SU1670589A1 - Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates - Google Patents

Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates Download PDF

Info

Publication number
SU1670589A1
SU1670589A1 SU894660258A SU4660258A SU1670589A1 SU 1670589 A1 SU1670589 A1 SU 1670589A1 SU 894660258 A SU894660258 A SU 894660258A SU 4660258 A SU4660258 A SU 4660258A SU 1670589 A1 SU1670589 A1 SU 1670589A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
output
acoustic emission
arrival
determining
Prior art date
Application number
SU894660258A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Филиппович Паньков
Людмила Николаевна Степанова
Алексей Николаевич Серьезнов
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 SU894660258A priority Critical patent/SU1670589A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1670589A1 publication Critical patent/SU1670589A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано при акустоэмиссионном контроле дл  определени  местоположени  источника сигналов акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  координат и расширение функциональных возможностей за счет измерени  интервалов времени распространени  сигналов АЭ между преобразовател ми диагональных пар каждой антенны по зафиксированным моментам перехода сигнала через нуль и возможности определени  как дискретного, так и непрерывного источника АЭ. Дл  приема сигналов АЭ используютс  две пространственно разнесенные антенны, кажда  из которых выполнена из четырех преобразователей, расположенных в вершинах квадрата. Введение в устройство блока обнаружени  сигнала с триггером в каждом канале приема и блока определени  квадранта прихода сигнала АЭ позвол ет фиксировать моменты перехода сигнала АЭ через нуль из отрицательной области значений в положительную, производить отбраковку ложных комбинаций очередности прихода сигнала АЭ на преобразователи, определ ть истинную очередность, измер ть по зафиксированным моментам перехода интервалы времени распространени  сигнала АЭ между преобразовател ми диагональных пар каждой антенны, определ ть углы прихода сигнала АЭ на антенны и по полученным значени м и местоположению антенны вычисл ть координаты источника АЭ. 2 с.п.ф-лы, 8 ил.The invention relates to non-destructive testing and can be used in acoustic emission monitoring to determine the location of the source of acoustic emission signals (AE). The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the coordinates and expanding the functionality by measuring the time intervals of propagation of AE signals between converters of diagonal pairs of each antenna at fixed points of the signal zero crossing and the possibility of determining both a discrete and continuous source of AE. To receive AE signals, two spatially separated antennas are used, each of which is made up of four transducers located at the vertices of the square. Introduction to the device of a signal detection unit with a trigger in each receiving channel and a quadrant of determining the arrival of the signal AE allows to fix the moments of the AE signal from zero from negative to positive, reject false combinations of the order of arrival of the AE signal to the transducers, determine the true priority , measure the time intervals of propagation of the AE signal between the converters of the diagonal pairs of each antenna on the recorded transition times, determine the angles n of the AE signal at the antennas and using the obtained values and the location of the antenna, calculate the coordinates of the AE source. 2 sp.f-ly, 8 ill.

Description

A3 с помощью двух антенн; на фиг. 3 - временные диаграммы принимаемого сигнала АЭ одной из антенн; на фиг. 4 - структурна  схема устройства; на фиг. 5 - функциональна  схема блока определени  квадранта прихода сигнала АЭ; на фиг. 6 - функциональна  схема измерител  временных интервалов; на фиг. 7 - функциональна  схема линии задержки; на фиг. 8 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства .A3 using two antennas; in fig. 3 - time diagrams of the received AE signal from one of the antennas; in fig. 4 is a block diagram of the device; in fig. 5 is a functional block diagram of determining the quadrant of the arrival of the AE signal; in fig. 6 - functional diagram of the time interval meter; in fig. 7 - functional delay line circuit; in fig. 8 - timing diagrams for the operation of the device.

Устройство дл  определени  координат источника акустической эмиссии (фиг. 4) содержит две группы блоков, кажда  из которых состоит из четырех параллельных каналов, включающих последовательно соединенные преобразователь 1 (2, 3, 4). усилитель 5 (6, 7, 8) и формирователь 9 (10, 11, 12), измерител  13 временных интервалов, последовательно соединенных схемы ИЛИ 14 и линии 15 задержки, последовательно соединенные вычислительный блок 16 и регистратор 17, блок 18 пам ти. В каждом канале устройство содержит блок 19 (20, 21, 22) обнаружени  сигнала, вход которого подключен к выходу усилител , и триггер 23 (24, 25, 26), синхровход которого подключен к выходу формировател  9 (10, 11, 12), в каждой группе блоков - схему И 27 и блок 28 определени  квадранта прихода сигнала , первые четыре входа которого подключены к соответствующим входам измерител  13 временных интервалов и выходам триггеров 23т26, п тый вход - к п тому входу измерител  13 временных интервалов и выходу линии 15 задержки, первый выход - к второму входу линии 15 задержки, второй выход - к первому входу схемы ИЛИ 14. Входы схемы И 27 подключены к соответствующим выходам блоков 19-22 обнаружени  сигнала, выход - к информационным входам триггеров 23-26. Второй вход схемы ИЛИ 14 подключен к первому выходу измерител  13 временных интервалов, выход- к входам Сброс триггеров 23-26. Информационные входы блока 18 пам ти подключены к соответствующим второму и третьему выходам измерител  13 временных интервалов и третьему выходу блока 28 определени  квадранта прихода сигнала обеих групп блоков, входы Запись - к соответствующим четвертым выходам измерител  13 временных интервалов каждой группы блоков, а выход- к вычислительному блоку 16.The device for determining the coordinates of the acoustic emission source (Fig. 4) contains two groups of blocks, each of which consists of four parallel channels including series-connected transducer 1 (2, 3, 4). amplifier 5 (6, 7, 8) and driver 9 (10, 11, 12), meter 13 time slots, serially connected OR 14 and delay lines 15, serially connected computing unit 16 and recorder 17, memory block 18. In each channel, the device contains a block 19 (20, 21, 22) for detecting a signal whose input is connected to the amplifier output, and a trigger 23 (24, 25, 26), whose synchronous input is connected to the output of the driver 9 (10, 11, 12), in each group of blocks, circuit 27 and block 28 for determining the quadrant of signal arrival, the first four inputs of which are connected to the corresponding inputs of the meter 13 time slots and the outputs of the trigger 23t26, the fifth input to the fifth meter input 13 time slots and the output of the delay line 15 , first output - to the second input of the 15 delay line, w swarm output - to the first input of OR gate 14. The inputs of AND gate 27 are connected to respective outputs 19-22 of the signal detecting unit, the output - to the data inputs of flip-flops 23-26. The second input of the OR circuit 14 is connected to the first output of the meter 13 timeslots, the output to the inputs Reset Triggers 23-26. The information inputs of the memory block 18 are connected to the corresponding second and third outputs of the meter 13 time slots and the third output of the block 28 determining the quadrant of the signal arrival of both groups of blocks, the inputs Record to the corresponding fourth outputs of the meter 13 time slots of each group of blocks, and the output to the computing one block 16.

