SU1516966A1 - Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission - Google Patents

Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission Download PDF

Info

Publication number
SU1516966A1
SU1516966A1 SU884377160A SU4377160A SU1516966A1 SU 1516966 A1 SU1516966 A1 SU 1516966A1 SU 884377160 A SU884377160 A SU 884377160A SU 4377160 A SU4377160 A SU 4377160A SU 1516966 A1 SU1516966 A1 SU 1516966A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
arrival
output
channels
signals
inputs
Prior art date
Application number
SU884377160A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Филиппович Паньков
Людмила Николаевна Степанова
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4736
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 Предприятие П/Я Г-4736 filed Critical Предприятие П/Я Г-4736
Priority to SU884377160A priority Critical patent/SU1516966A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1516966A1 publication Critical patent/SU1516966A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  определени  направлени  прихода акустических сигналов к месту их приема в издели х из листовых материалов. Цель изобретени  - повышение достоверности определени  направлени  прихода сигналов акустической эмиссии за счет учета затухани  акустического сигнала. В устройстве осуществл етс  измерение разностей времен прихода акустических сигналов на две взаимно-перпендикул рные пары пьезопреобразователей, расположенных по окружности, по которым суд т о направлении прихода акустического сигнала. В каждом из каналов приема осуществл етс  сравнение прин тых сигналов с двум  наперед заданными пороговыми уровн ми, выбранными с учетом затухани  акустического сигнала в материале издели , что обеспечивает более точное определение момента приема акустической волны и повышает достоверность определени  направлени  ее прихода. 3 ил.The invention relates to non-destructive testing and can be used to determine the direction of the arrival of acoustic signals to the place of their reception in sheet products. The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the direction of arrival of acoustic emission signals by taking into account the attenuation of the acoustic signal. The device measures the arrival times of acoustic signals into two mutually perpendicular pairs of piezoelectric transducers located around the circumference, which are used to judge the direction of arrival of the acoustic signal. In each of the reception channels, the received signals are compared with two predetermined threshold levels selected with regard to the attenuation of the acoustic signal in the product material, which provides a more accurate determination of the moment of reception of the acoustic wave and increases the reliability of determining the direction of its arrival. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  определени  направлени  прихода акустических сигналов к месту их приема в издели х из листовых материалов.The invention relates to non-destructive testing and can be used to determine the direction of the arrival of acoustic signals to the place of their reception in sheet products.

Цель изобретени  - повьппение достоверности .определени  направлени  прихода сигналов акустической эмиссии за счет учета затухани  акустического сигнала.The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the direction of arrival of acoustic emission signals by taking into account the attenuation of the acoustic signal.

На фиг . 1 представлена функциональна  схема устройства дл  определени  направлени  прихода сигналов акустической эмиссии;.на фиг,2 - расположение пьезопреобразователейFIG. 1 is a functional diagram of the device for determining the direction of arrival of acoustic emission signals; FIG. 2, an arrangement of piezo transducers

на исследуемом объекте; на фиг.3 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.on the object under study; 3 shows timing diagrams for the operation of the device.

Устройство содержит четыре одинаковых канала приема сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных пьезопреобразова- тел  1 (2-4) и усилител  5 (6-8), элемента И 9 (10-12) и общего дл  всех каналов регистратора 13.The device contains four identical signal receiving channels, each of which consists of serially connected piezoelectric transducers 1 (2–4) and amplifier 5 (6–8), element I 9 (10–12) and common to all channels of the recorder 13.

