройства управления режимом канала, выход фильтра нижних частот соединен с первым входом основного программируемого усилителя, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства управления режимом канала, выход основного программируемого усилителя соединен с неинвертирующим входом компаратора и входом аналого-цифрового преобразователя, инвертирующий вход компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход цифроаналогового преобразователя соединен с четвертым выходом устройства управления режимом канала, выход компаратора соединен с первыми входами оперативного запоминающего устройства и цифрового сигнального процессора, цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен шиной со вторым входом оперативного запоминающего устройства, выход которого двунаправленной шиной соединен со вторым входом цифрового сигнального процессора, первый выход которого соединен с третьим входом оперативного запоминающего устройства, третьи входы цифровых сигнальных процессоров каналов блока объединены и соединены с третьим выходом устройства управления режимом синхронизации, цифровой выход цифрового сигнального процессора соединен двунаправленной шиной со входом цифрового мультиплексора для данного канала, второй цифровой выход цифрового сигнального процессора соединен шиной с цифровым входом устройства управления режимом канала, выход цифрового мультиплексора двунаправленной шиной соединен с шиной PCI, которая соединена с цифровым входом устройства управления синхронизации и входом центрального процессора одноплатного промышленного компьютера, выход которого двунаправленной шиной соединен с сетью Ethernet, которая подключена к главному компьютеру (Патент РФ № 2396557, МПК G01N 29/14, БИ № 22, 2010, приоритет от 16.12.2008), принятое за прототип.The closest in technical essence is a multi-channel acoustic emission device for monitoring products, consisting of 1 ... n blocks, each of which contains four measuring channels, consisting of a series-connected acoustic transducer and pre-amplifier, as well as a high-pass filter, a programmable main amplifier, analog-to-digital converter, digital multiplexer, random access memory, PCI bus, computer central processor, caliber generator pulses, two keys, the first input of the first key connected to the output of the acoustic transducer, and the second input of the first key connected to the second input of the second key and the input of the on-off key, the first input of the second key connected to the output of the pre-amplifier, while the first output of the on-off key is connected with a high-pass filter, and the second outputs of the on-off channel keys are combined and connected to the output of the calibration pulse generator, the input of which is connected to the first output of the device ION synchronization mode, and the control inputs of the two-position key are combined and connected to the second output mode control unit synchronization. In addition, according to the description, it is equipped with high-pass and low-pass filters, a digital signal processor, a channel mode control device, wherein the first high-pass filter input is connected to the first output of the on-off key, and the second high-pass filter input is connected to the first output of the channel mode control , the output of the high-pass filter is connected to the first input of the low-pass filter, the second input of the low-pass filter is connected to the second output of the channel mode control device, the output of the low-pass filter frequency is connected to the first input of the main programmable amplifier, the second input of which is connected to the third output of the channel mode control device, the output of the main programmable amplifier is connected to the non-inverting input of the comparator and the input of the analog-to-digital converter, the inverting input of the comparator is connected to the output of the digital-to-analog converter, the input of the digital-to-analog converter is connected with the fourth output of the channel mode control device, the comparator output is connected to the first operational inputs memory and digital signal processor, the digital output of the analog-to-digital converter is connected by a bus to the second input of random access memory, the output of which is connected by a bi-directional bus to the second input of the digital signal processor, the first output of which is connected to the third input of random access memory, the third inputs of digital signal block channel processors are combined and connected to the third output of the synchronization mode control device, the digital output is qi the signal processor is connected by a bi-directional bus to the digital multiplexer input for this channel, the second digital output of the digital signal processor is connected by a bus to the digital input of the channel mode control device, the output of the digital multiplexer by a bi-directional bus is connected to the PCI bus, which is connected to the digital input of the synchronization control device and input the central processor of a single-board industrial computer, the output of which is connected via a bi-directional bus to an Ethernet network, which yuchena to the host computer (RF Patent number 2,396,557, IPC G01N 29/14, BI № 22, 2010 priority date of 16.12.2008), taken as a prototype.

К числу недостатков устройства относятся:The disadvantages of the device include:

- с помощью устройства, принятого за прототип, невозможно производить калибровку объекта контроля с анизотропной структурой для определения скоростей звука по всем направлениям, так как отсутствует канал с отдельным акустическим преобразователем, работающим в режиме имитатора;- using the device adopted as a prototype, it is impossible to calibrate the control object with an anisotropic structure to determine sound velocities in all directions, since there is no channel with a separate acoustic transducer operating in the simulator mode;

- нет возможности автоматического подбора амплитуды импульса имитатора для корректного проведения автоматической калибровки.- there is no possibility of automatic selection of the pulse amplitude of the simulator for the correct automatic calibration.

При разработке заявляемого акустико-эмиссионного способа диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика была поставлена задача повышения точности локации дефектов в изделии из композиционного материала на основе углепластика в реальном времени.When developing the inventive acoustic emission method for diagnosing products made of composite materials based on carbon fiber, the task was to increase the accuracy of location of defects in the product made of composite material based on carbon fiber in real time.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом акустико-эмиссионном способе диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика, включающем установку на изделие акустических преобразователей, работающих в режиме приема и излучения, калибровку, прием, регистрацию и оценку сигналов акустической эмиссии, оцифровку сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, определение временных интервалов между приходом каждого сигнала на акустические преобразователи, определение по разности времен прихода координат источников сигналов акустической эмиссии, в зоне контроля устанавливают пьезоантенну из преобразователей, разбивают зону на секторы, в которые последовательно устанавливают акустический преобразователь имитатора сигналов по дуге окружности радиусом не менее половины минимального расстояния между акустическими преобразователями, задают минимальную амплитуду генератора имитатора, определяют времена прихода сигналов акустической эмиссии для построения годографа скоростей, после чего по годографу строят матрицу разностей времен прихода, рассчитывают погрешности локации сигналов имитатора Δux, Δuy в соответствии с выражениямиThe problem is solved due to the fact that in the proposed acoustic emission method for diagnosing products made of composite materials based on carbon fiber, which includes installing acoustic transducers operating in the reception and emission mode on the product, calibrating, receiving, recording and evaluating acoustic emission signals, digitizing signals , their preliminary processing, interference filtering, determination of time intervals between the arrival of each signal to acoustic transducers, determination by the time difference When the coordinates of the sources of acoustic emission signals arrive, a piezoelectric antenna from the transducers is installed in the control zone, the zone is divided into sectors into which the acoustic transducer of the signal simulator is successively installed along an arc of a circle with a radius of at least half the minimum distance between the acoustic transducers, the minimum amplitude of the simulator generator is set, the times are determined the arrival of acoustic emission signals for constructing a travel time curve, after which matrices are constructed from the travel time curve in TDOA is calculated error location signal simulator Δ ux, Δ uy in accordance with expressions

Δux=max|xлок-xp|Δ ux = max | x loc -x p |

Δuy=max|yлок-yp|,Δ uy = max | y loc -y p |,

где xлок, yлок - координаты калибровочных сигналов акустической эмиссии, рассчитанные по матрице разностей времен прихода;where x loc , y loc are the coordinates of the calibration signals of acoustic emission calculated from the matrix of differences of arrival times;

xp, yp - реальные координаты места установки акустического преобразователя имитатора,x p , y p - real coordinates of the installation location of the acoustic transducer simulator,

причем при превышении погрешности допустимой величины увеличивают амплитуду сигналов генератора имитатора до тех пор, пока погрешность локации не будет находиться в пределах допустимой величины, затем по зарегистрированной амплитуде сигналов акустической эмиссии в каждом канале устанавливают их пороги селекции, после чего объект контроля нагружают, зарегистрированные при этом времена прихода сигналов акустической эмиссии сравнивают с матричными значениями и по наиболее близким из них судят о координатах источников дефектов.moreover, when the error of the permissible value is exceeded, the amplitude of the signals of the simulator generator is increased until the location error is within the permissible value, then their selection thresholds are set according to the recorded amplitude of the acoustic emission signals in each channel, after which the monitoring object is loaded, The times of arrival of acoustic emission signals are compared with matrix values, and the coordinates of the sources of defects are judged by the closest of them.