Блок 28 определени  квадранта прихода сигнала (фиг. 5) выполнен из четырех схем И 29-32, последовательно соединенных схемы ИЛИ 33 и регистра 34, выход которого  вл етс  третьим выходом блокаThe quadrant for determining the signal quadrant (Fig. 5) is made of four AND 29-32 circuits, an OR 33 circuit connected in series, and a register 34, the output of which is the third output of the block

28 определени  квадранта прихода сигнала, схемы ИЛИ 35 и последовательно соединенных схемы ИСКЛЮЧАЮ 1ЕЕ ИЛИ 36. линии 37 задержки, триггера 38 и формировател 28 determining the quadrant of the signal arrival, the circuit OR 35 and the serially connected circuit EXCLUDE 1EE OR 36. delay line 37, trigger 38 and driver

39 импульсов, выход которого подключен к первому входу схемы ИЛИ 33. Одноименные входы схем И 29-32, схемы ИЛИ 35 и схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36 объединены и  вл ютс  первым, вторым, третьим и39 pulses, the output of which is connected to the first input of the OR circuit 33. The same inputs of the AND 29-32 circuits, the OR circuit 35 and the EXCLUSIVE OR circuit 36 are combined and are the first, second, third and

0 четвертым входами блока 28 определени  квадранта прихода сигнала, выходы схем И 29-32 подключены к соответствующим информационным входам регистра 34 и второму , третьему, четвертому и п тому входам0 by the fourth inputs of the signal quadrant definition block 28, the outputs of the circuits AND 29-32 are connected to the corresponding information inputs of the register 34 and the second, third, fourth and fifth inputs

5 схемы ИЛИ 33. Выход схемы ИЛИ 35 и пр мой выход триггера 38  вл ютс  первым и вторым выходами блока 28 определени  квадранта прихода сигнала. Вход Сброс регистра 34  вл етс  его п тым входом.5 of the OR 33 circuit. The output of the OR circuit 35 and the forward output of the trigger 38 are the first and second outputs of the signal arrival quadrant 28. Input Reset register 34 is its fifth input.

0 Измеритель 13 временных интервалов (фиг. 6) выполнен из двух групп блоков, включающих последовательно соединенные схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 40 (41), схему И 42 (43) и счетчик 44 (45), выход кото5 рого  вл етс  вторым (третьим) выходом измерител  13 временных интервалов, последовательно соединенных схемы И 47, схемы И 47 и схемы ИЛИ 48, выход которой  вл етс  первым выходом измерител  130 The meter 13 time intervals (Fig. 6) is made of two groups of blocks, including serially connected circuit EXCLUSIVE OR 40 (41), circuit AND 42 (43) and counter 44 (45), the output of which is the second (third) output a meter 13 time slots, an AND 47 series-connected circuit, an AND 47 circuit, and an OR 48 circuit, the output of which is the first output of the meter 13

0 временных интервалов, генератора 49, выход которого подключен к вторым входам схем И 42 и 43, и формировател  50 импульсов , выход которого подключен к второму входу схемы ИЛИ 48. Второй вход схемы И0 time intervals, the generator 49, the output of which is connected to the second inputs of circuits AND 42 and 43, and the imaging unit 50 pulses, the output of which is connected to the second input of the circuit OR 48. The second input of the circuit AND

5 47 объединен с входом Сброс счетчика 44 и  вл етс  п тым входом измерител  13 временных интервалов. Входы схемы И 46 объединены с соответствующими входами схем ИСКПЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 40 и 41 и  вл 0 ютс  первым, вторым, третьим и четвертым входами измерител  13 временных интервалов , выход схемы И 46 подключен к выходу формировател  50 импульсов и  вл етс  четвертым выходом измерител  13 времен5 ных интервалов.5 47 is integrated with the Reset input of counter 44 and is the fifth input of the meter 13 timeslots. The inputs of circuit 46 and are combined with the corresponding inputs of circuits DROPPED OR 40 and 41 and are the first, second, third and fourth inputs of the meter 13 time intervals, the output of the circuit 46 is connected to the output of the pulse former 50 and is the fourth output of the meter 13 time5 intervals.

