Устройство для выделения сигналов акустической эмиссии, генерируемых развивающейся трещиной из помех,создаваемых ударами

Устройство для выделения сигналов акустической эмиссии, генерируемых развивающейся трещиной из помех,создаваемых ударами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (l l) 3002952

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свищ-ву (5I ) M Кл. (22)Заявлено 20.02.78 (21) 2582105/25-28

G01 М 29/04 с присоелиненнем заявки №

Гасударственный камктет (23) Приоритет ссса

Опубликовано 07 03 83 Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 09 .03 .83 йо делам кзабретеккй и открытий (53) УДК 620.179, .16{088.8) IÎ, I

Б.П. Буров и В.В. Лупанос ! (72) Авторы изобретения

Г .С (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНДЛОВ

АКУСТИ4ЕСКОЙ ЭМИССИИ, ГЕНЕРИРУЕМЫХ

РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ТРЕЩИНОЙ ИЗ ПОМЕХ, СОЗДАВАЕМЫХ УДАРАМИ

Ю

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материала и изделий методом акустической эмиссии (АЭ) и может быть применено для регистрации начала трещинообразования в материалах и изделиях в различных областях народного хозяйства.

Известно устройство для выделения сигналов АЭ, генерируемых развивающейся трещиной из помех, создаваемых ударами, содержащее последовательно соединенные акустический датчик, выполненный в виде двух апериодических пьезопреобразователей, закреплен-15 ных на одном стержне, двухканальный предварительный усилитель, двухканальный блок выделения полуволны, двухканальный дискриминатор нижнего уровня, а также дискриминатор удара,,дискри" го минатор переднего Фронта, формирователь прямоугольных импульсов, аналоговый ключ, блок обработки информации и формирователь заднего фронта $ 1 ).

Недостатками этого устройства является то, что в нем теряется часть информации о появлении трещины в ближней зоне приема при определенной ориентации трещины относительно преоб" разователя. Кроме того, ограничена зона приема сигналов АЭ от трещины из-за дисперсионных искажений.

Целью изобретения является повышение достоверности выделения и увеличения диапазона регистрируемых длин трещин.

Поставленная цель в устройстве выделения сигналов АЭ достигается тем, что оно снабжено аналоговым переключателем с триггером управления, схемой ИЛИ, линией задержки и триггером управления аналоговым ключом, причем выход дискриминатора удара подключен к первому входу триггера управления аналогового переключателя, выход ана. логового переключателя подключен к входу формирователя прямоугольных им3 10029 пульсов и к входу дискриминатора переднего фронта, первый выход которого подключен к второму входу триггера управления аналогoBHH переключателем, а второй выход дискриминатора переднего фронта и выход формирователя прямоугольных импульсов подключены к входам схемы ИЛИ, выход которой подключен к первому входу триггера управления аналоговым ключом, а выход последнего подключен к управляющему входу аналогового ключа, выход дискриминатора нижнего уровня подключен к неуправляемому входу аналогового переключателя и через линию задержки — к неуправляемому входу аналогового ключа, выход которого подключен к входу блока обработки информации и к входу формирователя заднего фронта, выход которого подключен к второму входу триггера управления аналоговым ключом.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема дискриминатора удара; на фиг. то же, переднего фронта.

Устройство содержит акустический датчик 1, в котором установлены два апериодических пьезопреобраэователя, выполненных на одном стержне иэ пьезо-3О керамики с поперечной поляризацией.