Кроме того, устройство содержит в каждом канале подключенные к выходу усилител  5 (6-8) последоватрльно соединенные пороговый элеменi 14 (15-17), триггер 18 (19-2 Г и элемент ИЛИ 22 (23-25) и подклн чр ныоIn addition, the device contains, in each channel, connected to the output of amplifier 5 (6-8) sequentially connected threshold element 14 (15-17), trigger 18 (19-2 G, and element OR 22 (23-25) and

СЛSL

О СО 05About CO 05

о:about:

к выходу усилител  5 (6-8) последовательно соединенные второй пороговый элемент 26 (27-29) и второй три гер 30 (31-33), выход которого подключен к элементу И 9 (10-12) данного канала, а выход последнего - к второму входу элемента ИЛИ 22 (23- 25), последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИПИ 34, входы которого подключе1П 1 соответственно к выходам элементов ИЛИ 22 и 3 первого и второго каналов, второй элемент И 35 и счетчик 36, Быход которого под :КлЮчен к первому входу регистратора 13,,последовательно соеднненные второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ РШИ 37, входы которого подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ 2А и 25 третьего и четвертого каналов, третий элемент И 38 и второй счетчик 39 выход которого подключен к второму входу регистратора 13, и генератор выход которого подключен к вторым входам второго 35 и третьего 38 эле ментов И, в ыходы первых триггеров 18-21 первого, второго, третьего и четвертого каналов подключены соотвственно к вторым входам элементов И 10,9,12 и 11 второго, первого, четвертого и третьего каналов, а вхды сброса первого, 36 и второго 39 счетчиков и всех триггеров 18-21 и 30-33 объединены (входы сброса триггеров не показаны) и предназначены дл  подачи сигнала, перевод щего усройство в исходное состо ние.the output of the amplifier 5 (6-8) connected in series is the second threshold element 26 (27-29) and the second three ger 30 (31-33), the output of which is connected to the element And 9 (10-12) of this channel, and the output of the latter - to the second input of the element OR 22 (23-25), serially connected element EXCLUSIVE IPI 34, the inputs of which are connected 1P 1 respectively to the outputs of elements OR 22 and 3 of the first and second channels, the second element 35 and counter 36, the output of which is under: CLU to the first input of the recorder 13, sequentially connected the second element EXCLUSIVE RSHI 37, the inputs of which oh are connected respectively to the outputs of the elements OR 2A and 25 of the third and fourth channels, the third element is AND 38 and the second counter 39 whose output is connected to the second input of the recorder 13, and the generator whose output is connected to the second inputs of the second 35 and third 38 elements AND, The outputs of the first triggers 18-21 of the first, second, third and fourth channels are connected respectively to the second inputs of the And 10,9,12 and 11 elements of the second, first, fourth and third channels, and the first, 36, and second inputs of the 39 counters and all triggers 18-21 and 30-33 combined (the reset inputs of the triggers are not shown) and are intended to give a signal that transforms the device to its original state.

Пьезопреобразователи 1-4 устанавливают на контролируемом изделии по окружности диаметром D так, что пье зопреобразователи 1,2 и 3,4 образую два взаимно перпендикул рные пары.Piezo transducers 1–4 are installed on a controlled product circumferentially with a diameter D so that pie transducers 1,2 and 3,4 form two mutually perpendicular pairs.

Устройство работает следующим обзом .The device works as follows.

Сигналы АЭ принимаютс  пьезопрео разователЯми 1-4, Пусть первым сигналы ЛЭ воспринимает пьезопреобра- зователь 1. На выходах пьезопреобра зователей 1 и 2 получают электрические сигналы видаThe AE signals are received by piezoelectric transducers 1–4. Let the LEs be the first to perceive the piezoelectric transducer 1. At the outputs of the piezoelectric transducers 1 and 2, electrical signals are received

и, DO sinw t i .fand, DO sinw t i .f

U де и,,и2U de and, u2

(.0(.0

ff

sincjt ,  sincjt

амплитуды сигналов соответственно на выходе пьезопреобразовате- лей 1 и 2; кругова  частота} декремент затухани .amplitudes of signals, respectively, at the output of piezoelectric transducers 1 and 2; circular frequency} damping factor.