Лини  15 задержки выполнена из последовательно соединенных триггера 51, S- вход которого  вл етс  ее вторым входом, схемы И 52 и счетчика 53, выход которогоLine 15 of the delay is made of series-connected trigger 51, the S input of which is its second input, the AND circuit 52 and the counter 53 whose output

0  вл етс  выходом линии 15 задержки, и генератора 54, выход которого подключен к второму входу схемы И 52. Входы Сброс триггера 51 и счетчика 53 объединены и  вл ютс  первым входом линии 15 задержки.0 is the output of delay line 15, and generator 54, the output of which is connected to the second input of circuit AND 52. The reset inputs of trigger 51 and counter 53 are combined and are the first input of delay line 15.

5Позици ми 55-64 обозначены выходы5: Positions 55 to 64 denote yields.

сигналов с блоков устройства.signals from device blocks.

Способ определени  координат источника АЭ заключаетс  в следующем.The method for determining the coordinates of the AE source is as follows.

Сигналы АЭ, генерируемые источником и распростран ющиес  по контролируемойAE signals generated by the source and propagated through controlled

конструкции, принимаютс  двум  пространственно разнесенными антеннами (фиг. 2), кажда  из которых выполнена из четырех преобразователей 1-4, расположенных в вершинах квадрата.the structures are adopted by two spatially separated antennas (Fig. 2), each of which is made of four transducers 1-4 located at the vertices of the square.

Рассмотрим осуществление способа дл  случа , когда источник АЭ генерирует непрерывный сигнал частотой М/Т, поступающий на антенну по направлению АВ (фиг. 1). В качестве фиксированных точек сигнала АЭ выбраны точки перехода сигнала через нуль, так как при этом устран етс  погрешность измерени  временных интервалов , вызванна  разбросом коэффициентов преобразовани  преобразователей и усилени  усилителей. Временные диаграммы при приеме сигнала преобразовател ми 1-4 дл  данного случа  изображены на фиг. 3. При этом моменты времени, соответствующие переходу сигнал АЭ через нуль из отрицательной области его значений в положительную , обозначены точками А, В. С. Д, А , В .С .Д , А, В, С Д и соответствуют истинной ситуации, а именно: первым принимает сигнал преобразователь 1, вторым- преобразователь 4,третьим - преобразователь 3, четвертым - преобпазователь 2.Consider the implementation of the method for the case when the source AE generates a continuous signal of frequency M / T, arriving at the antenna in the direction AB (Fig. 1). As the fixed points of the AE signal, the zero-crossing points are chosen, since this eliminates the measurement error of the time intervals caused by the spread of the conversion factors of the converters and the gain of the amplifiers. Timing diagrams for signal reception by transducers 1–4 for a given case are shown in FIG. 3. In this case, the points in time corresponding to the transition of the AE signal through zero from the negative region of its values to positive are indicated by the points A, C. C. D, A, B. C. D, A, B, C D and correspond to the true situation, Namely: the first receives the signal from the transducer 1, the second - the transducer 4, the third - the transducer 3, the fourth - the transducer 2.

Однако существует веро тность возникновени  ложной комбинации, соответствующей точкам С, Д, А , в . С Д А В (фиг. 3), которые дают ложное направление А7В;при- хода сигнала АЭ (фиг, 1) на антенну. Другие ложные комбинации, например направление СД (фиг. 1), можно отбраковать исход  из очередности приема сигнала АЭ преобразовател ми антенны. Дл  исключени  возможности прин ти  ложной комбинации вводитс  ограничениеHowever, there is the likelihood of a false combination corresponding to points C, D, A, c. C D A B (Fig. 3), which give a false direction A7B; the arrival of the AE signal (Fig, 1) at the antenna. Other false combinations, such as the direction of the LEDs (Fig. 1), can be rejected based on the order of reception of the AE signal by the antenna converters. To eliminate the possibility of a false combination, a restriction is introduced

Г12 Тмакс,( G12 Tmax, (

где ri2 - интервал времени между моментами приема сигнала АЭ преобразователем, восприн вшим сигнал первым, и преобразователем , восприн вшим сигнал последним;where ri2 is the time interval between the moments when the AE signal is received by the converter, which received the signal first, and the converter, which received the signal last;

ТМакс 1/Смин - максимальное врем;- распространени  сигнала АЭ между преобразовател ми диагональной пары антенны;Tmax 1 / Cmin - maximum time; - propagation of the AE signal between converters of a diagonal antenna pair;

I - рассто ние между преобразовател ми по диагонали,I is the distance between the transducers diagonally,

Смин-минимальна  скорость ультразвуковой волны в испытуемой конструкции.Cmin is the minimum speed of the ultrasonic wave in the test structure.

При этом период принимаемого сигнала АЭ должен отвечать неравенству видаAt the same time, the period of the received AE signal should correspond to the inequality of the form

с+ Т34,C + T34,

где Гз4 - интервал времени между моментами приема сигнала АЭ преобразователем, восприн вшимсигнал вторым, и преобразователем , восприн вшим сигнал последним.where Gs4 is the time interval between the moments of receiving the AE signal by the converter, the second signal received, and the converter, the last signal received by the converter.

