SU947745A1 - Устройство дл обнаружени сигналов акустической эмиссии - Google Patents

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле материалов и изделий с помощью акустической эмиссии.

Известно устройство для обнаружения сигналов акустической эмиссии, содержащее преобразователь, усилитель, блок анализа и блок регистрации [ 1 ] .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обнаружения сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразователь, усилитель и линию задержки, каскад вычитания, каскад сравнения, счетчик, пороговый каскад, блок управления, второй счетчик И регистратор [2].

Недостатком этих устройств является невысокая точность обнаружения сигналов акустической эмиссии.

Цель изобретения - повышение точности .

Цель достигается за счет того, что устройство для обнаружения сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразователь, усилитель и линию задержки, регистратор, снабжено компараторами, последовательно соединенными схемой совпадения, форми5 рователем, реверсивным счетчиком, цифровым компаратором, измерителем среднего числа импульсов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен ко входу регистIQ ратора, регистром сдвига, вход регистра сдвига подключен к выходу формирователя, выход регистра сдвига подключен ко второму входу реверсивного счетчика, линия задержки выполнена многоотводной, первые '5 входа компараторов соединены с* отводами линии задержки, вторые входы компараторов соединены с выходом линии задержки, а выходы компараторов подключены к схеме совпадения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1, усилитель 2, многоотводную линию 25 з задержки, компараторы 4, схему 5 совпадения, формирователь 6, реверсивный счетчик 7, цифровой компаратор 8, измеритель 9 среднего числа импульсов, цифро-аналоговый 30 преобразователь 10 и регистратор 11, регистр 12 сдвига, вход которого подключен к выходу формирователя 6, а выход - ко второму .входу реверсивного счетчика 7.

Устройство работает следующим образом.

Смесь сигналов акустической эмиссии с шумом преобразуется преобразователем 1 в электрическое напряжение, которое поступает на усилитель 2. Затем усиленный сигнал поступает на.многоотводную линию 3 задержки.

Величина задержки 'C'j. между отводами выбирается больше интервала корреляции для того, чтобы обеспечить независимость мгновенные значений процессов, снимаемых с каждого отвода. В каждом компараторе 4 происходит сравнение напряжения с последнего отвода с напряжением того отвода, в котором стоит компаратор. При превышении величины напряжения с последнего отвода на выходе компаратора появляется 'Ί'’. При наличии единиц на выходах всех компараторов схемы 5 совпадения тоже выдает '’1'’. Причем вероятность появления ''ι'· на выходе схемы совпадения подчиняется биноминальному закону и при наличии только шума на входе равна-i/ j-H , где j - количество отводов от линии задержки. Как видно, эта вероятность инварианта к статистике шума, что приводит к стабилизации ошибки первого рода при проверке гипотезы о наличии сигнала в шуме.

Случайный поток единиц и нулей с выхода схемы 5 поступает на вход обнаружителя * 'движущегося окна_о' ' , состоящего из формирователя 6, регистра 12 сдвига, реверсивного счетчика 7, цифрового компаратора 8.

Принцип работы заключается в следующем. Счет входного потока импульсов X(t) осуществляется в текущем интервале времени t—<^,ц,где t¹ - длительность интервала (окна) . .Появление в данном интервале каждого импульса увеличивает показание реверсивного счетчика на единицу. Однако, как только импульс потока окажется за пределами данного интервала, показания счетчика уменьшаются на единицу. Решение о наличии сигнала принимается в случае, когда в интервале t-t', t окажется не менее заданного числа имдульсов К. Это означает, что функция S(t) показаний реверсивного счетчика импульсов в области принятия решения о наличии сигнала акустической ’эмиссии удовлетворяет неравенству S(t) К, где К - заданный порог обнаружения. Таким образом, обнаружитель с ''движущимся окном'' позволяет выделить вновь появившийся сигнал на его входе. Это оказывается возможным благодаря тему, что появление нового сигнала сопровождается увеличением плотности импульсов входящего потока. Естественно в последнем случае могут иметь место и ложные срабатывания (при отсутствии сигналов АЭ) от шумов усилителя и шумов испытательной установки, однако за счет осуществленной предварительной непараметрической обработки и увеличения порога обнаружения К обеспечивается частота ложного срабатывания обнаружителя на заданном уровне.

С цифрового компаратора 8 сигналы, равные единице (что соответствует наличию сигнала акустической эмиссии в шуме), подаются на цифровой измеритель 9 среднего числа импульсов. Затем результат преобразуется из цифровой формы в аналоговую в цифро-аналоговом преобразователе 10 и регистрируются в регистраторе 11.

