SU1002953A1 - Устройство акустико-эмиссионного контрол материалов - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО

1

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  контрол  материалов по сигналам акустической эмиссии.

Известно устройство дл  измерени  амплитуды сигналов акустической эмиссии , содержащее соединенные последовательно резонансный преобразователь и блок обработки сигнала, выполн ющий операции преобразовани  сигнала Q в серию импульсов, число которых пропорционально амплитуде сигнала, и подсчет числа импульсов в серии .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  уст- ,5 ройство акустико-эмиссионного контрол  материалов, содержащее приемно-преобразующий блок и блок измерени  амплитуды сигнала. Приемно-преобразующий блок выполнен в виде одного приемного20 датчика, содержащего один пьезоэлемент , В блоке измерени  амплитуды сигнала отсутствует схема измерени  коэффициента затухани  . 2 . КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ

Общим недостатком этих устройств  вл етс  мала  точность контрол , обусловленна  тем, что измер етс  амплитуда сигнала в месте расположени  приемного преобразовател  и не учитываетс  затухание сигнала при его распространении от контролируемого дефекта до приемного преобразовател .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол .

Эта цель достигаетс  тем, что в устройстве акустико-эмиссионного контрол  материалов, содержащем приемнопреобразующий блок и блок измерени  амплитуды сигнала, приемно-преобразующий блок выполнен в виде двух приемных датчиков, каждый из которых выполнен в виде трех концентрически расположенных пьезоэлементов, а блпк измерени  амплитуды сигнала снабжен схемой измерени  коэффициента затухани , оно снабжено также вторым блоком измерени  амплитуды сигнала со схемой измерени  коэффициента затухани , дву3 м  блоками определени  направлени  п хода волны, блоком приоритета, комму татором значени  угла, соединенным п следовательно с блоком вычислени  ра сто ни  и блоком вычислени  амплитуды , блоком вычислени  угла, включенным между одним из блоков определени  на правлени  прихода волны и блоком вычислени , рассто ни , двухканальным к мутатором, входы которого соединены с соответствующ-ими выходами блоков и мерени  амплитуды, выходы - с вторым и третьим входами блока вычислени  амплитуды, входы блоков определени  направлени  прихода волны св заны соответственно с центральным и средним элементами датчиков, входы блоков измерени  амплитуды - со средним и внешним элементами, а входы блока приоритета - с внешними элементами , выходы блоков определени  направлени  прихода волны соединены с входами коммутатора значени  угла, выход второго блока определени  направлени  прихода волны соединен с вторым входом блока вычислени  угла, выход блока приоритета соединен соответственно с коммутируюи1ими входами коммутатора значени  угла и двухканального коммутатора. На чертеже представлено устройство акустико-эмиссионного контрол  материалов. Устройство содержит приемные датчики 1 и 2, каждый из которых выполнен в виде трех концентрически расположенных пьезоэлементов, блоки 3 и k измерени  амплитуды сигнала,снаб женные схемой измерени  коэффициента запускани , блоки 5 и 6 определени  направлени  прихода волны, блок 7 приоритета, коммутатор 8 значени  уг ла, соединенный последовательно с. блоком 9 вычислени  рассто ни  и с блоком 10 вычислени  амплитуды, блок 11 вычислени  угла, включенный между блоком 5 определени  направлени  прихода волны и блоком Э вычисле ни  рассто ни , двухканальный коммутатор 12, входы которого соединены с соответствующими выходами блоков 3 и измерени  амплитуды, выходы - с вторым и третьим входами блока 10 вычислени  амплитуды, входы блоков 5 и 6 определени  направлени  прихода волны св заны соответственно с центральными и средними элемен-тами датчиков , входы блоков 3 и k измерени  амплитуды - со средним и внешним эле 29534 ментами, а входы блока 7 приоритета с внешними элементами, выходы блоков 5 и 6 определени  направлени  прихода волны соединены с входами коммутатора 8 значени  угла, выход второго блока 6 определен1   направлени  прихода волны соединен с вторым входом блока 11 вычислени  угла,.выход блока 7 приоритета соединен соответственно с коммутирующими входами коммутатора 8 значени  угла и двухканального коммутатора 12. Устройство работает следующим образом . Кратковременные акустические колебани  (сигналы акустической эмиссии ), вызванные образованием дефекта, поступают на датчик 1, где, проход  через внешний пьезоэлемент датчика 1, преобразуютс  в электрический сигнал, который поступает на первый вход блока 3 измерени  амплитуды сигнала, обеспечивающего вычисление затухани  по формуле Rg-Up-eg-u egKo 1 гд- е ь где и , DO - амплитуда сигнала, измер ема  на внешнем и среднем пьезоэлементах датчика 1 соответственно; отношение коэффициентов преобразовани  среднего и внешнего пьезоэлементов ; рассто ние между средним и внешним пьезозпементами; Е - основание натурального логарифма. Акустический сигнал поступает на внешний пьезоэлемент, преобразуетс  в электрический и поступает на вход блока 7 приоритета. Акустический сигнал проходит через средний пьезоэлемент , где преобразуетс  в электрический и поступает на второй вход блока 3 измерени  амплитуды сигнала и второй вход блока 5 определени  направлени  прихода волны, где измер етс  его амплитуда. Акустический сигнал, прошедший через средний пьезоэлемент , поступает на элемент, внос щий искусственное затухание по определенному закону, мину  короткий ослабленный сигнал поступает на центральный пьезоэлемент датчика 1, где преобразуетс  в электрический сигнал , который поступает на первый вхо блока 5 определени  направлени  прихода сигнала, где также измер етс  амплитуда прин того сигнала, а напра ление в блоке 5 определени  нйпоавле ни  прихода сигнала вычисл етс  по отнршению амплитуд, поступивших на его первый и второй входы, так как величина отношени  пропорциональна углу прихода. Сигнал акустической эмиссии от одного и того же дефекта при своем распространении поступает также на вход датчика 2, выполненного аналогично датчику 1. С выходов блоков 5 и 6 определени  направлени  прихода волны сигналы, дискретные значени  которых соответствуют углам прихода сигналов на датчики 1 и 2, поступают на первый и второй входы блока 11 вычислени  угла Ч .