Данное условие ограничивает верхнюю частоту обрабатываемого сигнала АЭ при заданном рассто нии I между преобразовател ми диагональных пар и минимальной скорости ультразвука в испытываемой конструкции В зависимости от направлени  прихода сигнала АЭ интервал времениThis condition limits the upper frequency of the processed AE signal at a given distance I between the transducers of diagonal pairs and the minimum ultrasound velocity in the test structure Depending on the direction of arrival of the AE signal, the time interval

/2/ 2

г может измен тьс  от 0 до х- ТМакс . чтоg may range from 0 to x-Tmax. what

соответствует углу прихода сигнала АЭ а -45°, Следовательно, дл  выполнени  услови  (2) необходимо соблюдать неравенство видаcorresponds to the angle of arrival of the AE signal a -45 °. Therefore, to satisfy condition (2), it is necessary to observe the inequality of the form

Т Тмакс (1 +) .(3)T T max (1 +). (3)

Поскольку т - 1 - 1Since t - 1 - 1

I максI max

С-мин мин ТминC min Cumin

венство 3 приводитс  к виду I . 1 +4F1- , то нерал«инKingdom 3 is species I. 1 + 4F1-, then neral "in

(4)(four)

Зна  дл  данной испытываемой конструкции значени  минимальной длины волны Амин , определ ют из выражени  (4) требуемое рассто ние I между преобразовател ми диагональных пар антенны. Введенные ограничени  (1) и (4) позвол ют четко определ ть очередность приема данного сигнала феобразооател ми антенны и определить квадрант прихода сигнала АЭ.For this tested design, the values of the minimum wavelength of the amine are determined from expression (4) of the required distance I between the converters of the diagonal pairs of the antenna. The constraints introduced (1) and (4) make it possible to clearly determine the order of reception of a given signal by antenna fecundators and to determine the arrival quadrant of the AE signal.

По измеренным значени м интервалов времени П2 и Гз4 вычисл ют острые углы между направлением прихода сигнала АЭ и осью, соедин ющей преобразователи 3-4 и 3 4(фиг. 2), из соотношений:Using the measured values of the time intervals P2 and Gz4, the acute angles between the direction of arrival of the AE signal and the axis connecting the 3-4 and 3 4 converters (Fig. 2) are calculated from the relations:

« arctgg| ;«Arctgg | ;

/ arctg IM/ arctg IM

(5)(five)

По полученным значени м углов, взаимному расположению антенн и рассто нию между их центрами вычисл ют координаты источника АЭ, который находитс  в точке пересечени  направлений, определенных двум  приемными антеннами.Using the obtained angles, the relative position of the antennas and the distance between their centers, the coordinates of the AE source are calculated, which are located at the intersection point of the directions determined by the two receiving antennas.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигналы АЭ, генерируемые источником, распростран ютс  по испытываемой конструкции , достигают преобразователей 1-4 обеих антенн и преобразуютс  в электрические сигналы. Последние поступают на входы усилителей 5-8 каждого канала, усиливаютс , и затем формирователи 9-12 преобразуют их в пр моугольные импульсы 55-58 (фиг. 8), фронты которых соответствуют моментам перехода электрических сигналов через нуль, причем переднему фронтуThe AE signals generated by the source propagate through the structure under test, reach the transducers 1-4 of both antennas, and are converted into electrical signals. The latter are fed to the inputs of amplifiers 5-8 of each channel, amplified, and then shapers 9-12 convert them into square pulses 55-58 (Fig. 8), the fronts of which correspond to the moments of the electrical signal crossing through zero, and the leading edge

сигналов на выходе формирователей 9-12 соответствует момент перехода сигнала АЭ из отрицательной области в положительную , а заднему фронту - момент перехода сигнала АЭ из положительной области в отрицательную .the signals at the output of the formers 9–12 correspond to the moment of transition of the AE signal from the negative to the positive region, and the trailing edge - the moment of transition of the AE signal from the positive to the negative region.