00

5five

00

5 five

45 мента 45 menta

Прин тый пьезопреобразователем I сигнал АЭ усиливаетс  усилителем 5, Сигнал с выхода усилител  5 поступает на входы пороговых элементов 14 и 26, Пороги срабатывани  каждой пары пороговых устройств установлены соответственно равными U nopt o момент равенства сигнала с выхода усилител  порогу срабатывани  и„„„, (или II The AE signal received by the piezotransducer I is amplified by amplifier 5, the signal from the output of amplifier 5 is fed to the inputs of threshold elements 14 and 26, and the thresholds of each pair of threshold devices are set equal to U nopt o moment of equalization of the signal from the amplifier to the threshold of operation and „„, ( or II

пор 1pore 1

пор 2pore 2

00

5five

00

00

5five

одного изone of

пороговых устройств на выходах последних по вл ютс  пр моуголььые импульсы , которые устанавливают триггеры 18 и 30 в единичное состо ние (фиг,3,а,б,в,г ), При этом сигнал с выхода триггера 18 через элемент . ИЛИ 22, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34 и элемент И 35 разрешает прохождение пр моугольных импульсов с выхода задающего генератора 40 на счетный вход счетчика 36, который начинает работу (фиг,3,и,л,м), Сигнал АЭ, распростран  сь по конструкции с затуханием, достигает второго пьезопреобразова- тел  2 данной диаметральной пары, усиливаетс  усилителем 6 и поступает на вход двух пороговых элементов 15 и 27, которые при равенстве их порогов срабатывани  с усиленш 1м сигналом АЭ устанавливают триггеры 19 и 31 в единичное состо ние (фиг,3,6, flte).the threshold devices at the outputs of the latter appear right-angle pulses that set the triggers 18 and 30 in one state (Fig, 3, a, b, c, d), and the signal from the output of the trigger 18 through the element. OR 22, the EXCLUSIVE OR 34 element and AND 35 element allow the passage of rectangular pulses from the output of the master oscillator 40 to the counting input of the counter 36, which starts operation (FIG. 3, u, l, m), AE signal, propagated by design c damping, reaches the second piezoelectric transducer 2 of this diametral pair, is amplified by the amplifier 6, and is fed to the input of two threshold elements 15 and 27, which, when their response thresholds are equal to 1m amplified by the AE signal, set triggers 19 and 31 into a single state (FIG. 3 , 6, flte).

На фиг,3 изображен случай, когда вследствие затухани  сигнал АЭ не превысил порог срабатывани  П,.. При этом сигнал с выхода триггера 31 через элемент И 10 и элемент ИЛИ 23 устанавливает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34 в нулевое состо ние (фиг,3, з,к,л) и через элемент И .35 запрещает прохождение импульсов с выхода задающего генератора 40,и счет прекращаетс  (фиг,3,м). На выходе элеИ 9 в этом случае устанавливаетс  нулевой потенциал (Лиг,3,ж), В этом случае, если первым восприн л сигнал АЭ пьезопреобразователв 2, то все происходит в обратном пор дке, и регистраци  сигнала АЭ на втором пьезопреобразователе 2 происходит по уровню первом - по П „opi При -приходе сигнала АЭ на вторую диаметральную пару (пьезопреобразо- вател  3 и 4 на фиг,1 и 2) устройство работает аналогично,FIG. 3 shows the case when, due to attenuation, the AE signal did not exceed the trigger threshold P, .. At that, the signal from the output of the trigger 31 through AND 10 and OR 23 sets the EXCLUSIVE OR 34 element to the zero state (Fig. 3, 3 , k, l) and through the element AND .35 prohibits the passage of pulses from the output of the master oscillator 40, and the counting stops (Fig, 3, m). In this case, a zero potential is set at the output of Elea 9 (Le, 3, g). In this case, if the AE received the AE signal from the piezoelectric transducer 2, then everything happens in reverse order, and the AE signal on the second piezoelectric transducer 2 occurs at the level of the first — by P „opi — upon the arrival of the AE signal on the second diametric pair (piezoelectric transducer 3 and 4 in FIG. 1 and 2), the device operates in the same way as