Поставленная задача решается также за счет того, что многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий из композиционных материалов на основе углепластика состоит из 1…n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, работающего в режиме приема, и предварительного усилителя, а также программируемого основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, цифрового сигнального процессора, шины PCI, центрального процессора компьютера, генератора калибровочных импульсов, двух ключей, причем первый вход первого ключа соединен с выходом акустического преобразователя, а второй вход первого ключа соединен со вторым входом второго ключа и входом двухпозиционного ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом предварительного усилителя, при этом первый выход двухпозиционного ключа соединен с фильтром, а вторые выходы двухпозиционных ключей каналов объединены и соединены с генератором калибровочных импульсов, вход которого соединен с первым выходом устройства управления режимом синхронизации, устройством управления режимом канала, компаратором, цифроаналоговым преобразователем, причем первый вход фильтра соединен с первым выходом двухпозиционного ключа, а второй вход фильтра соединен с первым выходом устройства управления режимом канала, выход фильтра соединен с первым входом основного программируемого усилителя, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства управления режимом канала, выход основного программируемого усилителя соединен с неинвертирующим входом компаратора и входом аналого-цифрового преобразователя, инвертирующий вход компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход цифроаналогового преобразователя соединен с четвертым выходом устройства управления режимом канала, выход компаратора соединен с первыми входами оперативного запоминающего устройства и цифрового сигнального процессора, цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен шиной со вторым входом оперативного запоминающего устройства, выход которого двунаправленной шиной соединен со вторым входом цифрового сигнального процессора, первый выход которого соединен с третьим входом оперативного запоминающего устройства, третьи входы цифровых сигнальных процессоров каналов блока объединены и соединены с третьим выходом устройства управления режимом синхронизации, цифровой выход цифрового сигнального процессора соединен двунаправленной шиной с входом цифрового мультиплексора для данного канала, второй цифровой выход цифрового сигнального процессора соединен шиной с цифровым входом устройства управления режимом канала, выход цифрового мультиплексора двунаправленной шиной соединен с шиной PCI, которая соединена с цифровым входом устройства управления синхронизации и входом центрального процессора компьютера, снабжено пиковым детектором, цифроаналоговым преобразователем калибровочной амплитуды, компаратором превышения калибровочной амплитуды, логической схемой «И», причем вход цифроаналогового преобразователя калибровочной амплитуды соединен со вторым выходом устройства управления режимом канала, а его выход соединен с инвертирующим входом компаратора превышения калибровочной амплитуды, неинвертирующий вход которого соединен с выходом пикового детектора, вход которого соединен с выходом основного программируемого усилителя, неинвертирующим входом компаратора превышения порога селекции, и входом аналого-цифрового преобразователя, а выход компаратора превышения калибровочной амплитуды соединен с первым входом логической схемы «И», выход схемы «И» соединен со входом устройства управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров, выход генератора калибровочных импульсов соединен со входом акустического преобразователя, работающего в режиме излучения, и используемого в качестве имитатора сигналов при калибровке.The problem is also solved due to the fact that the multichannel acoustic emission device for monitoring products made of composite materials based on carbon fiber consists of 1 ... n blocks, each of which contains four measuring channels, consisting of series-connected acoustic transducer operating in the receiving mode, and preamplifier, as well as a programmable main amplifier, analog-to-digital converter, digital signal processor, PCI bus, computer central processor a utility, a generator of calibration pulses, two keys, the first input of the first key connected to the output of the acoustic transducer, and the second input of the first key connected to the second input of the second key and the input of the on-off key, the first input of the second key connected to the output of the pre-amplifier, while the first output the on-off key is connected to the filter, and the second outputs of the on-off channel keys are combined and connected to a calibration pulse generator, the input of which is connected to the first output of the device synchronization mode control, channel mode control device, comparator, digital-to-analog converter, the first filter input connected to the first output of the on-off key, and the second filter input connected to the first output of the channel mode control device, the filter output connected to the first input of the main programmable amplifier, second input which is connected to the third output of the channel mode control device, the output of the main programmable amplifier is connected to the non-inverting input of the comparator and the input of the analog-to-digital converter, the inverting input of the comparator is connected to the output of the digital-to-analog converter, the input of the digital-to-analog converter is connected to the fourth output of the channel mode control device, the output of the comparator is connected to the first inputs of the random access memory and digital signal processor, the digital output of the analog-to-digital converter is connected a bus with a second input of random access memory, the output of which is a bi-directional bus connected to the second the digital signal processor, the first output of which is connected to the third input of random access memory, the third inputs of the digital signal processors of the channel channels are combined and connected to the third output of the synchronization mode control device, the digital output of the digital signal processor is connected by a bi-directional bus to the digital multiplexer input for this channel, the second digital output of the digital signal processor is connected by a bus to the digital input of the channel mode control device, you the bi-directional bus of the digital multiplexer is connected to the PCI bus, which is connected to the digital input of the synchronization control device and the input of the computer’s central processor, equipped with a peak detector, a digital-to-analog converter of calibration amplitude, a comparator for exceeding the calibration amplitude, a logic circuit “I”, and the input of the digital-to-analog converter of calibration amplitude connected to the second output of the channel mode control device, and its output is connected to the inverting input of the compar a torus for exceeding the calibration amplitude, the non-inverting input of which is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the output of the main programmable amplifier, the non-inverting input of the comparator for exceeding the selection threshold, and the input of an analog-to-digital converter, and the output of the comparator for exceeding the calibration amplitude is connected to the first input of the logic circuit AND ”, the output of the circuit“ AND ”is connected to the input of the control device for the calibration and synchronization mode of the signal processors, the output of the calibration generator pulses is connected to the input of an acoustic transducer operating in the radiation mode and used as a signal simulator during calibration.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего акустико-эмиссионный способ диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика. На фиг. 2 изображен участок композиционной конструкции, поясняющий работу способа. На фиг. 3 поясняется расчет матрицы разностей времен прихода сигналов акустической эмиссии с помощью годографа скоростей.In FIG. 1 is a functional diagram of a device that implements an acoustic emission method for diagnosing products made of composite materials based on carbon fiber. In FIG. 2 shows a portion of a composite structure explaining the operation of the method. In FIG. Figure 3 illustrates the calculation of the matrix of differences in the arrival times of acoustic emission signals using the travel time curve.

