SU1469443A1

SU1469443A1 - Устройство дл акустического контрол изделий

Info

Publication number: SU1469443A1
Application number: SU874250637A
Authority: SU
Inventors: Евгений Александрович Кавешников; Владимир Васильевич Ященко; Александр Николаевич Черных; Александр Иванович Остапенко; Геннадий Исидорович Козюкин
Original assignee: Войсковая часть 13991
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1989-03-30

Abstract

Изобретение относитс к акустическому контролю и может быть использовано дл диагностики нагружаемых .до разрушени изделий. Цель изобретени - повышение надежности и достоверности контрол в услови х ограниченного объема поступающей информации за счет использовани дополнительной информации об очередности растрескивани хрупкого покрыти на контролируемых участках поверхности издели . 1 з.п. ф-лы, 2 ип.

Description

1 , .

Изобретение относитс к акустическому контролю и может быть использо- вано дл диагностики нагрзшаемых до разрушени изделий.

Цель изобретени - повьшгение надежности и достоверности контрол в услови х ограниченного объема поступающей информации за счет использовани дополнительной информации об очередности растрескивани хрупкого покрыти на контролируемых участках поверхности издели .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл акустического контрол изделий; на фиг. 2 - вариант выполнени анализатора импульсов.

Устройство дл акустического контрол издели содержит генератор 1 счетньк импульсов, синхронизатор 2, регистратор 3 и несколько каналов приема и обработки сигналов, каждый из KOTOiftK состоит из последовательно соединенных приемного злектроаку- ;

стического преобразовател 4, усилител 5, фильтра 6, порогового элемента 7 и ключа 8 выход которого подключен к соответствук цему входу регистратора 3, и измерител 9 временных интервалов, первый вход которого подрслючен к выходу синхронизатора 2, второй вход - к выходу генератора счетных импульсов, а выход - к второму входу ключа 8 п излучателей сигналов акустической эмиссии, выполненных из слоев хрупких покрытий 10, . нанесенных на контролируемые участки ;.поверхности издели 11, и п элементов ИЛИ 12, выходы которых подключены к соответствующим дополнительным входам регистратора 3, а каждый канал приема и обработки сигналов снабжен подключенными к выходу соответствующего фильтра 6 п анализаторами 13 1 тульсов, вторые входы которых подключены к выходу генератора I счет- иь1х импульсов а выходы подключены

(Л

с

41 Од

:D (

nfiik

со

к входам соответствующих элементов ИЛИ 12.

Анализаторы 13 импульсов выполнены из последовательно соединенных детектора 14, второго порогового элемента 15, счетчика 16 импульсов второго ключа 17, третьего порогового элемента 18 и элемента 19 совпадений, выход которого служит выходом анали- затора 13 импульсов, полосового фипьтра 20, вход которого служит первым входом анализатора 13 импульсов, а выход подключен к входу детектора 14, подключенного к выходу полосового фильтра 20 четвертого порогового элемента 21, выход которого подключен к второму входу элемента 19 совпадений, делител 22 частоты, вход которого служит вторым входом анализатора 13 импульсов, а , выход подключен к второму входу второго ключа 17, и подключенного к вьгходу делител 22 частоты блока 23 задержки, выход которого подключен к второму входу счетчика 16 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

На поверхность издели 11 нанос т хрупкое покрытие 10 в виде нескольких прилегающих один к другому участков (источников сигналов акустической эмиссии) с различньми дл каждо- го участка параметрами его растрес

зованием счетных импульсов, вырабатываемых генератором 1, осуществл ют измерение (счет) текущего интервала нагружени издели . При превышении амплитудой электрического сигнала, поступающего с выхода фильтров 6, уровн помех в тракте измерени , пороговый элемент 7 вырабатывает сигнал , которым открьтаетс ключ 8. С выхода последнего сигнал о величине 4t поступает на входы регистратора 3. По измеренным дл каждого преобразовател 4 величинам /3t определ етс разница во времени прибыти каждого сигнала от каждого преобразовател и по ней наход т место расположени источника сигналов акустической эмиссии.