образованного пересечением двух пр мых, проведенных из точек приема сигналов под углами их поступлени  на точку излучени . Угол в блоке 11 вычислени угла определ етс  выpa xeниe vVH80-()), где oi. Р углы прихода сигналов, измеренные от датчиков 1 и 2 и выраженные в дискретных значени х. Блок 11 вычислени  угла содержит cyммиpvюu ee устройство, имитатор угла 180 , выраженного в дискретном ви де, и вычитающее устройство. Сигнал с блока 11 вычислени  угла поступает на первый вход блока 9 вычислени  рассто ни  от выбранного датчика до источника излучени , одновременно на второй вход блока 9 вычислени  рассто  ни  поступает дискретное значение угла прихода сигнала с выхода блока 5 оп -ределени  направлени  прихода волны через первый вход коммутатора 8,если акус тический сигнал пришел на датчик 1 позже , чем на датчик 2, и с выхода блока 6 через второй вход коммутатора 8 Переключение входов коммутатора 8 осуществл етс  с выхода блока 7 приоритета , которыр вырабатывает на своем выходе положительный потенциал от сигнала, прошедшего на его первый вход с датчика 1 , и отрицательный потенциал от сигнала, прошедшего на его второй вход с датчика 2. Приоритет сигнала в блоке 7 приоритета дл  датчика 1 или датчика 2 выбираетс  по времени прихода сигнала на датчики, причем сигнал на выходе блока 7 приоритета будет положительной или отрицательной пол рности в зависимости от того, на какой датчик поступил акустический сигнал в первую очередь. Рассто ние L ; пройденное акустической волной от дефекта до датчика, вычисл етс  в блоке 9 вычислени  рассто ни  по формуле osin где а - рассто ние между двум  датчиками , заранее установленное и заданное в блоке 9 измерени  рассто ни  л виде дискретного рассто ни  значени  имитатора длины.;Измеренное значение рассто ни  Ь в виде двоичного кода поступает на первый вход блока 10 вычислени  амплитуды , на второй вход которого через первый канал двухканального коммутатора 12, т.е. через его первый или второй вход, поступает значение измеренного коэффициента затухани  от соответствующего датчика, на который механический сигнал пришел в первую очегздь, а на третий вход блока 10 вычислени  амплитуды поступает измеренное пиковое значение амплитуды сигнала, выраженное в дискретных значени х через третий или четвертый вход канала двухканального коммутатора 12 от датчика 1 или датчика 2, имеющего приоритет. Переключение входов в двухканальном коммутаторе 12 осуществл етс  от блока 7 приоритета в виде положительного или отрицательного потенциалов в зависимости от приоритета, Вычисление амплитуды U сигнала акустической эмиссии в зоне образовани  трещины в блоке 10 вычислени  амплитуды происходит согласно выражению , fiiieg-e где Uu- измеренна  амплитуда пикового значени  сигнала, поступившего с третьего или четвертого входа двухканального коммутатора 12. Таким образом, данное устройство позвол ет повысить точность контрол  за счет контрол  амплитуды сигналов акустической эмиссии в области дефекта . формула изобретени  Устройство акустико-эмиссионного контрол  материалов, содержащее приемно-преобразующий блок и блок измерени  амплитуды сигнала, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол , приемно-преобразующий блок выполнен в оиде двух j приемных датчиков, каждый из котооых выполнен в виде трех концентрически расположенных пьезоэлементов, а блок измерени  амплитуды сигнала снабжен схемой измерени  коэффициента затуха- to ни , оно снабжено также вторым блоком измерени  амплитуды сигнала со схемой измерени  коэффициента затухани , двум  блоками определени  направлени  прихода волны, блоком приорите- 5 та, коммутатором значени  угла, соединенным последовательно с блоком вычислени  рассто ни  и блоком вычис лени  амплитуды, блоком вычислени  угла, включенным между одним из блоков определени  направлени  прихода волны и блоком вычислени  рассто ни  двухканальным коммутатором, входы которого соединены с соответствующими выходами блоков измерени  амплитуды , выходы - с вторым и третьим вх дами блока вычислени  амплитуды, входы блоков определени  направлени  прихода волны св заны соответственно с центральным и средним элементами датчиков., входы блоков измерени  амплитуды - со средним и внешним элементами, а входы блока приоритета - с внешними элементами, выходы блоков определени  направлени  прихода волны соединены с входами коммутатора значени  угла, выход второго блока определени  направлени  прихода волны соединен с вторым входом блока вычислени  угла, выход блока приоритета соединен соответственно с коммутирующими входами коммутатора значени  угла и двухканального коммутатора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 606129, кл.-G 01 N , 1978. 2.Грешников В.А., Дробош Ю.Б. Акустическа  эмисси , м,, Иза-во стандаотов 1976, с. 76-81 (поототип ) .