Таким образом, устройство позволяет повысить точность обнаружения сигналов акустической эмиссии на фоне шума и другого вида помех.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле материалов и изделий с помощью акустической эмиссии. Известно устройство дл  обнаруже ни  сигналов акустической эмиссии, содержащее преобразователь, усилитель , блок анализа и блок регистрации 1 . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  обнаружени  сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобра эователь, усилитель и линию задержки , каскад вычитани , каскад сравнени , счетчик, пороговый каскад, блок управлени , второй счетчик И регистратор 2. Недостатком этих устройств  вл етс  невысока  точность обнаружени  сигналов акустической эмиссии. це.71ь изобретени  - повышение точ ности. Цель достигаетс  за счет того, что устройство дл  обнаружени  сигналов акуетической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразовате.пь, усилитель и линию задержки, регистратор, снабжено компараторами, последовательно соединен НЕЛМИ схемой совпадени , формирователем , реверсивным счетчиком, цифровым компаратором, измерителем среднего числа импульсов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен ко входу регистратора , регистром сдвига, вход регистра сдвига подк.гаочен к выходу формировател , выход регистра сдвиге подк.пючен ко второму входу реверсивного счетчика, лини  задержки выпо.лнена многоотводной, первые входы компараторов соединены с отводами линии задержки, вторые компараторов соединены с выходом линии задержки, а выходы компараторов подключены к схеме совпадени . На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1, усилитель 2, многоотводную линию 3 задержки, компараторы 4, схему 5 совпадени , формирователь б, реверсивный счетчик 7, цифровой компаратор 8, измеритель 9 среднего числа импульсов, цифро-аналоговый преобразователь 10 и регистратор 11, регистр 12 сдвига, вход которого подключен к выходу формировател  6 а выход - ко второму .входу реверси ного счетчика 7. Устройство работает следующим о разом. Смесь сигналов акустической эмиссии с шумом преобразуетс  преобразователем 1 в электрическое напр жение, которое поступает на усилитель 2. Затем усиленный сигна поступает на.многоотводную линию 3 задержки. Величина задержки trc между отво дами выбираетс  больше интервала коррел ции дл  того, чтобы обеспечить независимость мгновенны:)с значений процессов, снимаемых с каждо отвода. В каждом компараторе 4 про исходит сравнение напр жени  с пос леднего отвода с напр жением того отвода, в котором стоит компаратор При превышении величины напр жени  с последнего отвода на выходе компаратора по вл етс  . При наличии единиц на выходах всех компа раторов схемы 5 совпадени  тоже вы даст . Причем веро тность по влени  на выходе схемы совпадени  подчин етс  биноминальному закону и при наличии только шума на входе равна /j-t- , где j- количест отводов от линии задержки. Как вид но, эта веро тность инварианта к статистике шума, что приводит к ст билизации ошибки первого рода при проверке гипотезы о наличии сигнал в шуме. Случайный поток единиц и нулей с выхода схемы 5 поступает на вход об наружител  движущегос  oKHaJ, состо щего из формировател  6, регистра 12 сдвига, реверсивного счет чика 7, цифрового компаратора 8. Принцип работы заключаетс  в сле дующем. Счет входного потока импуль сов X(t) осуществл етс  в текущем интервале времени t-t,t,гдe t- дл тельность интервала (окна) .; .По вление в данном интервале каждого импульса увеличивает показание реверсивного счетчика на единицу. Однако как только импульс потока окажетс  за предел.ами цанного интервала, показани  счетчика уменьшаютс  на единицу. Решение о наличии сигнала принимаетс  в случае, когда в интер вале t-t ,t окажетс  не менее задан ного числа импульсов К. Это означае что функци  S(t) показаний реверсив ного счетчика импульсов в области прин ти  решени  о наличии сигнала акустической эмиссии удовлетвор ет неравенству S(t) К, где К - задан ный порог обнаружени . Таким обрадвижущимс  зом, обнаружитель с окном позвол ет выделить вновь по вившийс  сигнал на его входе. Это оказываетс  возможным благодг.ар  тему, что по вление нового сигнала сопровождаетс  увеличением плотности импульсов вход щего потока. Естественно в последнем случае могут иметь место и ложные срабатывани  (при отсутствии сигналов АЭ) от шумов усилител  и шумов испытательной установки , однако за счет осуществленной предварительной непараметрической обработки и увеличени  порога обнаружени  К обеспечиваетс  частота ложного срабатывани  обнаружител  на заданном уровне. С цифрового компаратора 8 сигна.пы, равные единице (что соответствует наличию сигнала акустической эмиссии в шуме), подаютс  на цифровой измеритель 9 среднего числа импульсов . Затем результат преобразуетс  из цифровой формы в аналоговую в цифро-аналоговом преобразователе 10 и регистрируютс  в регистраторе 11. Таким образом, устройство позвол ет повысить точность обнаружени  сигналов акустической эмиссии на фоне шума и другого вида помех. Формула изобретени  Устройство дл  обнаружени  сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные преобразователь , усилитель и линию задержки , регистратор, отлич ающее С   тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено компараторами, последовательно соединенными схемой совпадени , формирователем, реверсивным счетч:иком, цифровым компаратором , измерителем среднего числа импульсов и цифро-аналоговым преобразователем , выход которого подключен ко входу регистратора, регистром сдвига, вход регистра сдвига подключен к выходу формировател , выход регистра сдвига подключен ко второму входу реверсивного счетчика, лини  задержки выполнена многоотводной, первые входы компараторов соединены с отводами линии задержки, вторые входы компараторов соединены с выходом линии задержки, а выходы компараторов подключены к схеме совпадени . I Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2111415, кл. G 01 N 29/00, 1972.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 586381, кл. G 01 N 29/04, 1978 прототип).