Последовательность импульсов с формирователей 9-12 каждого качала непрерывно поступает на соответствующие синхровходы триггеров 23-26. Одновременно электрические сигналы с выходов усилителей 5-8 каждого канала поступают на соответствующие входы блоков 19-22 обнаружени  сигналов. При превышении выходным сигналом усилител  заданного порога обнаружени  на выходе блока обнаружени  сигнала вырабатываетс  сигнал, поступающий на входы схемы И 27. При превышении сигналом АЭ порогов обнаружени  во всех каналах данной группы на выходе схемы И 27 вырабатываетс  сигнал, который, поступа  на информационные входы триггеров 23-26, разрешает работу устройства. Описываема  рабоча  ситуаци  дл  сигнала АЭ, поступающего со стороны второго квадранта (направление СД на фиг. 1), соответствует моменту ti (фиг. 8), когда с выхода схемы И 27 поступает сигнал разрешени  работы устройства, При этом первым сигнал АЭ воспринимает первый преобразователь, вторым - третий преобразователь, третьим - четвертый преобразователь, последним - второй преобразователь. В момент t2 (фиг. 8) триггер 25 третьего канала устанавливаетс  в единичное состо ние и сигнал 61 с его выхода поступает на блок 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ. Выходной сигнал последнего поступает далее на линию 15 задержки, котора  осуществл ет задержку сигнала на врем  Тмакс, что необходимо дл  уточнени  квадранта прихода сигнала АЭ. При этом предполагаетс , что первым прим л сигнал АЭ не первый преобразователь , а третий, и далее провер етс  эта верси . Вслед за установкой триггера 25 третьего канала в момент t3 в единичное состо ние устанавливаетс  триггер 26 четвертого канала (фиг. 8, сигнал 62). С выхода последнего сигнал 62 поступает на четвертый вход блока 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ. Поскольку вслед за третьим преобразователем сигнал АЭ не может быть прин т четвертым преобразователем , а может приниматьс  либо первым, либо вторым преобразовател ми (фиг. 1), то блок 28 определени  квадранта прихода сигнала выдает импульс 63 сброса, который через схему ИЛИ 14 поступает на сброс триггеров 23-26 и останавливает работу линии 15 задержки. Таким образом, отвергаетс  предположение о том, что третий преобразователь прин л сигнал АЭ первым. В момент t4 триггер 24 второго канала устанавливаетс  в единичное состо ние.The sequence of pulses from the formers 9–12 of each pump is continuously fed to the corresponding synchronous inputs of the triggers 23–26. At the same time, electrical signals from the outputs of amplifiers 5-8 of each channel are fed to the corresponding inputs of signal detection units 19-22. When the output signal of the amplifier exceeds the specified detection threshold, the output of the signal detection unit produces a signal arriving at the inputs of the circuit 27. At the output of the AE signal, the detection thresholds in all channels of this group output the circuit 27 and produce a signal that arrives at the information inputs of the flip-flops 23 -26, allows the device to work. The described operating situation for the AE signal coming from the second quadrant (the direction of the LED in Fig. 1) corresponds to the time ti (Fig. 8) when the output signal of the device’s operation comes from the output of circuit 27 And, the first signal is sensed by the first converter the second is the third transducer, the third is the fourth transducer, the last is the second transducer. At time t2 (Fig. 8), the trigger 25 of the third channel is set to one and the signal 61 from its output goes to the quadrant of determining the arrival of the AE signal. The output signal of the latter goes further to the delay line 15, which delays the signal by the time Tmax, which is necessary for specifying the arrival quadrant of the AE signal. In this case, it is assumed that the first to accept the AE signal is not the first converter, but the third one, and this version is further checked. Following the installation of the third channel trigger 25 at time t3, the fourth channel trigger 26 is set to one (Fig. 8, signal 62). From the output of the latter, the signal 62 is fed to the fourth input of the block 28 for determining the arrival quadrant of the signal AE. Since, following the third transducer, the AE signal cannot be received by the fourth transducer, but can be received by either the first or second transducers (Fig. 1), the signal arrival quadrant 28 determines the reset pulse 63, which through OR 14 arrives at resetting triggers 23-26 and stops the delay line 15. Thus, the assumption that the third transducer received the AE signal first is rejected. At time t4, the trigger 24 of the second channel is set to one.

Сигнал 60 с его выхода подаетс  на блок 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ, который запускает линию 15 задержки. Последн   через промежуток времени Тмчкс вырабатывает сигнал 64, который подаетс The signal 60 from its output is fed to a block 28 for determining the arrival quadrant of the signal AE, which triggers the delay line 15. Lastly, after a period of time Tmchx, a signal 64 is generated, which is supplied

на п тые входы блока 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ и измерител  13 временных интервалов, устанавлива  их в исходное состо ние. Триггеры 23-26 сбрасываютс  и тем самым отвергаетс  предположение , что первым сигнал АЭ прин л второй преобразователь. В момент t5 триггер 23 сигналом 55 с выхода формировател  9 первого канала устанавливаетс  в единичное состо ние, запускаетс  лини  15 задержки , и далее в моменты te, t и ta триггеры 25, 26 и 24 третьего, четвертого и второго каналов соответственно устанавливаютс  в единичное состо ние. Поскольку врем  между срабатыванием триггера 23 первогоto the fifth inputs of the quadrant of determining the arrival of the AE signal and the meter, 13 time slots, reset them. Triggers 23-26 are reset and thereby reject the assumption that the second AE signal was received by the second transducer first. At time t5, the trigger 23 by the signal 55 from the output of the driver 9 of the first channel is set to one, the delay line 15 is started, and then at the times te, t and ta the triggers 25, 26 and 24 of the third, fourth and second channels are respectively set to one the Since the time between triggering the first 23

канала, восприн вшего сигнал АЭ первым, и срабатыванием триггера 24 второго канала , восприн вшего сигнал АЭ последним, меньше времени Тмакс, лини  15 задержки не выдаёт сигнал сброса. Блок 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ в соответствии с очередностью поступлени  сигнала АЭ на каналы антенны определ ет квадрант его прихода, а измеритель 13 временных интервалов измер ет интервалыthe channel that received the AE signal first, and triggering the trigger 24 of the second channel that received the AE signal last, is less than Tmax, and delay line 15 does not generate a reset signal. The unit 28 for determining the arrival quadrant of the AE signal in accordance with the sequence of the arrival of the signal AE on the antenna channels determines the quadrant of its arrival, and the 13 time slot meter measures the intervals

времени т . Гз4 (фиг. 8), где , тзл - интервалы времени распространени  сигнала АЭ между преобразовател ми диагональных пар первой антенны при l-м измерении. Далее с выхода блоков 28 и 13 код номераtime t. Гз4 (Fig. 8), where, tsl are the time intervals of propagation of the AE signal between the transducers of the diagonal pairs of the first antenna in the lth dimension. Next from the output of blocks 28 and 13 code numbers

квадранта прихода сигнала АЭ и коды соответствующих интервалов времени передаютс  в блок 18 пам ти. После этого (в момент tg) устройство возвращаетс  в исходное состо ние (сбрасываютс  триггерыthe quadrant of arrival of the AE signal and the codes of the corresponding time intervals are transmitted to the memory unit 18. After that (at time tg), the device returns to its initial state (triggers are reset

23-26 по всем каналам и запрещаетс  работа линии 15 задержки). Далее устройство ожидает прихода следующего периода колебаний сигнала АЭ. В блок 18 пам ти записываютс  результаты п измерений.23-26 on all channels and the operation of the delay line 15 is prohibited). Next, the device waits for the arrival of the next oscillation period of the AE signal. The memory block 18 records the results of the n measurements.