Claims (1)

1. формула изобретения

   Устройство акустико-эмиссионного контроля материалов, содержащее при50 амплитуды сигнала, е с я тем, что, с измеи ч аповыо т л целью приемно-прев виде двух амплитуды, вхонаправления соответствен7 емно-преобразующий блок и блок рения ю щ е шения точности контроля, образующий блок выполнен приемных датчиков, каждый из котсюых выполнен в виде трех концентрически расположенных пьезоэлементов, а блок измерения амплитуды сигнала снабжен схемой измерения коэффициента затухания , оно снабжено также вторым блоком измерения амплитуды сигнала со схемой измерения коэффициента затухания, двумя блоками определения направления прихода волны, блоком приорите10

   1002953 θ дами блока вычисления ды блоков определения поихода волны связаны но с центральным и средним элементами датчиков., входы блоков измерения амплитуды - со средним и внешним элементами, а входы блока приоритета - с внешними элементами, выходы блоков определения направления прихода волны соединены с входами коммутатора значения угла, выход второго блока определения направления прихода волны соединен с вторым входом блока вычисления угла, выход блока приоритета соединен соответственно с коммута, коммутатором значения угла, соединенным последовательно с блоком вычисления расстояния и блоком вычисления амплитуды, блоком вычисления угла, включенным между одним из блоков определения направления прихода волны и блоком вычисления расстояния, двухканальным коммутатором, входы которого соединены с соответствующими выходами блоков измерения амплитуды, выходы - с вторым и третьим вхо тирующими входами коммутатора значения угла и двухканального коммутатора.