Одновременно с анализом относительного временного положени электрического сигнала, поступающего с вькода фильтров 6, в анализаторе 13 импульсов осуществл етс вьщеленйе и анализ амплитудного уровн составл ющих этого же сигнала, соответствующих отдельным участкам хрупкого покрыти 10. Выбор конкретных параметров растрескивани хрупкого покрыти дл отдельных его участков, а отсюда , и техническа реализаци анализаторов 13 импульсов определ етс спецификой решаемых на практике задач . При этом могут бытьиспОЛЬзова

40

кивани и модулем упругости покрыти , jg ны, например, следукицие параметры: приблизительно равным модулю упругости материала поверхности издели 11. Изделие нагружают до разрушени , при- Ht94am при помощи преобразователей 4 акустические колебани , вызванные акустической эмиссией материала издели М и растрескиванием хрупкого покрыти 10, усиливают прин тые сигналы с помощью усилителей 5 и подвергают фильтрации с помощью фильтров 45 6. С выхода фильтров 6 электрический сигнал поступает на входы соответст- вукйцих пороговых элементов 7. Затем с помощью измерител 9 временных интервалов , ключа 8 по сигналу порогового элемента 7 форм1фуетс сигнал 0 велич1Ше интервала flt между началом нагружени издели и моментом превы-, щенн этим сигналом порогового значени . Сигнал о начале нагружени издели формируетс синхронизатором , 2 и поступает на первый.вход измерителей 9 временных интервалов, после чего последние обнул ютс и с ; | фль50

55

число импульсов в единицу времени; суммарное число импульсов, наблюдае мых за определенньй интервал времен НИ} форма огибающей импульсов; частотный спектр и производные от нег параметры, например преобладающие частоты; амплитудное распределение импульсов - закон распределени по амплитудам импульсов, прин тых за интервал времени или за врем наблю дени .

Обеспечение различий составл кнци электрического сигнала по отмеченны и другим их параметрам осуществл ет с путем нанесени хрупких покрытий с отличающимис по участкам физико- механическими свойствами, с отличаю щейс геометрической (поверхностной или внутренней) конфигурацией, например в виде трафаретной сетки с разной конфигурацией отверстий. В случа х необходимости (при.отсутствии или недостатке априорных данных может быть проведена эксперименталь

ны, например, следукицие параметры:

число импульсов в единицу времени; суммарное число импульсов, наблюдаемых за определенньй интервал времен НИ} форма огибающей импульсов; частотный спектр и производные от него параметры, например преобладающие частоты; амплитудное распределение импульсов - закон распределени по амплитудам импульсов, прин тых за интервал времени или за врем наблюдени .

Обеспечение различий составл кнцих электрического сигнала по отмеченные и другим их параметрам осуществл етс путем нанесени хрупких покрытий с отличающимис по участкам физико- механическими свойствами, с отличающейс геометрической (поверхностной или внутренней) конфигурацией, например в виде трафаретной сетки с разной конфигурацией отверстий. В случа х необходимости (при.отсутствии или недостатке априорных данных) может быть проведена эксперименталь5

на оценка значений параметров растрескивани хрупкого покрыти дл каждого его участка, например, путем их измерени при нагружении издели или его элементов до разрушени . Результаты такой оценки используютс дл настройки анализаторов 13 импульсов .

На фиг. 2 изображена блок-схема |анализатора 13 импульсов , который реализует вьщеление составл ющей электрического сигнала с выхода фильтров 6 и их анализ по двум парамет- , растрескивани хрупкого покрыти преобладающим частотам fipj (р - но мер частоты) спектра импульсов и числу га 1пульсов с этими частотами, наблюдаемых на интервалах времени пер1юдически повтор емых и соизмеримых с максимально возможным интервалом следдвани импульсов растрескивани хрупкого покрыти .