Устройство, реализующее акустико-эмиссионный способ диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика (фиг. 1), содержит:A device that implements the acoustic emission method for diagnosing products of composite materials based on carbon fiber (Fig. 1), contains:

1…n - блоки приема и обработки измерительной информации;1 ... n - blocks receiving and processing measurement information;

2 - акустический преобразователь, работающий в режиме приема;2 - acoustic transducer operating in the reception mode;

3 - предварительный усилитель;3 - pre-amplifier;

4 - программируемый полосовой фильтр;4 - programmable band-pass filter;

5 - основной программируемый усилитель;5 - the main programmable amplifier;

6 - аналого-цифровой преобразователь;6 - analog-to-digital Converter;

7 - оперативное запоминающее устройство;7 - random access memory;

8 - цифровой сигнальный процессор;8 - digital signal processor;

9 - шину стандарта PCI;9 - PCI standard bus;

10 - центральный процессор;10 - central processing unit;

11 - генератор калибровочных импульсов с управляемой амплитудой;11 - a generator of calibration pulses with controlled amplitude;

12, 13 - ключи управления режимом предварительного усилителя;12, 13 - control keys of the pre-amplifier mode;

14 - двухпозиционный переключатель режима «имитатор-прием»;14 - on-off switch mode "simulator-reception";

15 - устройство управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров;15 - control device calibration and synchronization of signal processors;

16 - устройство управления режимом канала;16 - channel mode control device;

17 - компаратор превышения порога селекции;17 - comparator exceeding the selection threshold;

18 - цифроаналоговый преобразователь порога селекции;18 - digital-to-analog Converter threshold selection;

19 - цифровой мультиплексор и устройство сопряжения с шиной PCI;19 - a digital multiplexer and a device for interfacing with a PCI bus;

20 - пиковый детектор;20 - peak detector;

21 - цифроаналоговый преобразователь калибровочной амплитуды;21 - digital-to-analog Converter calibration amplitude;

22 - компаратор превышения калибровочной амплитуды;22 - comparator exceeding the calibration amplitude;

23 - логическую схема «И»;23 - logical circuit "And";

24 - акустический преобразователь, работающий в режиме излучения (имитатор).24 - acoustic transducer operating in radiation mode (simulator).

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий из композиционных материалов на основе углепластика, состоящее из 1…n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя 2, работающего в режиме приема, и предварительного усилителя 3, фильтра 4, а также программируемого основного усилителя 5, аналого-цифрового преобразователя 6, оперативного запоминающего устройства 7, цифрового сигнального процессора 8, шины PCI 9, центрального процессора компьютера 10, генератора калибровочных импульсов 11, двух ключей 12, 13, причем первый вход первого ключа 12 соединен с выходом акустического преобразователя 2, а второй вход первого ключа 12 соединен со вторым входом второго ключа 13 и входом двухпозиционного ключа 14, первый вход второго ключа 13 соединен с выходом предварительного усилителя 3, при этом первый выход двухпозиционного ключа 14 соединен с фильтром 4, а вторые выходы двухпозиционных ключей 14 каналов объединены и соединены с генератором калибровочных импульсов 11, вход которого соединен с первым выходом устройства управления режимом синхронизации 15, устройством управления режимом канала 16, компаратором 17, цифроаналоговым преобразователем 18, причем первый вход фильтра 4 соединен с первым выходом двухпозиционного ключа 14, а второй вход фильтра 4 соединен с первым выходом устройства управления режимом канала 16, выход фильтра 4 соединен с первым входом основного программируемого усилителя 5, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства управления режимом канала 16, выход основного программируемого усилителя 5 соединен с неинвертирующим входом компаратора 17 и входом аналого-цифрового преобразователя 6, инвертирующий вход компаратора 17 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 18, вход которого соединен с четвертым выходом устройства управления режимом канала 16, выход компаратора 17 соединен с первыми входами оперативного запоминающего устройства 7 и цифрового сигнального процессора 8, цифровой выход аналого-цифрового преобразователя 6 соединен шиной со вторым входом оперативного запоминающего устройства 7, выход которого двунаправленной шиной соединен со вторым входом цифрового сигнального процессора 8, первый выход которого соединен с третьим входом оперативного запоминающего устройства 7, третьи входы цифровых сигнальных процессоров 8 каналов блока объединены и соединены с третьим выходом устройства управления режимом синхронизации 15, цифровой выход цифрового сигнального процессора 8 соединен двунаправленной шиной со входом цифрового мультиплексора 19 данного канала, второй цифровой выход цифрового сигнального процессора 8 соединен шиной с цифровым входом устройства управления режимом канала 16, выход цифрового мультиплексора 19 двунаправленной шиной соединен с шиной PCI 9, которая соединена с цифровым входом устройства управления синхронизации сигнальных процессоров 15 и входом центрального процессора 10 компьютера, согласно изобретению снабжено пиковым детектором 20, цифроаналоговым преобразователем калибровочной амплитуды 21, компаратором превышения калибровочной амплитуды 22, логической схемой «И» 23, акустическим преобразователем имитатора 24, работающим в режиме излучения, причем вход цифроаналогового преобразователя калибровочной амплитуды 21 соединен со вторым выходом устройства управления режимом канала 16, а его выход соединен с инвертирующим входом компаратора превышения калибровочной амплитуды 22, неинвертирующий вход которого соединен с выходом пикового детектора 20, вход которого соединен с выходом основного программируемого усилителя 5, неинвертирующим входом компаратора превышения порога селекции 17 и входом аналого-цифрового преобразователя 6, а выход компаратора превышения калибровочной амплитуды 22 соединен с первым входом логической схемы «И» 23, выход которой соединен со входом устройства управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров 15, выход генератора калибровочных импульсов 11 соединен со входом акустического преобразователя 24.A multichannel acoustic emission device for monitoring products made of composite materials based on carbon fiber, consisting of 1 ... n blocks, each of which contains four measuring channels, consisting of a series-connected acoustic transducer 2 operating in the receiving mode, and a pre-amplifier 3, filter 4 as well as programmable main amplifier 5, analog-to-digital converter 6, random access memory 7, digital signal processor 8, PCI bus 9, central processor and the computer 10, the generator of calibration pulses 11, two keys 12, 13, and the first input of the first key 12 is connected to the output of the acoustic transducer 2, and the second input of the first key 12 is connected to the second input of the second key 13 and the input of the on-off key 14, the first input of the second the key 13 is connected to the output of the pre-amplifier 3, while the first output of the on-off switch 14 is connected to the filter 4, and the second outputs of the on-off keys 14 of the channels are combined and connected to a calibration pulse generator 11, the input of which is connected connected with the first output of the synchronization mode control device 15, the channel 16 mode control device, the comparator 17, the digital-to-analog converter 18, the first input of the filter 4 being connected to the first output of the on-off switch 14, and the second input of the filter 4 connected to the first output of the channel 16 control device , the output of the filter 4 is connected to the first input of the main programmable amplifier 5, the second input of which is connected to the third output of the control device of the channel 16 mode, the output of the main programmable amplifier I 5 is connected to the non-inverting input of the comparator 17 and the input of the analog-to-digital converter 6, the inverting input of the comparator 17 is connected to the output of the digital-to-analog converter 18, the input of which is connected to the fourth output of the channel 16 mode control device, the output of the comparator 17 is connected to the first inputs of random access memory 7 and a digital signal processor 8, the digital output of the analog-to-digital converter 6 is connected by a bus to the second input of random access memory 7, the output of which is dual the bus is connected to the second input of the digital signal processor 8, the first output of which is connected to the third input of the random access memory 7, the third inputs of the digital signal processors 8 channel of the unit are combined and connected to the third output of the synchronization mode control device 15, the digital output of the digital signal processor 8 is connected bidirectional bus with the input of the digital multiplexer 19 of this channel, the second digital output of the digital signal processor 8 is connected by a bus to the digital input channel 16 control devices, the output of the digital multiplexer 19 via a bi-directional bus is connected to the PCI bus 9, which is connected to the digital input of the synchronization control device of the signal processors 15 and the input of the computer's central processor 10, according to the invention is equipped with a peak detector 20, a digital-to-analog converter of calibration amplitude 21, a comparator exceeding the calibration amplitude 22, the logic circuit "And" 23, the acoustic transducer of the simulator 24, operating in the radiation mode, and the input the digital-to-analog converter of the calibration amplitude 21 is connected to the second output of the channel 16 mode control device, and its output is connected to the inverting input of the comparator for exceeding the calibration amplitude 22, the non-inverting input of which is connected to the output of the peak detector 20, the input of which is connected to the output of the main programmable amplifier 5, the non-inverting input comparator exceeding the selection threshold 17 and the input of the analog-to-digital Converter 6, and the output of the comparator exceeding the calibration amplitude 22 nen a first input of the logic circuit "AND" 23, whose output is connected to the input of the mode control device calibration and the synchronization signal processor 15, the calibration of the pulse generator output 11 is connected to the input of an acoustic transducer 24.