В предлагаемом устройстве разности времен:,-прихода сигнала АЭ соот-In the proposed device, the time difference:, - the arrival of the AE signal corresponds to

5 ,55, 5

ветствеино на первую t.H вторую tj.4 диаметрально расположенные парь пьезопреобразователей (фиг.2) соответственно равныvetveitino on the first t.H second tj.4 diametrically located pairs of piezo transducers (figure 2) are respectively equal

R t,., g З1пс ;R t,., G З1пс;

3-4 3-4

COSoCoso

где с/ - угол между линией, соедин ющей диаметральные пары пьезпреобразователей , и направлением прихода сигнала акустической эмиссии. Угол 0 между линией, на которойwhere c / is the angle between the line connecting the diametral pairs of piezo transducers and the direction of arrival of the acoustic emission signal. Angle 0 between the line where

установлены пьезопреобразователи 1piezo transducers installed 1

и 2, и направлением прихода сигналаand 2, and the direction of arrival of the signal

АЭ определ етс  какAE is defined as

о( arctg b-Jabout (arctg b-j

t-3-4t-3-4

После занесени  в регистратор 13 результатов измерени  осуществл етс  сброс счетчиков 36 и 39, триггеров 18-21 и 30-33, и устройство возвращаетс  в исходное состо ние. Информаци  с выхода счетчиков 36 и 39 о разност х времен прихода сигнала АЭ на пары пьезопреобразователей поступает на регистратор 13, Направление прихода сигнала АЭ определ етс  по формулеAfter the measurement results are recorded in the recorder 13, the counters 36 and 39 are reset, the triggers 18-21 and 30-33 are reset, and the device returns to the initial state. Information from the output of counters 36 and 39 about the differences in arrival times of the AE signal for pairs of piezo transducers is fed to the recorder 13. The direction of arrival of the AE signal is determined by the formula

, . N,, N,

с arctg -iwith arctg -i

NN

N и NN and N

- двоичные коды с выходов счетчиков 36 и 39, представл ющие; временные интервалы- binary codes from the outputs of counters 36 and 39, representing; time intervals

t 1. i и t 3- t 1. i and t 3-

Предлагаемое устройство дл  определени  направлени  прихода сигнала АЭ по сравнению с известным обладает более высокой достоверностью опреде лени  направлени  прихода сигнала АЭ, Несмотр  на затухание сигнала АЭ, достигшего второго пьезопреобразова- тел  диаметральной пары, он фиксируетс  устройством. Это исключает ощиб- ки в определении направлени  прихода сигнала АЭ и повьппает достоверность определени  направлени  на источник АЭ.The proposed device for determining the direction of arrival of the AE signal as compared with the known one has a higher accuracy of determining the direction of arrival of the AE signal. Despite the attenuation of the AE signal that has reached the second piezoelectric transducer of the diametral pair, it is fixed by the device. This eliminates errors in determining the direction of arrival of the AE signal and increases the accuracy of determining the direction to the AE source.