Провод  п измерений временных интервалов распространени  сигналов АЭ между преобразовател ми диагональных пар антенны , можно уточнить угол прихода сигнала АЭ из соотношени АWire p measurements of the time intervals of propagation of AE signals between converters of diagonal pairs of antenna, you can specify the angle of arrival of the AE signal from the relation A

(2I Ч(2I h

оabout

сзчszch

А1 Ь 1-2.A1 b 1-2.

uu

(6)(6)

где a, ft- острые углы между направлением прихода сигнала A3 и осью, соедин ющей преобразователи 3-4 и 3-4(фиг. 2);where a, ft are the acute angles between the direction of arrival of the signal A3 and the axis connecting the transducers 3-4 and 3-4 (Fig. 2);

тЬ . тЬ - интервалы времени распространени  сигнала АЭ между преобразовател ми диагональных пар второй антенны при 1-м измерении.tb tb are the time intervals of propagation of the AE signal between the diagonal pair transducers of the second antenna in the 1st dimension.

Аналогично обрабатываютс  сигналы АЭ с второй антенны. Результаты всех измерений с выхода блока 18 пам ти поступают в вычислительный блок 16, в котором осуществл етс  вычисление и уточнение углов прихода сигнала АЭ на первую и вторую антенны, а также вычисление коЬрдинат источника АЭ, которые передаютс  на регистратор 17.AE signals from the second antenna are processed similarly. The results of all measurements from the output of the memory block 18 are transferred to the computing unit 16, in which the calculation of the angles of arrival of the AE signal to the first and second antennas, as well as the calculation of the coordinates of the AE source, which are transmitted to the recorder 17.

По известному взаимному расположению антенн и вычисленным углам а и/5 определ ют координаты источника АЭ. При этом последний находитс  в точке пересечени  направлений, определенных двум  приемными антеннами.The coordinates of the AE source are determined from the known mutual arrangement of the antennas and the calculated angles a and / 5. In this case, the latter is located at the intersection point of the directions determined by the two receiving antennas.

В случае использовани  устройства дл  контрол  дискретных сигналов АЭ врем  существовани  последних должно соответствовать нескольким периодам сигнала АЭ.In the case of using the device to control discrete AE signals, the time of existence of the latter should correspond to several periods of the AE signal.

Блок 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ работает следующим образом (фиг. 5).Block 28 determining the quadrant of the arrival of the signal AE works as follows (Fig. 5).

Номер квадранта прихода сигнала АЭ определ етс  по номерам двух преобразователей , прин вших сигнал АЭ первыми. Сигналы с триггеров 23-26 соответствующих каналов измерени  поступают на входы схем И 29-32, на выходе которых формируетс  код номера квадранта прихода сигнала АЭ. По сигналу с выхода схемы ИЛИ 33 этот код записываетс  в регистр 34. На схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36, линии 37 задержки , триггере 38 собрана схема блокировки дл  исключени  ложной комбинации очередности прихода сигнала АЭ на измерительные каналы. По второму прин тому сигналу, поступающему с каналов измерени , триггер 38 (через схему ИСКЛЮ - АЮ- ЩЕЕ ИЛИ 36, линию 37 задержки) устанавливаетс  в единичное состо ние. При этом через схему ИЛИ 14 подаетс  сигнал на сброс триггеров 23-26 и сброс линии 15 задержки. Если же очередность прихода сигнала АЭ на преобразователи - истинна , то на выходе одной из схем И 29-32 по вл етс  сигнал, который через схему ИЛИ 33 подаетс  на вход сброса триггера 38. Схема ИЛИ 35 осуществл ет запуск линии 15 задержки (фиг. 5), который производитс  по первому сигналу, поступившему с выхода триггеров 23-26.The quadrant number of the AE signal arrival is determined by the numbers of the two transducers that received the AE signal first. The signals from the flip-flops 23-26 of the respective measurement channels arrive at the inputs of the circuits AND 29-32, at the output of which the code of the number of the arrival quadrant of the AE signal is formed. The signal from the output of the circuit OR 33 records this code in register 34. On the circuit EXCLUSIVE OR 36, delay line 37, trigger 38, a blocking circuit is assembled to eliminate the false combination of the order of arrival of the AE signal on the measuring channels. On the second received signal coming from the measurement channels, the trigger 38 (via the SPARE scheme - AU-S OR 36, the delay line 37) is set to one. Through the OR 14 circuit, a signal is given to reset the flip-flops 23-26 and reset the delay line 15. If the order of arrival of the AE signal at the converters is true, then the output of one of the AND 29-32 circuits is a signal that through the OR 33 circuit is fed to the reset input of the trigger 38. The OR circuit 35 starts the delay line 15 (FIG. 5) which is produced on the first signal received from the output of the flip-flops 23-26.