Практическая реализация предлагаемого устройства выполняется по известным схемам с использованием следующих компонентов:The practical implementation of the proposed device is performed according to known schemes using the following components:

1. Схема предварительного усилителя 3 приведена в книге (Серьезное А.Н., Степанова Л.Н. и др. / под редакцией Л.Н. Степановой. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций. - М.: Радио и связь, 2000, с. 83, рис 3.3).1. The scheme of the preliminary amplifier 3 is given in the book (Serious AN, Stepanova L.N. et al. / Edited by L.N. Stepanova. Acoustic emission diagnostics of structures. - M .: Radio and communication, 2000, p. . 83, Fig. 3.3).

2. Аналоговые ключи 12, 13 собраны на реле V 23079.2. Analog keys 12, 13 are assembled on relay V 23079.

3. Программируемый полосовой фильтр 4 реализуется на динамически программируемых аналоговых сигнальных процессорах типа AN231E04. Пример реализации приведен на сайте www.anadigm.com.3. Programmable band-pass filter 4 is implemented on dynamically programmable analog signal processors type AN231E04. An example implementation is available at www.anadigm.com.

4. Цифровой сигнальный процессор 8 выполнен на микросхеме фирмы «Analog Devices» ADSP-BF537KBCZ-6BV.4. The digital signal processor 8 is made on a chip of the company "Analog Devices" ADSP-BF537KBCZ-6BV.

5. Цифроаналоговые преобразователи 18, 21 собраны на микросхемах AD5450 и AD8030ARJZ.5. Digital-to-analog converters 18, 21 are assembled on AD5450 and AD8030ARJZ microcircuits.

6. Устройство управления каналом 16 выполнено на программируемых логических интегральных схемах ПЛИС фирмы «Altera)) EP3C16F256C8N семейства Cyclone III.6. Channel 16 control device is made on programmable logic integrated circuits of FPGA of Altera company) EP3C16F256C8N of Cyclone III family.

7. Аналого-цифровой преобразователь 6 канала выполнен на микросхеме AD9649BCPZ-20 фирмы «Analog Devices)).7. The 6-channel analog-to-digital converter is made on the AD9649BCPZ-20 microcircuit from Analog Devices)).

8. Оперативное запоминающее устройство 7 выполнено на микросхемах статического ОЗУ AS7C1026.8. Random access memory 7 is made on chips of static RAM AS7C1026.

9. Генератор калибровочных импульсов 11 собран по схеме, приведенной в книге (А.Н. Серьезнов Л.Н. Степанова и др. / под редакцией Л.Н. Степановой «Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии» - М.: Машиностроение, 2004, с. 56, рис 3.6).9. The generator of calibration pulses 11 is assembled according to the scheme given in the book (A.N. Serzheznov L.N. Stepanova et al. / Edited by L.N. Stepanova “Diagnostics of transport objects by acoustic emission” - M .: Mashinostroenie, 2004 , p. 56, fig. 3.6).

Информация о микросхемах находится на официальных сайтах фирм Analog Devices, Altera (фирмы ALTERA - www.altera.com; фирмы Analog Devices - www.ad.com, www.anadigm.com).Information on microcircuits is on the official websites of Analog Devices, Altera (ALTERA - www.altera.com; Analog Devices - www.ad.com, www.anadigm.com).

Способ и устройство, реализующее способ, работают следующим образом. На контролируемый композиционный объект контроля устанавливают акустические преобразователи 2, работающие в режиме приема и образующие локационную антенну. Затем проводится калибровка с целью определения скорости звука в объекте контроля во всех направлениях. Для этого устанавливают акустический преобразователь 24, работающий в режиме излучения (имитатор) на предварительно размеченные места, расположенные радиально вокруг приемных акустических преобразователей (фиг. 2). Радиальная установка акустического преобразователя 24 имитатора на одинаковом расстоянии от приемного преобразователя 2 упрощает процедуру сравнения скоростей распространения звука в разных направлениях. Устройство для выполнения процедуры калибровки подготавливается следующим образом: в регистры цифроаналогового преобразователя порога селекции 18 через устройство управления режимом канала 16 записываются значения кодов пороговых напряжений, превышающих значения шумов в каждом измерительном канале. Запись осуществляется путем подачи команды от центрального процессора 10 через шину стандарта PCI 9 и цифровой мультиплексор 19 в цифровой сигнальный процессор 8, который через устройство управления режимом канала 16 записывает значения кода порогового напряжения в цифроаналоговый преобразователь порога селекции 18. Затем в счетчик числа отсчетов оперативного запоминающего устройства 7 (являющимся также счетчиком адреса), записывается код, соответствующий времени записи оцифрованного сигнала (соответствует количеству записываемых отсчетов аналого-цифрового преобразователя 6). Затем подается разрешение от цифрового сигнального процессора 8 в оперативное запоминающее устройство 7 на запись кодов результатов измерений аналого-цифрового преобразователя 6. Двухпозиционные переключатели 14 режима «имитатор-прием» всех измерительных каналов переключаются в режим приема. При этом подается питание на предварительный усилитель 3 и ключи 12, 13 переключаются в режим приема (ключ 13 замкнут, ключ 12 разомкнут). Для работы в режиме калибровки необходимо записать значения калибровочной амплитуды в цифроаналоговый преобразователь калибровочной амплитуды 21. Калибровочную амплитуду выбирают минимальной, чтобы сработали компараторы 17 для устойчивой регистрации сигнала по всем каналам. Если хотя бы один из компараторов 17 не сработает, то амплитуду калибровочного импульса увеличивают, пока не сработают все компараторы 17. Для этого команда от центрального процессора 10 через шину стандарта PC 19 и цифровой мультиплексор 19 подается в цифровой сигнальный процессор 8, который через устройство управления режимом канала 16 записывает значения кода порогового напряжения в цифроаналоговый преобразователь калибровочной амплитуды 21. Затем подается команда от центрального процессора 10 через шину стандарта PCI 9 и устройство управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров 15 на запуск генератора калибровочных импульсов с управляемой амплитудой 11.The method and device that implements the method work as follows. Acoustic transducers 2 operating in the reception mode and forming a location antenna are installed on the controlled composite control object. Then calibration is carried out in order to determine the speed of sound in the control object in all directions. To do this, install the acoustic transducer 24, operating in the radiation mode (simulator) at pre-marked places located radially around the receiving acoustic transducers (Fig. 2). Radial installation of the acoustic transducer 24 of the simulator at the same distance from the receiving transducer 2 simplifies the procedure for comparing sound propagation velocities in different directions. A device for performing the calibration procedure is prepared as follows: in the registers of the digital-analog converter of the selection threshold 18, values of threshold voltage codes exceeding the noise values in each measuring channel are recorded through the channel 16 mode control device. Recording is carried out by sending a command from the central processor 10 via the PCI 9 standard bus and the digital multiplexer 19 to the digital signal processor 8, which, through the channel 16 mode control device, writes the threshold voltage code values to the digital-to-analog selection threshold converter 18. Then, the counter of the number of samples of random access memory device 7 (which is also an address counter), a code is written corresponding to the recording time of the digitized signal (corresponds to the number of recorded counts an analog-digital converter 6). Then, permission is supplied from the digital signal processor 8 to the random access memory 7 for recording codes of the measurement results of the analog-to-digital converter 6. On-off switches 14 of the "simulator-reception" mode of all measuring channels are switched to the reception mode. In this case, power is supplied to the preamplifier 3 and the keys 12, 13 are switched to the reception mode (key 13 is closed, key 12 is open). To work in the calibration mode, it is necessary to record the values of the calibration amplitude in a digital-analog converter of the calibration amplitude 21. The calibration amplitude is chosen to be minimal so that the comparators 17 work for stable recording of the signal across all channels. If at least one of the comparators 17 does not work, then the amplitude of the calibration pulse is increased until all the comparators 17 work. For this, the command from the central processor 10 via the PC 19 standard bus and the digital multiplexer 19 is supplied to the digital signal processor 8, which is transmitted through the control device by the channel mode 16, it writes the values of the threshold voltage code into the digital-to-analog converter of the calibration amplitude 21. Then, a command is sent from the central processor 10 via the PCI 9 standard bus and the control device I calibration mode and synchronization of the signal processors 15 to start the generator of calibration pulses with a controlled amplitude of 11.

