SU1019316A1

SU1019316A1 - Acoustic emission source coordinate determination device

Info

Publication number: SU1019316A1
Application number: SU813358280A
Authority: SU
Inventors: Мирослав Андреевич Серединский
Original assignee: Институт Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1983-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, содержащее канал приема, состо щий из последовательно соединенных электроакустического преобразовател и усилител , нормализатора импульсов и измерител временных интервалов , последовательно соединенные блок управлени , запоминающий блок, дешифратор и блок вывода информации, причем второй выход блока управлени соединен с вторым входом блока вывода информации, а третий выход - с вторым входом дещифратора , отличающеес тем, что, с целью повыщени достоверности контрол , оно снабжено не менее чем одним аналогичным каналом приема, блоком вычислений, входы которого соединены с блоками измерени временных интервалов каждого канала приема , а выход - с вторым-входом запоминающего блока, регистром пам ти, входы которого соединены с первым и вторым входами запоминающего блока, а выход - с третьим входом дешифратора, логическим блоком, включенным между выходом блока вычислений и третьим входом запоминающего блока, причем в каждый канал приема к выходу усилител подсоединены три параллельные цепочки из последовательно (Л соединенных фильтра и компрессора напр жений , выходы которых соединены с соответствующими входами нормализатора импульсов .A DEVICE FOR DETERMINING COORDINATES OF SOURCES OF ACOUSTIC EMISSION, containing a reception channel consisting of a series-connected electro-acoustic converter and amplifier, a pulse normalizer and a time interval meter, connected in series with a control unit, a storage unit, a decoder and an information output unit, the second output of the control unit is connected to the second input of the information output unit, and the third output - with the second input of the descrambler, characterized in that, in order to increase the authenticity and control, it is equipped with at least one similar reception channel, a computing unit, the inputs of which are connected to time measurement units of each reception channel, and the output - to the second input of the storage unit, a memory register whose inputs are connected to the first and second inputs the storage unit, and the output with the third input of the decoder, the logic unit connected between the output of the computing unit and the third input of the storage unit, and in each receiving channel to the output of the amplifier are connected three parallel centers kidney sequentially from (A compressor connected to the filter and stresses the outputs of which are connected to respective inputs normalizer pulses.