Выход одного преобразователя подключен к входу первого канала, а выход второго - к входу второго канала двухканального предусилителя 2. Выходы двухканального предусилителя 2 последовательно подключены к двухканальному блоку 3 выделения полуволны, а выходы последнего - к входам двухканального дискриминатора 4 ниж- 6 него уровня. Выход первого канала дискриминатора 4 нижнего уровня подключен к входу дискриминатора 5 удара, включающему (рис. 2) параллельно соединенные со входом инвертор 6 и формирователь 7 импульсов по переднему фронту, последовательно соединенные с выходом формирователя 7 ждущий мультивибратор 8, формирователь 9 импульсов по заднему фронту и схеме И Ю

10, а выход формирователя 6 подключен ко второму входу схемы И 10, выход которой является выходом дискриминатора 5 удара. Последний подключен к первому входу триггера 11 управления аналоговым переключателем 12, вы- ходы последнего подключены к первым двум входам аналогового переключателя 12, выходы которого подключены

52 4 к формирователю 13 прямоугольных импульсов и дискриминатору 14 переднего фронта импульсов, содержащего(фиг. 3) последовательно соединенные формирователь 15 запускающих импульсов, формирователь 16 < порных импульсов длительностью 1 мкс, формирователя 17 импульсов заднего фронта, а также последовательно соединенные аналоговый ключ 18 и пороговый формирователь 19 импульсов, причем первый вход аналогового ключа 18 соединен с входом формирователя 15 запускающих импульсов, а второй вход — с вторым выходом формирователя 16 опорных импульсов. Выход формирователя I7 импульсов заднего фронта дискриминатора 14 переднего фронта подключен к второму входу триггера ll управления аналоговым переключателем 12, а выходы порогового формирователя 19 импульсов дискриминатора 14 переднего фронта импульсов и формирователя 13 прямоугольных импульсов подключены ко входам схемы ИЛИ 20, выход которой подключен к первому входу триггера 21 управления, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 22, Второй выход дискриминатора 4 нижнего уровня подключен к третьему входу аналогового переключателя 12, а также к входу линии 23 задержки, выход которой подключен к управляющему входу аналогового ключа 22, а выход аналогового ключа 22 параллельно подключен к блоку 24 обработки информации и формирователю 25 импульсов заднего фронта, выход которого подключен ко второму входу триггера 21 управления.

Устройство работает следующим образом.

Акустические колебания преобразуются акустическим датчиком I e два электрических колебания, одно из которых задержано на 30 мкс за счет распространения в пьезоэлектрическом стержне, и поступают на входы двухканального предусилителя 2 и далее на блок 3 выделения полуволны.

Выделенные полуволны сигналов поступают на двухканальный дискриминатор 4 нижнего уровня, где по каждому каналу осуществляется компенсация флюктуационных помех. Сигналы с первого выхода дискриминатора 4 пос-упают на параллельно включенные инвертор 6 и формирователь 7 импульсов по перед5 10029 нему фронту дискриминатора 5 удара.

Инвертор 6 формирует из полуволны прямоугольный импульс и инвертирует его. Формирователь 7 формирует из принятои полуволны прямоугольныи им- 5 пульс и по переднему фронту сформированного прямоугольного импульса формирует короткий импульс, который поступает на вход ждущего мультивибратора 8, где вырабатывается прямо- .16 угольный импульс длительностью 30 мкс.

Этот импульс поступает на вход формирователя 9 импульсов по заднему фронту. Сформированный в формирователе 9 по заднему фронту поступивше- 15

ro прямоугольного импульса короткий импульс поступает на вход схемы И 10.

Одновременно на первый ее вход поступает. с выхода инвертора 6 импульс прямоугольной формы с длительностью, щ равной длительности принятой полуволны. Если длительность полуволны меньще или равна длительности 30 мкс, то на выходе схемы И 10 отсутствует сигнал, и триггер 11 управления аналоу5

I oBblM переключателем 12 находится в исходном состоянии, а выделенная полуволна, поступая на третий вход аналогового переключателя 12, проходит на вход формирователя 13 прямоугольных импульсов.