Амплитуда калибровочного импульса определяется длительностью подачи импульсов накачки высоковольтного источника напряжения. Первоначально выбирается минимальная амплитуда высоковольтного импульса, так как при калибровке объектов из композиционных материалов могут возникать паразитные электрические наводки. Высоковольтный калибровочный импульс поступает на акустический преобразователь 24, работающий в режиме излучения. При этом все измерительные каналы устройства работают в режиме приема сигналов акустической эмиссии. Акустико-эмиссионный сигнал с объекта контроля преобразуется акустическим преобразователем 2, работающим в режиме приема, в электрический сигнал, поступающий на вход предварительного усилителя 3, где он усиливается на 40 дБ. С выхода предварительного усилителя 3 через замкнутый ключ 13 (ключ 12 в режиме приема сигналов разомкнут) и двухпозиционный переключатель режима «имитатор-прием» 14, находящийся в режиме приема, сигнал поступает на программируемый полосовой фильтр 4 для фильтрации помех и шумов. С выхода фильтра 4 акустико-эмиссионный сигнал поступает на вход основного программируемого усилителя 5 с изменяемым коэффициентом усиления, в котором сигнал усиливается до необходимого уровня и затем поступает на положительный вход компаратора превышения порога селекции 17. Одновременно сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, где происходит дискретизация аналогового сигнала. С выхода аналого-цифрового преобразователя 6 цифровой код поступает на вход оперативного запоминающего устройства 7, где он запоминается. На отрицательный вход компаратора превышения порога селекции 17 подается пороговый уровень напряжения, формируемый цифроаналоговым преобразователем порога селекции 18 под управлением кода устройства управления режимом канала 16. При превышении сигналом акустической эмиссии порогового уровня на выходе компаратора превышения порога селекции 17 появляется сигнал высокого логического уровня, который поступает в цифровой сигнальный процессор 8, а также на управляющий вход оперативного запоминающего устройства 7, в котором запускается таймер времени отсечки (счетчик адреса), и по окончании этого времени запись кодов аналого-цифрового преобразователя 6 в оперативном запоминающем устройстве 7 останавливается. После окончания времени отсечки цифровой сигнальный процессор 8 получает возможность считывать предварительно записанную в оперативном запоминающем устройстве 7 измерительную информацию. Для определения времени прихода сигналов акустической эмиссии в цифровом сигнальном процессоре 8 по сигналу с выхода компаратора превышения порога селекции 17 регистрируется время прихода сигнала в счетчике времени прихода. Для одновременности работы этих счетчиков в каждом измерительном канале используется общий задающий генератор в устройстве управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров 15, и центральный процессор компьютера 10 через равные промежутки времени посылает в цифровые сигнальные процессоры каналов сигнал синхронизации. Готовность к приему следующих сигналов определяет цифровой сигнальный процессор 8, непрерывно считывая значения этих сигналов с выхода компаратора превышения порога селекции 17. Как только на выходе компаратора 17 появится сигнал низкого логического уровня заранее заданной определенной длительности, цифровой сигнальный процессор 8 выдаст в оперативное запоминающее устройство 7 сигнал, по которому разрешается запись, и устройство готово к приему следующего сигнала. На выходах основных программируемых усилителей 5 формируются сигналы напряжения, полученные от воздействия калибровочного импульса. Максимальные амплитуды этих сигналов регистрируются на выходах пиковых детекторов 20. Напряжения с выходов пиковых детекторов 20 поступают на положительные входы компараторов превышения калибровочной амплитуды 22, на отрицательные входы которых поданы напряжения с выходов цифроаналоговых преобразователей калибровочной амплитуды 21. В случае достаточного уровня сигналов на выходах основных программируемых усилителей 5, на выходах компараторов превышения калибровочной амплитуды 22 появляются сигналы высокого логического уровня, поступающие на вход логической схемы «И» 23. Если хотя бы один из измерительных каналов не зарегистрировал калибровочный сигнал с достаточной амплитудой, на выходе логической схемы «И» 23 остается сигнал низкого логического уровня, и устройство управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров 15 формирует калибровочный импульс с более высокой амплитудой. Таким образом, амплитуда калибровочного импульса возрастает до тех пор, пока на выходе логической схемы «И» 23 не появится сигнал высокого логического уровня, и процесс калибровки для одного измерительного канала завершится. Времена прихода сигналов с каналов, работающих в режиме приема, регистрируются в цифровых сигнальных процессорах 8, а время излучения калибровочного импульса регистрируется в устройстве управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров 15. На этом процедура калибровки для текущего места (25.1) установки имитатора и заданной калибровочной амплитуды завершается.The amplitude of the calibration pulse is determined by the duration of the pumping pulses of the high voltage voltage source. Initially, the minimum amplitude of the high-voltage pulse is selected, since when calibrating objects made of composite materials, spurious electrical interference can occur. The high-voltage calibration pulse is supplied to the acoustic transducer 24 operating in the radiation mode. Moreover, all measuring channels of the device operate in the mode of receiving acoustic emission signals. The acoustic emission signal from the control object is converted by the acoustic transducer 2, operating in the reception mode, into an electrical signal fed to the input of the pre-amplifier 3, where it is amplified by 40 dB. From the output of the preamplifier 3 through the closed key 13 (the key 12 is open in the signal reception mode) and the on-off switch of the simulator-reception mode 14, which is in the reception mode, the signal is fed to a programmable band-pass filter 4 to filter interference and noise. From the output of the filter 4, the acoustic emission signal is fed to the input of the main programmable amplifier 5 with a variable gain, in which the signal is amplified to the required level and then fed to the positive input of the comparator when the selection threshold is exceeded 17. At the same time, the signal is input to the analog-to-digital converter 6, where is the discretization of the analog signal. From the output of the analog-to-digital Converter 6, the digital code is fed to the input of random access memory 7, where it is stored. At the negative input of the comparator exceeding the selection threshold 17, a threshold voltage level is generated by the digital-analog converter of the selection threshold 18 under the control of the channel mode control device code 16. When the acoustic emission signal exceeds the threshold level, a signal of a high logical level appears at the output of the comparator exceeding the selection threshold 17 to the digital signal processor 8, as well as to the control input of the random access memory 7, in which the time starts p cutoff time (address counter) and at the end of this time recording codes analog-digital converter 6 to the random access memory 7 is stopped. After the cutoff time, the digital signal processor 8 is able to read the measurement information previously recorded in the random access memory 7. To determine the time of arrival of acoustic emission signals in a digital signal processor 8 by the signal from the output of the comparator exceeding the selection threshold 17, the time of arrival of the signal is recorded in the counter of the time of arrival. For the simultaneous operation of these counters in each measuring channel, a common master oscillator is used in the device for controlling the calibration and synchronization mode of signal processors 15, and the central processor of computer 10 sends a synchronization signal to the digital signal processors of the channels at regular intervals. The readiness to receive the following signals is determined by the digital signal processor 8, continuously reading the values of these signals from the output of the comparator when the selection threshold is exceeded 17. As soon as the low logic level signal of a predetermined predetermined duration appears at the output of the comparator 17, the digital signal processor 8 outputs to the random access memory 7 a signal by which recording is allowed, and the device is ready to receive the next signal. The outputs of the main programmable amplifiers 5 form voltage signals obtained from the influence of the calibration pulse. The maximum amplitudes of these signals are recorded at the outputs of the peak detectors 20. The voltages from the outputs of the peak detectors 20 are fed to the positive inputs of the comparators exceeding the calibration amplitude 22, the negative inputs of which are supplied with the voltage from the outputs of the digital-analog converters of the calibration amplitude 21. In the case of a sufficient level of signals at the outputs of the main programmable amplifiers 5, at the outputs of the comparators exceeding the calibration amplitude 22, signals of a high logical level appear input to the logic circuit "And" 23. If at least one of the measuring channels has not registered a calibration signal with a sufficient amplitude, the output of the logic circuit "And" 23 remains a signal of a low logic level, and the device controls the calibration and synchronization of signal processors 15 generates calibration pulse with a higher amplitude. Thus, the amplitude of the calibration pulse increases until a signal of a high logic level appears at the output of the logic circuit “I” 23, and the calibration process for one measuring channel is completed. The arrival times of signals from channels operating in the reception mode are recorded in digital signal processors 8, and the radiation time of the calibration pulse is recorded in the control device for the calibration and synchronization mode of the signal processors 15. This is the calibration procedure for the current location (25.1) of the simulator installation and the specified calibration amplitude ends.