Description

QOQO

ооoo

О) Изобретение относитс к неразрушающему контролю качества изделий с использованием акустической эмиссии (АЭ) и может примен тьс дл неразрушающего контрол материалов и изделий из них при их нагружении, а также при контроле технологических процессов дл вы влени дефектов структуры материалов. Известно устройство дл определени координат источников сигналов акустической эмиссии, содержащее несколько каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразовател , усилител и блока фильтров, блока определени разности времени прихода и блока вычислений 1. Недостатком известного устройства вл етс необходимость сложной математической обработки полученной информации дл определени координат дефектов, заключающейс в решении триангул ционной задачи дл сигналов, полученных по меньшей мере с трех преобразователей с помошью ЭВМ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл определени координат источников акустической эмиссии, содержащее канал приема, состо щий из последовательно соединенных электроакустического преобразовател и усилител , нормализатора импульсов и измерител временных интервалов, последовательно соединенные блок управлени , запоминающий блок, дешифратор и блок вывода информации, причем второй выход блока управлени соединен с вторым входом блока вывода информации, а третий выход - с вторым входом дешифратора, причем выход усилител соединен с входом нормализатора, второй вход которого соединен с второй цепочкой датчик - усилитель 2. Недостатком известного устройства вл етс низка достоверность результатов измерений , обусловленна тем, что определение координат источников АЭ ведетс по разности времени прихода сигналов АЭ к пространственно разнесенным на контролируемой поверхности приемным преобразовател м . В этом случае при решении плоскостных задач возможно срабатывание различных преобразователей от различных типов волн, скорость распространени которых в материале различна, а также возможно срабатывание приемных преобразователей от различных источников АЭ, что ведет к по влению ложной локационной серии. Цель изобретени - повышение достоверности контрол . Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл определени координат источников акустической эмиссии снабжено не менее чем одним аналогичным каналом приема, блоком вычислений, входы которого соединены с блоками измерени временных интервалов каждого канала приема , а выход - с вторым входом запоминающего блока, регистром пам ти, входы которого соединены с первым и вторым входами запоминающего блока, а выход - с третьим входом дешифратора, логическим блоком, включенным между выходом блока вычислений и третьим входом запоминающего блока, причем в каждый канал приема к выходу усилител подсоединены три параллельные цепочки из последовательно соединенныхфильтра и компрессора напр жений , выходы которых соединены с соответствующими входами нормализатора импульсов . На чертеже представлена блок-схема устройства дл определени координат источников акустической эмиссии. Устройство содержит два или более идентичных канала приема, каждый из которых состоит из последовательно, соединенных электроакустического преобразовател 1 и усилител 2, блоки 3-5 фильтров, входы которых подключены к выходу усилител 2, компрессоры 6-8 напр жений, каждый из которых соответственно подключен к выходам блоков 3-5 фильтров, включенные последовательно измеритель 9 временных интервалов и нормализатор 10 импульсов, входы которого соединены с выходами компрессоров 6-8 напр жений. Выход усилител 2 первого канала приема подсоединен к блоку управлени , состо щему из соединенных схемы II контрол и схемы 12 управлени , выход которой подключен к последовательно соединенным запоминающему блоку 13, дещифратору 14 и блоку вывода информации, состо щему из параллельно включенных цифрового индикатора 15 и схемы 16 вывода информации. Второй выход схемы 12 управлени соединен с вторым входом схемы 16 вывода информации, а третий выход - с вторым входом дещифратора 14. Выходы измерителей 9 временных интервалов подключены к соответствующим входам блока 17 вычислений, выход которого соединен с вторым входом запоминающего блока 13 и с входом логического блока, состо щего из последовательно соединенных логической схемы 18 и схемы 19 сравнени , выход которого подключен к третьему входу запоминающего блока 13. К первому и второму входам запоминающего блока 13 подключен регистр 20 пам ти , выход которого соединен с третьим входом дешифратора 14. Устройство работает следующим образом На контролируемое изделие устанавливают приемный электроакустический преобразователь 1 каждого канала, например по верщинам равностороннего треугольника. Вследствие дисперсии скорости звука в изделии врем распространени различных гармонических составл ющих от исчочникаO) The invention relates to non-destructive quality control of products using acoustic emission (AE) and can be used for non-destructive testing of materials and products from them when they are loaded, as well as when controlling technological processes to detect defects in the structure of materials. A device for determining the coordinates of sources of acoustic emission signals is known, which contains several reception channels, each of which consists of a series-connected converter, amplifier, and filter unit, a unit for determining the time difference of arrival, and a computing unit 1. A disadvantage of the known device is the need for complex mathematical processing of the information obtained for determining the coordinates of defects, which consists in solving a triangulation problem for signals obtained with at least Rex converters with the help of a computer. The closest to the invention in technical essence is a device for determining the coordinates of acoustic emission sources, comprising a reception channel consisting of a series-connected electroacoustic transducer and amplifier, a pulse normalizer and a time interval meter, serially connected control unit, storage unit, decoder and output unit information, the second output of the control unit is connected to the second input of the information output unit, and the third output is connected to the second input The output of the amplifier is connected to the input of the normalizer, the second input of which is connected to the second chain of sensor-amplifier 2. A disadvantage of the known device is the low reliability of the measurement results due to the fact that the coordinates of the AE sources are determined by the difference in the arrival time of AE signals to spatially separated on the controlled surface receiving transducer m. In this case, when solving planar problems, various transducers from different types of waves can be triggered, the propagation speed of which is different in the material, and also firing transducers from different AE sources may be triggered, which leads to the appearance of a false radar series. The purpose of the invention is to increase the reliability of the control. The goal is achieved by the fact that the device for determining the coordinates of acoustic emission sources is provided with at least one similar reception channel, a computing unit, the inputs of which are connected to time measurement blocks of each reception channel, and the output to the second input of the storage unit, memory register, the inputs of which are connected to the first and second inputs of the storage unit, and the output to the third input of the decoder, the logic unit connected between the output of the calculation unit and the third input its unit, and in each reception channel to the amplifier output are connected three parallel chains of series-connected filter and voltage compressor, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the pulse normalizer. The drawing shows a block diagram of a device for determining the coordinates of acoustic emission sources. The device contains two or more identical reception channels, each of which consists of a series-connected electroacoustic converter 1 and amplifier 2, blocks of 3-5 filters whose inputs are connected to the output of amplifier 2, compressors 6-8 voltages, each of which are connected respectively to the outputs of blocks 3-5 of filters, connected in series meter 9 time intervals and the normalizer 10 pulses, the inputs of which are connected to the outputs of compressors 6-8 voltages. The output of the amplifier 2 of the first reception channel is connected to a control unit consisting of connected control circuit II and control circuit 12, the output of which is connected to serially connected storage unit 13, decipher 14 and information output unit consisting of parallel-connected digital indicator 15 and circuit 16 output information. The second output of the control circuit 12 is connected to the second input of the information output circuit 16, and the third output is connected to the second input of the descrambler 14. The outputs of the 9 time interval meters are connected to the corresponding inputs of the computing unit 17, the output of which is connected to the second input of the storage unit 13 and to the logic input a block consisting of serially connected logic circuit 18 and comparison circuit 19, the output of which is connected to the third input of the storage unit 13. A memory register 20 is connected to the first and second inputs of the storage unit 13 Ti, the output of which is connected to the third input of the decoder 14. The device works as follows: A receiving electroacoustic transducer 1 of each channel is installed on the monitored product, for example, by the vertices of an equilateral triangle. Due to the dispersion of the speed of sound in the product, the time of propagation of various harmonic components from the source

