SU1758545A1 - Способ контрол роста трещин в образцах материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол , в частности к диагностике разрушени  материалов и изделий с помощью метода акустической эмиссии (АЭ). Цель изобретени  - повышение достоверности результатов измерений сигналов акустической эмиссии - достигаетс  за счет оптимальной обработки принимаемых двум  преобразовател ми сигналов АЭ. Способ заключаетс  в измерении сигналов АЭ от трещины совокупно из сигналов помех и сигналов АЭ от воздействи  одних лишь промышленных помех из области наименьшего воздействи  сигналов АЭ от тре- щины. Сигналы измер ютс  по двум измерительным трактам и путем вычитани  значений измеренных сигналов помехи из смеси полезного сигнала с помехой получают достоверный сигнал роста трещины в образце материала. Способ позвол ет производить измерени  АЭ, в услови х воздействи  любой промышленной помехи или комплексного их воздействи . 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  диагностики разрушени  материалов и изделий с применением метода акустической эмиссии (АЭ) в услови х воздействи  электрических, электромагнитных и механических помех.

Известен способ выделени  сигналов АЭ оттрещины из импульсных и флюктуаци- онных помех, заключающийс  в том, что выдел ют первую полуволну сигнала АЭ, компенсируют уровень шумов уровнем смещени  и путем сравнени  длительности и крутизны эталонных импульсов с прин тыми и пронормированными по амплитуде выдел ют сигналы АЭ от трещины.

Известен также способ повышени  надежности регистрации сигналов АЭ, заключающийс  в применении электромеханического и светового преобразователей в измерительном тракте.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ контрол  роста трещин, заключающийс  в том, что на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы акустической эмиссии, по которым суд т о контролируемом параметре .

Недостатком способов  вл етс  незащищенность их от вли ни  на результаты измерений различного рода промышленных помех: электромагнитных, электрических по сети питани , механических в процессе работы машин и установок в пределах частотной полосы измерени .

Цель изобретени  - повышение достоверности результатов измерений за счет исключени  помех.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что на образце располагают группу преобразователей , регистрируют сигналы A3, вы вл ют зоны образца, в которых зарегистрированы наименьшие и наибольшие значени  сигналов АЭ, устанавливают преобразователи АЭ в этих зонах на рассто нии один от другого, при котором разность между временами прихода сигналов помехи меньше времени регистрации одного акта АЭ. а о .росте трещины суд т по разности сигналов от этих преобразователей.

На фиг,1 приведена функциональна  блок-схема устройства дл  реализации способа; на фиг.2 - типовые размеры образца, который примен лс  при исследовании трещиностойкости стали, а на фиг.З - аку- стограммы, полученные в ходе экспериментальных исследований (фрагмент).

Устройство содержит испытательную камеру 1, в которой расположен образец 2, нагружаемый до необходимой величины нагрузки , котора  фиксируетс  жесткой упругой вставкой. Образец фиксируют на волноводе сигналов АЭ 3. После герметизации камеры 1 крышкой 4, в нее подаетс  рабоча  среда и создаютс  необходимые услови  испытаний. После этого используютс  одинаковые по типу принимаемой волны и амплитудно-частотной характеристике (или максимально близкие по этим требовани м ) преобразовател  сигналов АЭ 5, сигналы с которых последовательно подаютс  на предварительный усилитель б, блок фильтров 7 и блок обработки сигналов АЭ 8, аналоговые выходы которого соединены с быстродействующим регистратором 9. Перед началом измерений производитс  калибровка чувствительности измерительной цепи на сигналы АЭ от трещины и сигналы АЭ от различных помех и устанавливаетс  путем подбора уровн  дискриминации и коэффициента усилени , одинаковые значени  ее по обеим измерительным трактам.

Измерение сигналов АЭ от трещины из камеры через волновод и все поступающие на образец, волновод и преобразователь АЭ вместе с соединительными кабел ми электромагнитные и механические помехи, а также выбросы по питающей измерительные

блоки сети, регистрируютс  в совокупности по своему (например, первому) измерительному тракту. Дл  этого производ т его настройку на сигналы трещины, имитиру  их

источником Хсу-Нельсена или зондом-имитатором , добива сь максимальной чувствительности .

Сигналы АЭ, вызванные воздействием только указанных типов помех без сигналов

0 АЭ от трещины или с таковыми, но е самой минимальном их воспри тии, которое количественно оцениваетс  во врем  проведени  калибровки чувствительности с помощью имитации «Э от трещины, также

5 регистрируютс  по отдельному тракту {блоки 6, 7 и 8 второго тракта).

Устройство работает следующим образом .

При воздействии любого типа помехи в

0 обеих измерени х синхронно пройдет одинаковый по амплитуде (или больший во втором измерении по сравнению с первым, так как оно более чувствительно может реагировать на АЭ помехи) сигнал АЭ. При росте же

5 трещины, в момент отсутстви  действи  помехи , сигнал АЭ пройдет в первом измерении и будет отсутствовать (или минимальным с известной пропорцией, установленной при калибровке) во втором из0 мерении. что дает возможность его легко выделить на зкустограмме,

В качестве первичных преобразователей в устройстве использовались узкополосные пьезодатчики с полосой пропускани 

5 180-260 кГц, а полоса пропускани  блока фильтров быпа в пределах 160- 350 кГц. Коэффициент усилени  обеих измерительных трактов 84 дБ, уровень дискриминации 0,4 3 чувствительность аналоговых входов

0 прибора Н338 (4-0,4 В/см). Источником сигналов Хсу-Нельсена служили стекл нные капилл ры диаметром 0,8 мм с толщиной стенки 0,1 мм. Огибающа  сигналов АЭ фиксировалась за период времени 1 мс. Место

5 установки ПАЭ второго канала согласно описанной выше методике выбора места - фланец креплени  крышки камеры. Усиление прижима преобразователей 10-20 Н, контактна  среда - машинное масло.

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Способ контрол  роста трещин в образцах материалов, заключающийс  в том, что на образце располагают группу преобразователей , регистрируют сигналы зкустичв5 ской эмиссии, по которым суд т о контролируемом параметре, отличаю - щ и и с   тем, что, с целью повышени  достоверности, вы вл ют зоны образца, s которых зарегистрированы наименьшие и наибольшие значени  сигналов акустической эмиссии, устанавливают преобразователи акустической эмиссии в этих зонах на рассто нии один от другого, при котором разность между временами прихода сигналов помехи меньше времени регистрации одного акта акустической эмиссии, а о росте трещины суд т по разности сигналов от этих преобразователей

   Фцг.4

   9V./

   Т

   /У/:/