Затем устанавливают акустический преобразователь имитатора в следующее место (25.2) и процедуру калибровки повторяют при той же калибровочной амплитуде. Для каждого места (25.2-25.n) установки имитатора определяются углы направления на приемные акустические преобразователи 2 и времена прихода акустических сигналов на эти преобразователи. По временам прихода и расстояниям от точки установки имитатора до приемных акустических преобразователей рассчитывается скорость звука в соответствующем углу направлении. По всем калибровочным данным строится годограф скоростей звука в зависимости от направления (фиг. 3). Для построения годографа определяются координаты:Then, the acoustic transducer of the simulator is installed in the next place (25.2) and the calibration procedure is repeated at the same calibration amplitude. For each place (25.2-25.n) of the simulator installation, the direction angles to the receiving acoustic transducers 2 and the arrival times of the acoustic signals to these transducers are determined. From the arrival times and the distances from the installation point of the simulator to the receiving acoustic transducers, the speed of sound in the corresponding angle direction is calculated. For all calibration data, a hodograph of sound velocities is constructed depending on the direction (Fig. 3). To build the hodograph, the coordinates are determined:

Figure 00000002
Figure 00000002

где x, y - координаты точки в зоне контроля; CX, CY - коэффициенты скорости распространения акустической волны в материале в направлениях, параллельных осям эллипса, вычисляемые исходя из результатов калибровки;where x, y are the coordinates of the point in the control zone; C X , C Y — velocity coefficients of the propagation of an acoustic wave in a material in directions parallel to the axes of the ellipse, calculated on the basis of calibration results;

φ - параметр направления, выбираемый таким образом, что направление φ=0 соответствует максимальной скорости распространения звука.φ is the direction parameter chosen in such a way that the direction φ = 0 corresponds to the maximum speed of sound propagation.

Затем зона контроля разбивается на ячейки (фиг. 3). С использованием годографа скоростей звука в каждой ячейке рассчитывается время распространения акустического сигнала от ячейки до каждого приемного акустического преобразователя. Таким образом, формируется матрица соответствия разности времен прихода сигналов акустической эмиссии координатам ячеек зоны контроля. Эта матрица хранится в памяти компьютера. Вычисляемая матрица имеет вид:Then the control zone is divided into cells (Fig. 3). Using the hodograph of sound velocities in each cell, the propagation time of the acoustic signal from the cell to each receiving acoustic transducer is calculated. Thus, a matrix is formed corresponding to the difference in the arrival times of acoustic emission signals to the coordinates of the cells of the control zone. This matrix is stored in computer memory. The calculated matrix has the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

где n - количество столбцов в матрице; m - количество строк матрицы; X1…Xn - координаты x ячеек зоны контроля, соответствующих столбцам матрицы; Y1…Yn - координаты у ячеек, соответствующих строкам матрицы; t ¯ X i , X j

Figure 00000004
- элемент матрицы.where n is the number of columns in the matrix; m is the number of rows of the matrix; X 1 ... X n - the x coordinates of the cells of the control zone corresponding to the columns of the matrix; Y 1 ... Y n - the coordinates of the cells corresponding to the rows of the matrix; t ¯ X i , X j
Figure 00000004
 - matrix element.

Элемент t ¯ X i , X j

Figure 00000004
матрицы представляет собой набор разностей времен прихода ( t 0 ( i , j ) , t 1 ( i , j ) , t 2 ( i , j ) , t 3 ( i , j ) )
Figure 00000005
 для четырех акустических преобразователей (0…3). Матрица (1), вычисляемая по итогам процедуры калибровки, используется при локации сигналов акустической эмиссии методом подбора для каждого зарегистрированного сигнала акустической эмиссии наилучшим образом соответствующего ему набора разностей времен прихода в матрице.Element t ¯ X i , X j
Figure 00000004
 matrix is a set of differences in arrival times ( t 0 ( i , j ) , t one ( i , j ) , t 2 ( i , j ) , t 3 ( i , j ) )
Figure 00000005
 for four acoustic transducers (0 ... 3). Matrix (1), calculated according to the results of the calibration procedure, is used to locate acoustic emission signals by selecting for each registered acoustic emission signal the best-suited set of differences in arrival times in the matrix.

С использованием полученной матрицы определяют координаты источников акустической эмиссии по данным, полученным при калибровке. Для каждой точки установки имитатора рассчитывается погрешность определения координат по формуле:Using the obtained matrix, the coordinates of the sources of acoustic emission are determined from the data obtained during calibration. For each installation point of the simulator, the error in determining the coordinates is calculated by the formula:

Δux|xлок-xp|;Δ ux | x loc -x p |;

Δuy|yлок-yp|,Δ uy | y loc -y p |,

где Δux, Δuy - погрешности определения координат x и y соответственно; xлок, yлок - координаты калибровочных сигналов акустической эмиссии, рассчитанные по матрице разностей времен прихода; xp, yp - реальные координаты места установки акустического преобразователя имитатора 24.where Δ ux , Δ uy are the errors in determining the coordinates x and y, respectively; x loc , y loc — coordinates of the calibration signals of acoustic emission calculated from the matrix of differences of arrival times; x p , y p are the real coordinates of the installation location of the acoustic transducer of the simulator 24.