АЭ до приемника неодинаково. Таким образом , по разности времени прихода (т) этих гармоник к приемному преобразователю можно судить о рассто нии от источника АЭ до приемника:AE to receiver differently. Thus, by the difference in arrival time (t) of these harmonics to the receiving transducer, the distance from the AE source to the receiver can be judged:

. .

iq-c iq-c

где CiCi- скорости распространени различных гармоник (where CiCi is the propagation velocity of different harmonics (

Импульсы акустической эмиссии воспринимаютс приемными преобразовател ми 1, усиливаютс усилителем 2 и поступают на блоки 3-5 фильтров, где происходит выделение гармонических составл ющих различных частот, после чего эти составл ющие поступают кажда на свой компрессор. Компрессоры 6-8 обеспечивают посто нство выходного напр жени при изменении входного , т. е. с помощью компрессора напр жений устран етс погрещность в определении временной разности, обусловленной различной крутизной фронтов выделенных гармоник (так как выдел ютс гармоники различных частот, степень их затухани различна, вследствие этого различна и крутизна переднего фронта огибающей).Acoustic emission pulses are sensed by receiver converters 1, amplified by amplifier 2 and fed to filter banks 3-5, where harmonic components of different frequencies are extracted, after which these components each go to their compressor. Compressors 6-8 provide constant output voltage when the input voltage changes, i.e., the voltage compressor eliminates the inconsistency in determining the time difference due to the different steepness of the fronts of the selected harmonics (since the harmonics of different frequencies are distinguished, their degree of attenuation is different , because of this, the steepness of the leading edge of the envelope is also different).

Импульсы от усилител 2 первого канала поступают на схемы 11 контрол , где осуществл ютс анализ прин тых колебаний на достоверность (таким образом, что достоверными считаютс сигналы, превышающие некоторый установленный уровень, и при этом их число за врем длительности событи АЭ превышает наперед заданное) и выдача команды на разрешение следующего цикла работы после прекращени реверберации от импульса АЭ.The pulses from the amplifier 2 of the first channel are fed to the control circuits 11, where the received fluctuations of validity are analyzed (in such a way that signals that exceed a certain set level are considered reliable, and their number during the duration of the AE event exceeds the pre-set value) and issuing a command to resolve the next cycle of operation after termination of reverberation from an AE pulse.

. Импульсы с компрессоров 6-8 поступают на нормализатор 10 импульсов, где осуществл етс выделение огибающей и нормирование ее по , амплитуде. Далее в измерителе 9 временных интервалов производитс измерение временных запаздываний прихода различных гармоник к приемному преобразователю. Эта информаци подаетс на блок 17 вычислений, где вычисл етс скорость этих гармоник и с учетом вычисленной скорости производитс вычисление рассто ни от источника до приемника АЭ. Информаци о скорости гармоник и. The pulses from the compressors 6-8 are fed to the normalizer 10 pulses, where the envelope is selected and normalized according to its amplitude. Next, in the time interval meter 9, time delays of the arrival of different harmonics to the receiving transducer are measured. This information is fed to a computing unit 17, where the speed of these harmonics is calculated and, taking into account the calculated speed, the distance from the source to the receiver AE is calculated. Information on the speed of harmonics and

рассто нии до источника АЭ записываетс в запоминающий блок 13, если на это было разрешение с логической схемы 18 и схемы 19 сравнени .the distance to the source of the AE is recorded in the storage unit 13 if this was resolved from the logic circuit 18 and the comparison circuit 19.