Электрический сигнал с каждого из фильтров 6 поступает через об1 единен ные первые входы соответствунмце.й ему группе блоков 13 V (i I, п) на вход полосового фильтра 20, с помощью которого выдел ютс составл ющие этого сигнала с преобладающими частотами, соответствующими по каждой составл ющей частотам растрескивани хрупко - го покрыти одного из его участков. Вьцхеленна фильтром 20 составл юща электрического, сигнала (представл юща собой многокомпонентный сигнал, близкий по форме к серии импульсов акустических колебаний, возникающих от растрескивани хрупкого покрыти на соответствующем участке) поступает на вход порогового элемента 21, Задаваемого элементом 21, который вьфабатьюает сигнал, свидетельствую- сщй о интенсификации амплитудного урови данной (i-й) составл ющей электрического сигнала и соответству- /ющей ей составл ющей акустических колебаний от растрескивани хрупкого покрыти одного из его участков. Сигнал с выхода элемента 21 поступает на второй вход блока 19 совпадени , на первьй вход которого поступает сигнал о нахождении значени второго параметра (и,) растрескивани хрупкого покрыт11Я i-ro участка между нижним и верхним пороговьми значени ми, реализуемыми в пороговом элементе 18. Параметр in . определ етс путем периодического подсчитывани счетчиком

4436

16 импульсов, которые формируютс с по мощью детектора 14 огибающей и порогового элемента 15. Детектор 14 огибающей вьдел ет огибающую сигнала с выхода полосового фильтра 20. Выделенный сигнал поступает на вход порогового элемента 15. В случае превышени величины порога амплитудой

сигнала огибающей элемент 15 выраба- тьвает сигнал (импульс), который поступает на вход счетчика .16. Интервал времени, в течение которого счетчиком 16 периодически ведетс счет импульсов , формируетс делителем 22 частоты следовани импульсов, которые поступают на его вход с выхода генератора 1. Очередным импульсом с выхода делител 22 открьгоаетс ключ 17, который пропускает при этом сигнал о величине и; на вход порогового элемента 18 и после некоторой его задержки во времени в блоке 23 задержки обнул етс счетчик 16. Врем эадержки дл блока 23 выбираетс исход из инерционности срабатывани порогового элемента 18.

При наличии на обоих входах элемента 19 совпадени соответствующих

сигналов i вырабатьшаетс сигнал по влени i-й составл ющей электрического сигнала с параь;етрами f ,-р и п, который с выхода анализатора 13 импульсов поступает один из

элементов ИЛИ 12 на регистратор 3.

По зарегистрированным перед моментом разрушени издели сигналам составл ющих электрического сигнала от преобразователей 4 определ ют очередность следовани этих сигналов во времени, а также очередность их исчезновени , по этим очередкост м наход т место расположени источника акустических колебаний, а по нему

определ ют наименее прочньй элемент издели .

Claims

Формула изобретени 1. Устройство дп акустического

контрол изделий, содержащее генератор счетных импульсов, синхронизатор , регистратор и несколько каналов приема и обработки сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемного электроакустического преобразовател , усилител , фипьтра, порогового, элемента и ключа, выход которого подключен к соответствующему входу регистратора,

и измерител временных, интервалов, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй вход - к выходу генератора счетных импуль- сов, а выход - к второму входу ключа , отличающеес тем, что, с целью повьшени надежности и достоверности контрол , оно снабжено п излучател ми сигналов акустической эмиссии, выполненньми из слоев хрупких покрытий, нанесеннык на контролируемые участки поверхности издели и п элементами.ИЛИ, выходы которых подключень к соответствующим дополни тельным входам регистратора, а каждый канал приема и обработки сигналов снабжен подключенньми к выходу соответствующего фильтра п анализаторами импульсов, вторые входы которых подключены к выходу генератора счетных импульсов, а выходы подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ
2. Устройство по п. 1, отли- ю щ е е с тем, что.каждый

ч а

из анализаторов импульсов выполнен из последовательно соединенных детектора , второго порогового элемента, счетчика импульсов, второго ключа, третьего порогового элемента и элемента совпадений, выход которого служит выходом анализатора импульсов, полосового фильтра, вход которого слу58ит первым входом анализатора импульсов , а выход подключен к входу детектора, подключенного к выходу полосового фильтра четвертого порогового элемента, выход которого подключен к второму входу элемента совпадений, делител частоты, вход которого служит вторым входом анализатора импульсов , а выход подключен к второму входу второго ключа, и подключенного к выходу делител частоты блока задержки , выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов.

Фи.1

F i

и

f ф I

п

0t/e 2