Если погрешность хотя бы в одном месте (25.1-25.n) превышает предварительно заданную погрешность, то повышают калибровочную амплитуду генератора имитатора и повторяют процедуру калибровки для всех мест его установки. Таким образом, когда погрешность, полученная при калибровке, будет в пределах допустимой, то процедура калибровки завершается, а пороги селекции устанавливают равными калибровочной амплитуде. Затем композиционный объект нагружают нагрузкой. Устройство регистрирует акустические сигналы аналогично тому, как происходит в режиме калибровки, от источника сигналов акустической эмиссии. Измеренные в процессе нагружения разности времен прихода сравниваются с значениями в матрице и по наиболее близким к матричным значениям разностей времен прихода определяются координаты источника акустической эмиссии.If the error in at least one place (25.1-25.n) exceeds the predefined error, then increase the calibration amplitude of the simulator generator and repeat the calibration procedure for all places of its installation. Thus, when the error obtained during calibration is within acceptable limits, the calibration procedure is completed, and the selection thresholds are set equal to the calibration amplitude. Then the composite object is loaded with a load. The device registers acoustic signals in the same way as in the calibration mode, from the source of acoustic emission signals. Differences in arrival times measured during loading are compared with the values in the matrix, and the coordinates of the source of acoustic emission are determined from the closest to the matrix values of differences in arrival times.

Данная погрешность рассчитывается относительно центра ячейки зоны контроля и не превышает размера ячейки, так как процедура калибровки и подбора порога селекции позволяет исключить из локационной картины сигналы, локализуемые с большей погрешностью.This error is calculated relative to the center of the cell of the control zone and does not exceed the cell size, since the calibration and selection of the selection threshold allows eliminating signals localized with a larger error from the location picture.

Предложенная схема по сравнению с аналогами обладает более высокой точностью определения координат дефектов за счет автоматизированной процедуры калибровки, определения скоростей звука во всех направлениях в композиционном материале из углепластика.The proposed scheme, in comparison with analogs, has a higher accuracy in determining the coordinates of defects due to the automated calibration procedure, determining sound velocities in all directions in a carbon fiber composite material.

Claims (2)

1. Акустико-эмиссионный способ диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика, включающий установку на изделие акустических преобразователей, работающих в режиме приема и излучения, калибровку, прием, регистрацию и оценку сигналов акустической эмиссии, оцифровку сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, определение временных интервалов между приходом каждого сигнала на акустические преобразователи, определение по разности времен прихода координат источников сигналов акустической эмиссии, отличающийся тем, что в зоне контроля устанавливают пьезоантенну из преобразователей, разбивают зону на секторы, в которые последовательно устанавливают акустический преобразователь имитатора сигналов по дуге окружности радиусом не менее половины минимального расстояния между акустическими преобразователями, задают минимальную амплитуду генератора имитатора, определяют времена прихода сигналов акустической эмиссии для построения годографа скоростей, после чего по годографу строят матрицу разностей времен прихода, рассчитывают погрешности локации сигналов имитатора Δux, Δuy в соответствии с выражениями
Figure 00000006

где xлок, yлок - координаты калибровочных сигналов акустической эмиссии, рассчитанные по матрице разностей времен прихода;
xp, yp - реальные координаты места установки акустического преобразователя имитатора,
причем при превышении погрешности допустимой величины увеличивают амплитуду сигналов генератора имитатора до тех пор, пока погрешность локации не будет находиться в пределах допустимой величины, затем по зарегистрированной амплитуде сигналов акустической эмиссии в каждом канале устанавливают их пороги селекции, после чего объект контроля нагружают, зарегистрированные при этом времена прихода сигналов акустической эмиссии сравнивают с матричными значениями и по наиболее близким из них судят о координатах источников дефектов.1. The acoustic emission method for diagnosing products made of composite materials based on carbon fiber, including installing acoustic transducers operating in the reception and emission mode on the product, calibrating, receiving, recording and evaluating acoustic emission signals, digitizing the signals, their preliminary processing, filtering interference, determination of time intervals between the arrival of each signal to acoustic transducers, determination of the difference in time of arrival of the coordinates of the sources of acoustic emission signals II, characterized in that a piezoelectric antenna from the transducers is installed in the control zone, the zone is divided into sectors into which the acoustic transducer of the signal simulator is successively installed along an arc of a circle with a radius of at least half the minimum distance between the acoustic transducers, the minimum amplitude of the simulator generator is determined, the arrival times of the signals are determined acoustic emission for constructing the travel time curve, after which the arrival time difference matrix is constructed from the travel time curve, calculating t error location signal simulator Δ ux, Δ uy in accordance with the expressions
Figure 00000006

where x loc , y loc are the coordinates of the calibration signals of acoustic emission calculated from the matrix of differences of arrival times;
x p , y p - real coordinates of the installation location of the acoustic transducer simulator,
moreover, when the error of the permissible value is exceeded, the amplitude of the signals of the simulator generator is increased until the location error is within the permissible value, then their selection thresholds are set according to the recorded amplitude of the acoustic emission signals in each channel, after which the monitoring object is loaded, The times of arrival of acoustic emission signals are compared with matrix values, and the coordinates of the sources of defects are judged by the closest of them. 2. Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий из композиционных материалов на основе углепластика, состоящее из 1…n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, работающего в режиме приема, и предварительного усилителя, а также программируемого основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, цифрового сигнального процессора, шины PCI, центрального процессора компьютера, генератора калибровочных импульсов, двух ключей, причем первый вход первого ключа соединен с выходом акустического преобразователя, а второй вход первого ключа соединен со вторым входом второго ключа и входом двухпозиционного ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом предварительного усилителя, при этом первый выход двухпозиционного ключа соединен с фильтром, а вторые выходы двухпозиционных ключей каналов объединены и соединены с генератором калибровочных импульсов, вход которого соединен с первым выходом устройства управления режимом синхронизации, устройством управления режимом канала, компаратором, цифроаналоговым преобразователем, причем первый вход фильтра соединен с первым выходом двухпозиционного ключа, а второй вход фильтра соединен с первым выходом устройства управления режимом канала, выход фильтра соединен с первым входом основного программируемого усилителя, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства управления режимом канала, выход основного программируемого усилителя соединен с неинвертирующим входом компаратора и входом аналого-цифрового преобразователя, инвертирующий вход компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход цифроаналогового преобразователя соединен с четвертым выходом устройства управления режимом канала, выход компаратора соединен с первыми входами оперативного запоминающего устройства и цифрового сигнального процессора, цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен шиной со вторым входом оперативного запоминающего устройства, выход которого двунаправленной шиной соединен со вторым входом цифрового сигнального процессора, первый выход которого соединен с третьим входом оперативного запоминающего устройства, третьи входы цифровых сигнальных процессоров каналов блока объединены и соединены с третьим выходом устройства управления режимом синхронизации, цифровой выход цифрового сигнального процессора соединен двунаправленной шиной со входом цифрового мультиплексора для данного канала, второй цифровой выход цифрового сигнального процессора соединен шиной с цифровым входом устройства управления режимом канала, выход цифрового мультиплексора двунаправленной шиной соединен с шиной PCI, которая соединена с цифровым входом устройства управления синхронизации и входом центрального процессора компьютера, отличающееся тем, что оно снабжено пиковым детектором, цифроаналоговым преобразователем калибровочной амплитуды, компаратором превышения калибровочной амплитуды, логической схемой «И», причем вход цифроаналогового преобразователя калибровочной амплитуды соединен со вторым выходом устройства управления режимом канала, а его выход соединен с инвертирующим входом компаратора превышения калибровочной амплитуды, неинвертирующий вход которого соединен с выходом пикового детектора, вход которого соединен с выходом основного программируемого усилителя, неинвертирующим входом компаратора превышения порога селекции и входом аналого-цифрового преобразователя, а выход компаратора превышения калибровочной амплитуды соединен с первым входом логической схемы «И», выход схемы «И» соединен со входом устройства управления режимом калибровки и синхронизации сигнальных процессоров, выход генератора калибровочных импульсов соединен со входом акустического преобразователя имитатора сигналов. 2. A multichannel acoustic emission device for monitoring products made of composite materials based on carbon fiber, consisting of 1 ... n blocks, each of which contains four measuring channels, consisting of a series-connected acoustic transducer operating in the reception mode, and a preliminary amplifier, as well as programmable main amplifier, analog-to-digital converter, digital signal processor, PCI bus, computer central processor, calibration pulse generator, two keys, and the first input of the first key is connected to the output of the acoustic transducer, and the second input of the first key is connected to the second input of the second key and the input of the on-off key, the first input of the second key is connected to the output of the pre-amplifier, while the first output of the on-off key is connected to the filter, and the second outputs of the on-off channel keys are combined and connected to a calibration pulse generator, the input of which is connected to the first output of the synchronization mode control device, the device channel mode, comparator, digital-to-analog converter, the first input of the filter connected to the first output of the on-off key, and the second input of the filter connected to the first output of the channel mode control device, the output of the filter connected to the first input of the main programmable amplifier, the second input of which is connected to the third output channel mode control devices, the output of the main programmable amplifier is connected to the non-inverting input of the comparator and the input of the analog-to-digital converter, and the comparator’s verification input is connected to the output of the digital-to-analog converter, the digital-to-analog converter’s input is connected to the fourth output of the channel mode control device, the comparator’s output is connected to the first inputs of the random access memory and digital signal processor, the digital output of the analog-to-digital converter is connected by a bus to the second input of the random access memory, the output of which a bi-directional bus is connected to the second input of the digital signal processor, the first the output of which is connected to the third input of random access memory, the third inputs of the digital signal processors of the channel channels are combined and connected to the third output of the synchronization mode control device, the digital output of the digital signal processor is connected by a bi-directional bus to the input of the digital multiplexer for this channel, the second digital output of the digital signal processor connected to the digital input of the channel mode control device by the bus, the output of the digital multiplexer is bi-directional the other is connected to the PCI bus, which is connected to the digital input of the synchronization control device and the input of the computer’s central processor, characterized in that it is equipped with a peak detector, a digital-to-analog converter of calibration amplitude, a comparator for exceeding the calibration amplitude, and a logic circuit "I", and the input of the digital-to-analog converter of calibration amplitude is connected to the second output of the channel mode control device, and its output is connected to the inverting input of the potassium excess comparator amplitude amplitude, the non-inverting input of which is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the output of the main programmable amplifier, the non-inverting input of the comparator for exceeding the selection threshold and the input of the analog-to-digital converter, and the output of the comparator for exceeding the calibration amplitude is connected to the first input of the logic circuit “I”, the output of the And circuit is connected to the input of the control device for the calibration and synchronization mode of the signal processors, the output of the generator of calibration pulses is connected to the input of an acoustic transducer signal simulator.
RU2015122096/28A 2015-06-09 2015-06-09 Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation RU2599327C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122096/28A RU2599327C1 (en) 2015-06-09 2015-06-09 Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122096/28A RU2599327C1 (en) 2015-06-09 2015-06-09 Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599327C1 true RU2599327C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015122096/28A RU2599327C1 (en) 2015-06-09 2015-06-09 Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599327C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676209C1 (en) * 2017-12-25 2018-12-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Carbon plastic sample structure defect type determining acoustic-emission method
RU2704144C1 (en) * 2019-01-09 2019-10-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Acoustic emission method for determination of structure defects from carbon fiber reinforced plastic
RU2736171C1 (en) * 2020-04-27 2020-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Multichannel acoustic emission device
RU2736175C1 (en) * 2020-05-12 2020-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск Method of acoustic emission monitoring of metal objects and device for its implementation
RU2769643C1 (en) * 2021-08-26 2022-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) Device for collecting and processing acoustic emission signals