Назначение логической схемы 18 следующее . Местоположение источников АЭ по предложенной выше методике определ етс на пересечении окружностей с центрами в точках установки преобразователей и радиусами , равными вычисленным рассто ни мThe purpose of logic circuit 18 is as follows. The location of the AE sources according to the method proposed above is determined at the intersection of the circles with centers at the installation points of the transducers and radii equal to the calculated distances

0 от источника до приемников АЭ. Следовательно , максимальна разность между радиусами этих окружностей не больше, чем рассто ние между преобразовател ми. Логическа схема 18 производит это сравнение. В случае, если это условие нарушаетс , логическа схема 18 выдает сигнал, запрещающий запись этой информации в запоминающий блок 13.0 from the source to the AE receivers. Consequently, the maximum difference between the radii of these circles is no more than the distance between the transducers. Logic 18 makes this comparison. In case this condition is violated, the logic circuit 18 generates a signal prohibiting the recording of this information in the storage unit 13.

После логического анализа информаци поступает на схему 19 сравнени , котора производит опрос запоминающего блока 13 After logical analysis, the information is fed to the comparison circuit 19, which polls the storage unit 13

0 и при наличии идентичной информации в одной из чеек запоминающего блока 13 записывает в нее число, указывающее количество идентичной информации. Если в запоминающем блоке 13 схемы 19 сравнени 0 and in the presence of identical information in one of the cells of the storage unit 13 writes into it a number indicating the amount of identical information. If in the storage unit 13 of the comparison circuit 19

5 кодов не обнаружено идентичной ннформации , то даетс разрешение на запись поступившей информации в следующую чейку запоминающего блока 13.5 codes are not detected identical to the information, then permission is given to record the received information in the next cell of the storage unit 13.

Схема 12 управлени производит последовательную запись и считывание информации с чеек пам ти запоминающего блока 13, управление работой дешифратора 14 и задает алгоритм работы схемы 16 вывода информации.The control circuit 12 sequentially writes and reads information from the memory cells of the storage unit 13, controls the operation of the decoder 14, and sets the operation algorithm of the information output circuit 16.

Регистр 20 пам ти служит дл оператив5 ного запоминани и выдачи информации во врем производимых измерений, что делает контроль более производительным.The memory register 20 serves to quickly store and output information during the measurements made, which makes the control more productive.

Цифровой индикатор 15 через дешифратор 14 индицирует информацию о рассто Q ни х от источника до каждого из приемников АЭ. Схема 16 вывода информации служит дл вывода полученных результатов измерений на внещнее устройство (цифропечать и перфолента).Digital indicator 15 through the decoder 14 displays information about the distance Q d x from the source to each of the receivers AE. The information output circuit 16 serves to output the obtained measurement results to an external device (digital printing and punched tape).

Така конструкци устройства позвол ет повысить достоверность контрол ..Such a device design allows to increase the reliability of control.

Claims

A DEVICE FOR DETERMINING THE COORDINATES OF SOURCES OF ACOUSTIC EMISSIONS, comprising a receiving channel, consisting of serially connected electro-acoustic transducer and amplifier, pulse normalizer and time interval meter, serially connected control unit, memory unit, decoder and information output unit, the second output of the control unit being connected with the second input of the information output unit, and the third output with the second input of the decoder, characterized in that, in order to increase the reliability of control, it is equipped with at least one similar reception channel, a computation unit whose inputs are connected to time interval measurement units of each receive channel, and the output is g by the second input of the storage unit, a memory register whose inputs are connected to the first and second inputs of the storage unit , and the output - with the third input of the decoder, a logic unit connected between the output of the computing unit and the third input of the storage unit, and in each receive channel three parallel chains from series-connected filter and voltage compressor, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the pulse normalizer.