На фиг. 6 показана функциональна  схема измерител  временных интервалов. Сиг- чалы с выхода триггеров 23-26 соответствующих каналов измерени  поступают на схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 40 и 41, с выхода которых сигналы с длительностью , равной интервалам времени Г12 . 34 распространени  сигнала АЭ между преобразовател ми диагональных пар,FIG. 6 shows a functional diagram of a time interval meter. The signals from the output of the flip-flops 23-26 of the respective measurement channels are fed to the schemes EXCLUSIVE OR 40 and 41, from the output of which the signals have a duration equal to the time intervals G12. 34 propagation of the AE signal between the converters of diagonal pairs,

разрешают прохождение импульсов с генератора 49 через схемы И 42 и 43 на счетные входы счетчиков 44 и 45. С выхода последних кодовый эквивалент временных интервалов передаетс  в блок 18 пам ти. В случаеThe pulses from the generator 49 are allowed to pass through the AND 42 and 43 circuits to the counting inputs of counters 44 and 45. From the output of the latter, the code equivalent of the time slots is transmitted to memory block 18. When

невыполнени  равенства видаnon-equality of sight

Г12 ТмаксG12 Tmax

СминSmin

(т.е., когда с выхода линии 15 задержки сигнал поступил, а с выхода триггера 23 (24-26)(i.e., when from the output of the line 15 the delayed signal arrived, and from the output of the trigger 23 (24-26)

какого-либо канала не поступил), схемами И 46 и 47 осуществл етс  сброс триггеров 23- 26 и линии 15 задержкиno channel has been received), circuits And 46 and 47 reset the flip-flops 23-26 and the delay line 15

Лини  15 задержки (фиг. 7) состоит из триггера 51. устанавливаемого в единичноеLine 15 of the delay (Fig. 7) consists of a trigger 51. set in unit

состо ние сигналом запуска с первого выхода блока 28 определени  квадранта прихода сигнала АЭ. При этом разрешаетс  прохождение импульсов с генератора 54 через схему И 52 на счетный вход счетчика 53,the state of the trigger signal from the first output of the block 28 determining the quadrant of the arrival of the signal AE. This allows the passage of pulses from the generator 54 through the circuit AND 52 to the counting input of the counter 53,

который отсчитывает интервал времени Тмэкс. При обнаружении ложной комбинации очередности прихода сигнала АЭ на преобразователи 1-4 счетчик 53 и триггер 51 сбрасываютс  сигналом с выхода схемыwhich counts the time interval Tmeks. When a false combination of the sequence of arrival of the AE signal is detected on the converters 1-4, the counter 53 and the trigger 51 are reset by a signal from the output of the circuit.

ИЛИ 14.OR 14.

Таким образом, использование изобретени  позвол ет повысить точность определени  координаты как дискретного, так и непрерывно действующего источника АЭ.Thus, the use of the invention allows to increase the accuracy of determining the coordinates of both a discrete and continuously acting source of AE.

Claims (2)