666666

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  определени  направ- леш1Я прихода сигналов акустической змиссии, содержащее четыре одинаковых канала приема сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных пьезопреобраэовател  и усилител , элемента И и общего дл A device for determining the direction of arrival of acoustic transmission signals, containing four identical channels for receiving signals, each of which consists of a series-connected piezoelectric transducer and amplifier, element I, and common for всех каналов регистратора, пьезопреобразователи установлены по окружности на равных рассто ни х и образуют две взаимно перпендикул рные пары, отличающеес  тем, что, сall channels of the recorder, piezoelectric transducers are installed on a circle at equal distances x and form two mutually perpendicular pairs, characterized in that, with целью повышени  достоверности определени  направлени  прихода сигналов акустической змиссии, оно снабжено в каждом канале подключенными к выходу усилител  последовательноthe purpose of increasing the reliability of determining the direction of arrival of acoustic transmission signals, it is supplied in each channel connected to the output of the amplifier in series соединенными пороговым элементом, триггером и элементом ИЛИ и подключенными к выходу усилител  последовательно соединенными вторым пороговым элементом и вторым триггером,connected by a threshold element, a trigger and an OR element and connected to the output of the amplifier in series by a second threshold element and a second trigger, выход которого подключен к элементу И данного канала, а выход последнего - к второму входу элемента ИЛИ, последовательно соединенными элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены соответственно к вы- 1ходам элементов ИЛИ первого и второго каналов, вторым элементом И и счетчиком, выход которого подключен к первому входу регистратора, последовательно соединенными вторым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ третьего и четвертого каналов, третьим элементом И и вторым счетчиком, выход которого подключен к второму входу регистратора , и генератором, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, выходы первых триггеров первого, второго , третьего и четвертого каналов подключены соответственно к вторым входам элементов И второго, первого, четвертого и третьего каналов, аthe output of which is connected to the AND element of this channel, and the output of the latter to the second input of the OR element, connected in series by the EXCLUSIVE OR element, whose inputs are connected respectively to the outputs of the OR elements of the first and second channels, the second AND element and the counter whose output is connected to the first input of the recorder, serially connected by the second element EXCLUSIVE OR, whose inputs are connected respectively to the outputs of the elements OR of the third and fourth channels, the third element AND and the second counter com, the output of which is connected to the second input of the recorder, and a generator, the output of which is connected to the second inputs of the second and third elements And, the outputs of the first triggers of the first, second, third and fourth channels are connected respectively to the second inputs of the elements And the second, first, fourth and third channels as well входы сброса перЬого и второго счетчиков и всех триггеров объединены и предназначены дл  подачи сигнала, перевод щего устройство в исходное состо ние .the reset inputs of the first and second counters and all of the flip-flops are combined and intended to give a signal that brings the device to its initial state. -.-. xSxS
SU884377160A 1988-02-15 1988-02-15 Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission SU1516966A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884377160A SU1516966A1 (en) 1988-02-15 1988-02-15 Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884377160A SU1516966A1 (en) 1988-02-15 1988-02-15 Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1516966A1 true SU1516966A1 (en) 1989-10-23

Family

ID=21355161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884377160A SU1516966A1 (en) 1988-02-15 1988-02-15 Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1516966A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB № 1391175, кл. с, 01 N 29/04, опублик. 1975. Авторское свидетельство СССР № 847187, кл. О 01 N 29/04, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2418156A (en) Direction finding system
KR20040101182A (en) Ultrasonic doppler effect speed measurement
SU1516966A1 (en) Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission
US4051433A (en) Signal responsive burst period timer and counter for laser doppler velocimetry and the like
SU932098A1 (en) Discrete apparatus for locating pressure pipeline damages
JP2818025B2 (en) Ultrasonic ranging device
SU731306A1 (en) Device for measuring ultrasonic oscillation propagation time
SU859911A1 (en) Automatic flaw indicator
JPS63256881A (en) Transmitter and receiver of acoustic position measuring instrument
SU1716422A1 (en) Device for selection of acoustic signals
SU1179216A1 (en) Ultrasonic flaw detector
SU666962A1 (en) Device for measuring ultrasonic velocity in materials
SU1670589A1 (en) Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates
SU1448211A1 (en) Acoustic ranger
SU1158870A1 (en) Elastic wave propagation velocity meter
SU1065768A1 (en) Ultrasonic device for material quality control
SU1224602A1 (en) Apparatus for measuring velocity of ultrasound
RU2052768C1 (en) Ultrasonic distance meter
SU1619168A1 (en) Apparatus for ultrasonic inspection
SU449455A1 (en) Method of calibration of electroacoustic transducers
SU1504520A1 (en) Method and apparatus for measuring velocity of ultrasound
SU1425467A1 (en) Device for measuring ultrasound velocity in materials
SU894558A1 (en) Ultrasonic echo-pulse flaw detector
SU1084671A1 (en) Ultrasonic device for checking media physical chemical properties
SU638136A1 (en) Ultrasonic pulsed device