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2396557C1 (en) * 2008-12-16 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Multichannel acoustic-emission device
CN202256264U (en) * 2011-10-16 2012-05-30 浙江大学 Sound emission device for detecting damage failure of carbon fiber composite material
RU2471180C1 (en) * 2011-09-23 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" Method for acoustic emission inspection of composite materials
RU2472145C1 (en) * 2011-09-23 2013-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" Device for acoustic-emission control over composite materials
JP2015031630A (en) * 2013-08-05 2015-02-16 株式会社Ｉｈｉ検査計測 Ae test device and method of composite material tank

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2396557C1 (en) * 2008-12-16 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Multichannel acoustic-emission device
RU2471180C1 (en) * 2011-09-23 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" Method for acoustic emission inspection of composite materials
RU2472145C1 (en) * 2011-09-23 2013-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" Device for acoustic-emission control over composite materials
CN202256264U (en) * 2011-10-16 2012-05-30 浙江大学 Sound emission device for detecting damage failure of carbon fiber composite material
JP2015031630A (en) * 2013-08-05 2015-02-16 株式会社Ｉｈｉ検査計測 Ae test device and method of composite material tank

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Степанова Л.Н., Лебедев Е.Ю., Рамазанов И.С., Расчет координат источников сигналов акустической эмиссии в образцах из углепластика, Контроль. Диагностика, 2013, N 8, с. 74-78. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676209C1 (en) * 2017-12-25 2018-12-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Carbon plastic sample structure defect type determining acoustic-emission method
RU2676209C9 (en) * 2017-12-25 2019-04-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Carbon plastic sample structure defect type determining acoustic-emission method
RU2704144C1 (en) * 2019-01-09 2019-10-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Acoustic emission method for determination of structure defects from carbon fiber reinforced plastic
RU2736171C1 (en) * 2020-04-27 2020-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Multichannel acoustic emission device
RU2736175C1 (en) * 2020-05-12 2020-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск Method of acoustic emission monitoring of metal objects and device for its implementation
RU2769643C1 (en) * 2021-08-26 2022-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) Device for collecting and processing acoustic emission signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2599327C1 (en) Acoustic emission method of diagnosis of the products from composite materials based on carbon fiber and device for its implementation
US20140060196A1 (en) Ultrasonic testing apparatus
RU2296320C1 (en) Acoustic-emission method for diagnostics of wheel pairs of railroad train and device for realization of said method
US9032801B2 (en) Ultrasonic measurement apparatus and method
RU2396557C1 (en) Multichannel acoustic-emission device
RU2339938C1 (en) Method of diagnosing metallic structures and device for implementing method
KR102046204B1 (en) Noise identification device and noise identification method
US5408880A (en) Ultrasonic differential measurement
CN106525976A (en) Method for quantitative analysis of damaged part of concrete structure based on acoustic emission tomography
RU2379677C1 (en) Method of acousto-optical welded seam quality control during welding and device to this end
RU2391656C2 (en) Acoustic-emission method of diagnosing bearing rings of axle unit of railway vehicle and device for realising said method
US20140305219A1 (en) Conical ultrasonic probe
RU2150698C1 (en) Multichannel acoustic emission device to test articles
RU2664795C1 (en) Multi-channel acoustic-emission system of construction diagnostics
RU2391655C2 (en) Method of diagnosing metal bridge structures and device for implementing said method
RU2572067C1 (en) Method of acoustic emission quality control of girth weld during multipass welding and device for its implementation
RU2442155C2 (en) Method and device of welded joints testing by acoustic emission during welding
CN113639804B (en) Method and system for detecting quality of cable conduit
US3456484A (en) Transducer calibration system
RU2472145C1 (en) Device for acoustic-emission control over composite materials
RU2684443C1 (en) Method of determining coordinates of sources of acoustic emission signals and device therefor
RU2431139C1 (en) Method of acoustic-emission control of pressurised vessels and device to this effect
RU2448343C2 (en) Method of predicting remaining life of metal articles and apparatus for realising said method
RU2726278C1 (en) Multichannel acoustic emission device
RU2736171C1 (en) Multichannel acoustic emission device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200610