1. Способ определени  координат источника акустический эмиссии, заключающийс  в том, что принимают сигналы акустической эмиссии двум  антеннами из1. A method for determining the coordinates of an acoustic emission source, which consists in receiving acoustic emission signals from two antennas четырех преобразователей, расположенных в вершинах квадрата, измер ют разности времен прихода сигнала акустической эмиссии на преобразователи и по ним определ ют координаты источника акустическойthe four transducers located at the vertices of the square measure the differences in the arrival times of the acoustic emission signal at the transducers and determine the coordinates of the acoustic source эмиссии, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  координат и расширени  функциональных возможностей фиксируют момент прихода сигнала акустическбй эмиссии на все преобразователи каждой антенны, фиксируют моменты перехода сигнала акустической эмиссии через нуль из отрицательной области его значений в положительную дл  всех преобразователей каждой антенны, измер ют интервал времени Л2 между моментами перехода сигнала акустической эмиссии через нуль из отрицательной области его значений в положительную дл  преобразователей , прин вших сигнал первым и последним , сравнивают его с заданной задержкой Тмакс и при выполнении услови  П2 Тмакс определ ют очередность прихода сигнала акустической эмиссии на преобразователи каждой из антенн, измер ют интервал времени Гз4 распространени  сигнала акустической эмиссии между преобразовател ми диагональных пар каждой антенны, прин вшими сигнал вторым и третьим, определ ют углы прихода сигнала акустической эмиссии на антенны и по полученным значени м и местоположению антенн вычисл ют координаты источника акустической эмиссии, а рассто ние I по диагонали между преобразовател ми каждой антенны и задержку Тмакс определ ют из соотношений:emission, in order to improve the accuracy of determining the coordinates and expand functionality, fix the moment of arrival of the acoustic emission signal on all converters of each antenna, record the moments of the acoustic emission signal from zero from the negative region of its values to positive for all converters of each antenna, measure the time interval L2 between the moments of the transition of the acoustic emission signal through zero from the negative region of its values to the positive for first and last signal generators compare it with a predetermined delay T max and, when condition P2 T max is determined, the sequence of arrival of the acoustic emission signal at the transducers of each antenna is measured, the time interval Gz4 of acoustic emission propagation between the transducers of the diagonal pairs of each antenna is measured the second and the third, which determine the signal, determine the angles of arrival of the acoustic emission signal at the antennas and, using the values obtained and the position of the antennas, calculate the coordinates of the source nick acoustic emission, and the distance I between the diagonal transducers each antenna and the delay T max is determined from the relations: I - Лмин т I I и макс тI - Lmin t I I and max t ()5МИН()5 MINUTES где АМИН и Смин минимально возможные длина и скорость ультразвуковой волны в испытуемой конструкции.where AMIN and Cmin are the minimum possible length and velocity of the ultrasonic wave in the test structure. 2. Устройство дл  определени  координат источника акустической эмиссии, содержащее две группы блоков, кажда  из которых состоит из четырех параллельных каналов, включающих последовательно соединенные преобразователь, усилитель и формирователь, измеритель временных интервалов и последовательно соединенные схемы ИЛИ и линии задержки, и последовательно соединенные вычислительны блок и регистратор, а преобразователи блоков образуют две антенны о тли чающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  координат и расширени  функциональных возможностей, оно снабжено блоком пам ти, в каждом канале - блоком обнаружени  сигнала, вход которого подключен к выходу усилител , и триггером,2. An apparatus for determining the coordinates of an acoustic emission source, comprising two groups of blocks, each of which consists of four parallel channels including a serially connected transducer, an amplifier and a driver, a time interval meter and serially connected OR circuits and delay lines, and serially connected computing units and the recorder, and the block converters form two antennas, which, in order to increase the accuracy of determining the coordinates and expand the function capacity, it is equipped with a memory unit, in each channel - a signal detection unit, the input of which is connected to the amplifier output, and a trigger, синхровход которого подключен к выходу формировател , в каждой группе блоков - схемой И и блоком определени  квадранта прихода сигнала, первые четыре входа которого подключены к соответствующим входам измерител  временных интервалов и выходам триггеров каждого канала данной группы блоков, п тый вход - к п тому входу измерител  временных интервалов и выходу линии задержки, первый выход- к второму входу линии задержки, второй выход - к первому входу схемы ИЛИ, входы схемы И подключены к соответствующим выходам блоков обнаружени  сигнала каждого канала данной группы блоков, выход - к информационным входам триггеров каждого канала данной группы блоков, второй вход схемы ИЛИ подключен к первому выходу измерител  временных интервалов, выход- к входам Сброс триггеров, информационные входы блока пам ти подключены к соответствующим второму и третьему выходам измерител  временных интервалов и третьему выходу блока определени  квадранта прихода сигнала обеих групп блоков, входыthe synchronous input of which is connected to the output of the imager, in each group of blocks - by the circuit I and the block for determining the quadrant of the signal arrival, the first four inputs of which are connected to the corresponding inputs of the time interval meter and the outputs of the trigger of each channel of this group of blocks, the fifth input - to the fifth input of the meter time intervals and the output of the delay line, the first output to the second input of the delay line, the second output to the first input of the OR circuit, the inputs of the AND circuit are connected to the corresponding outputs of the signal detection units each channel of this group of blocks, output - to the information inputs of triggers of each channel of this group of blocks, the second input of the OR circuit is connected to the first output of the time interval meter, the output to the inputs Reset of the trigger, the information inputs of the memory block are connected to the corresponding second and third outputs of the meter time intervals and the third output of the block for determining the arrival quadrant of the signal of both groups of blocks, the inputs Запись - к соответствующим четвертым выходам измерител  временных интервалов каждой группы блоков, а выход - к вычислительному блоку.Record - to the corresponding fourth outputs of the time interval meter of each group of blocks, and the output - to the computing unit. ИAND Фиг. 2.FIG. 2 Фиг.ЗFig.Z IBIB , От линии задержки 15 Э From the delay line 15 Oe JJ ГR адhell JJ // 4545 5 Sm линии5 Sm lines Завертки 15Wraps 15 Отблч- ка2В 12.Refl-kaB 12B. Лт элемента ПАИ МLt element PAI M К элементу . Mlt HiTo the item. Mlt Hi пом т ISIS IS К линии задержки КTo the delay line K 5555 ГR Кэлетнту Мн НQuelett Mn N Фиг. 6FIG. 6 Фиг.77
SU894660258A 1989-03-09 1989-03-09 Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates SU1670589A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894660258A SU1670589A1 (en) 1989-03-09 1989-03-09 Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894660258A SU1670589A1 (en) 1989-03-09 1989-03-09 Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1670589A1 true SU1670589A1 (en) 1991-08-15

Family

ID=21433169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894660258A SU1670589A1 (en) 1989-03-09 1989-03-09 Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1670589A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дробот Ю.Б., Ллзарев А.М Неразруша- ющий контроль усталостных трещин акусти- ко-эмиссионным методом. М.: Изд-во стандартов, 1987. с. 41. Авторское свидетельство СССР Ns 1283650, кл. G 01 N 29/04, 1985 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4606015A (en) Method and apparatus for detecting position of object with ultrasonic wave
US4084148A (en) Object recognition system
SU1670589A1 (en) Method and apparatus for location of acoustic emission source in coordinates
JPH02176588A (en) Distance measuring instrument
JPH0352031B2 (en)
SU1179216A1 (en) Ultrasonic flaw detector
SU859911A1 (en) Automatic flaw indicator
JPS63256881A (en) Transmitter and receiver of acoustic position measuring instrument
SU1002835A1 (en) Ultrasonic thickness meter (its versions)
JPS62263462A (en) Ultrasonic measuring apparatus
SU1019321A1 (en) Material acoustic emission checking device
SU1448211A1 (en) Acoustic ranger
SU987393A1 (en) Ultrasonic flow speed meter
SU1661573A1 (en) Acoustic hydrostatic level
RU1818608C (en) Fathometer
SU721745A2 (en) Multichannel device for determining the coordinates of propagating crack
SU1111098A1 (en) Ultrasonic device for checking articles
SU1224586A1 (en) Method and apparatus for ultrasonic measurement of flow rate
SU1583903A1 (en) Apparatus for recording and correlation processing of multicomponent records of microseisms
SU1065768A1 (en) Ultrasonic device for material quality control
SU1223134A1 (en) Multichannel ultrasonic flaw detector
SU1516966A1 (en) Device for determining direction of arrival of signals of acoustic emission
SU930169A1 (en) Method of location of communication line damage
SU1024726A1 (en) Ultrasonic flowmeter
RU2105301C1 (en) Multichannel acoustic-optical device to inspect articles