Если же длительность полуволны больше длительности 30 мкс, то на выходе схемы И 10 появляется короткий ийпульс, который переводит триггер 11 управления аналоговым пере35 ключателем 12 в такое положение, когда потенциалы последнего воздействуют на управляемые входы аналогового переключателя 12, устанавливая последний в положение, когда выделенная полуволна с выхода переключателя 12 поступает на параллельно включенные по входу (фиг. 3 формироввтвпв 15 запускающих импульсов дискриминатора 14 переднего фронта, где формиру- 45 ется из принятой полуволны короткий импульс, который поступает на вход формирователя 16 опорных импульсов с длительностью, равной 1 мкс, а с выхода формирователя 16 опорных им- So пульсов, прямоугольный импульс поступает на формирователь 17 импульсов заднего фронта и на управляемый вход аналогового ключа 18 дискриминатора 14 переднего фронта импульсов и на его неуправляемый вход фиг.3

Формула изобретения

Устройство для выделения сигналов акустической эмиссии, генерируемых развивающейся трещиной из помех, создаваемых ударами, содержащее по" следовательно соединенные акустический датчик, выполненный в виде двух апериодических пьезопреобразователей, закрепленных на одном стержне, двухканальный предварительный усилитель, двухканальный блок выделения полуволны, двухканальный дискриминатор нижнего уровня, а также дискримияатор удара, дискриминатор переднего фронта, формирователь прямоугольных импульсов, аналоговый ключ, блок обработки информации и формирователь заднего фронта, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности выделения и увеличения диапазона регистрируемых длин трещин, оно снабжено аналоговым переключателем с триггером управления, схемой ИЛИ, С выхода аналогового ключа 18 вырезанный импульс длительностью, 1 мкс

52 6 поступает на пороговый формирователь 19 импульсов дискриминатора 14 переднего фронта, где по превышению установленного порога селектируемым сигналом вырабатывается импульс, который поступает на второй вход схемы ИЛИ ?О. Одновременно сигнал с выхода формирователя 17 импульсов заднего фронта дискриминатора 14 поступает на второй вход триггера 11 управ" пения аналоговым переключателем 12, устанавливая его в исходнбе состояние.

Сигнал с выхода схемы ИЛИ 20 поступает на первый вход триггера 21 управления.

Потенциалом с триггера 21 управле" ния открывается аналоговый ключ 22 и полуволны, снятые со второго канала двухканального дискриминатора 4 нижнего уровня, через линию 23 задержки, создающую задержку в 1 мкс, поступают через аналоговый ключ 22 в блок 24 обработки информации и на формирователь 25 импульсов по заднему фронту., с выхода которого короткий импульс поступает на второй вход триггера 21 управления, переводя последний в исходное состояние, т.е. когда потенциал с выхода триггера 21 закрывает аналоговый ключ 22.

Таким образом, устройство позволяет повысить достоверность выделения сигналов от трещин и увеличить диапазон регистрируемых длин трещин.

7 10029 линией задержки и триггером управления аналоговым ключом, причем выход дискриминатора удара подключен к первому входу триггера управления аналогового переключателя, выход ана- логового переключателя подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов и к входу дискриминатора переднего фронта, первый выход которого подключен к второму входу триг- 1р гера управления аналоговым переключателем, а второй выход дискриминатора переднего фронта и выход формирователя прямоугольных импульсов подключены к входам схемы ИЛИ, выход ко- торой подключен к первому входу триггера управленИя аналоговым ключом, 92 8 а выход последнего подключен к управляющему входу аналогового ключа, выход дискриминатора нижнего уровня подключен к неуправляемому входу аналогового, переключателя и через линию задержки,- к неуправляемому входу аналогового ключа, выход которого подключен к входу блока обработки информации и к входу формирователя заднего фрон а, выход которого подключен к второму входу триггера управления аналоговым ключом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР по заявке Г1 2407349/28, кл. 6 01 и 29/04, 1977.

1002952

Составитель В. Ржевкин

Редактор Н, Бобкова Техреду А. Бабинец КорректорЕ. Роако

Заказ 1539/26 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 11)035 Москва Ж-Я Раушская наб. g. 4/g

Филиал flflll "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,