Многоканальное устройство для определения координат развивающейся трещины

Многоканальное устройство для определения координат развивающейся трещины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ТРЕЩИНЫ, содержащее каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные преобразователь, усилитель и формирователь, а также генератор тактовых импульсов, счетчик, регистры по числу каналов, последова- i тельно соединенные электронно-вычислительный блок и регистратор, о т л ич а ю щ е .е с я тем, что, с целью ;повьавення точности определения хоординат , оно снабжено блоками измерения параметров сигналов н блоками первичной обработки, каждый канал содержит блок измерения параметров сигналов, включенный между выходом усилителя; и вторим входом регистра, подключенного первым входом к выходу формиро вателя, каналы объединены в группы, каждая из которых содержит по меныаей мере три канала и включает блок первичной обработки, соединенный входом с первой общей виной, объединяющей выходы всех регистров этой груптш каналов, вход электронно-вычислительного блока соединен с второй общей шиной, объединяющей выходы всех блоков первичной обработки, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчика, а выход последнего соединен с третьими входами регистров каждого канала. Осо ф ел Од 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

QI Ot) з(д) G 01 и 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЬТЕЛЬС РВУ (21) 3499981/25-28 (22) 14.10.82 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) Б.Е. Патон, Ю. Г. Куценко, В.К. Нечипоренко, А.Я. Недосека, Н.Т. Хромяк, В.Г, Силин, Г.И. Решетников и Б.И. Серов (53) 620.179.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 504074, кл. G 01 N 29/04., 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 847189, кл. G 01 N 29/04, 1981 (прототип). (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ТРЕЩИНЫ, содержащее каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные преобразователь, усилитель и формирователь, а также генератор тактовых импульсов, счетчик, регистры по числу каналов, последовательно соединенные электронно-вычислительный блок и регистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целъю повывення точности определения координат, оно снабжено блоками измерения параметров сигналов н блоками первичной обработки, каждый канал содержит блок измерения параметров сигналов, включенный между выходом усилителя и вторым входом регистра, подключенного первьэФ входом к выходу 4ормиро вателя, каналы объединены в группы, .каждая из которых содержит по мены|ей мере три канала н включает блок первичной обработки, соединенный входом с первой общей виной, объединяющей выходы всех регистров этой группы Я каналов, вход электронно-вычислительного блока соединен с второй общей миной, объединяющей выходы всех блоков первичной обработки, выход генератора тактовых импульсов подключен Я к входу счетчика, а выход последне-! го соединен с третьиии входами регистров каждого канала.

109б568

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при механических испытаниях различных конструкций, Известно многоканальное устройство 5 для определения координат развивающейся трещины, содержащее и каналов, включающих измерительный преобразователь, усилитель с пороговым устройством, логические схемы ИЛИ и НЕ и триггеры, а также измерители интервалов времени, шифратор, коммутатор, схему задержки, схему объединения, счетчик, согласующий блок, электронно-вычислительный блок и регистратор 11.

Недостаток данного устройства состоит в низкой точности определения координат трещины, так как в расчете координат учитываются сигнапы только трех измерительных преобразователей. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоканальное устройство для Определения координат развивающейся трещины, содержащее каналы, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных преобразователя,, усилителя и формирователя, два триггера, последовательно соединенные. электрон- 30 на-вычислительный блок и регистратор, счетчик, шифратор, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и схему И, регистры сдвига по числу каналов, первый вход каждого из ко-,îðûõ подключен к выходу

35 шифратора, первую схему ИЛИ, входы

1 которой подключены к выходам регистров сдвига, а выход соединен с первыми входами двух триггеров, вторую

40 схему ИЛИ, первый вход которой соединен с вторым выходом электронновычислительного блока, второй входс первым выходом счетчика, а выход— с вторыми входами регистров сдвига ф5 и вторым входом первого триггера, и третью схему ИЛИ, первый вход которой подключен к Выходу второй схемы

ИЛИ, второй вход — к третьему выходу электронно-вычислительного блока, а выход — к второму входу второго

50 триггера, первые входы шифратора подключены к выходам формирователей каждого канала, второй вход — к первому выходу первого триггера, второй выход его соединен с первым входом счетчика, третьи входы регистров сдвига соединены с вторым Входом счетчика к выходом схемы И, а выходы — с первым входом электроннновыччслительного блока, второй вход электронно-вычислительного блока соединен с выходом второго триггера к вторым входом схемы И, а третий вход — с вторыми выходами счетчика 123.

Однако известное устройство не обладает требуемой точностью определения координат развивающейся трещины, что связано с ограниченной производительностью электронно-вычислительного блока, а также схемы измерения разности времен прихода, имеющей период запирания входных цепек прк считывании информации о предыдущем акте акустической эмиссии. Кроме того, структура устройства ограничивает возможности варьирования числа каналов в зависимости от геометрических размеров контролируемого объекта и требуемой точности определения координат,, так как увеличение числа каналов увеличивает разрядность двоичного кода номера преобразователя, а следовательно, и количество требуемых регистров сдвига. ель изобретенкя — павь.шение точности определения координат.

Наставленная цель цосткгается тем, что многоканальное устройство цля

I определения координат развивающейся трещины, содержащее каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные преобразователь, усилитель и формирователь, а также генератор тактовых импульсов, счетчик, регист-ры по числу каналов, последовательно соединенные электронно-вычислительный блок и регистратор, снабжено блоками измерения параметров сигналОВ к блоками первичной обработки, каждый канал содержит блок измерения параметров сигналов, включенный между выходом усилителя и вторым входом регистра., подключенного первым входом к выходу формирователя, каналы объединены в группы, каждая кэ которьх содержит чо меньшей мере три канала к включает блок первичной обработки, сОединенный ВхОДОИ с Общей Jl HíÎÉ, Объединяющей выходы всех регистров этой группы каналов, вход электронноВычкслительного блока соединен с второй общей шиной, объединяющей Выходы всех блоков первичной обработки, выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу с етчкка, а выход

1096568 4 последнего соединен с третьими входами регистров каждого канала.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Многоканальное устройство для on5 ределения координат развивающейся трещины содержит объединенные по группам и каналов, состоящих из последовательно соединенных преобразователя 1, усилителя 2 и формирователя 3,1п регистра 4, первый вход которого соединен с выходом формирователя 3, и блока 5 измерения параметров сигналов, вход которого соединен с выходом усилителя 2, а выход — с вторым ,входом регистра 4. Кроме того, устройство содержит блоки 6 первичной обработки, последовательно соединенные электронно-вычислительный блок 7 и регистратор 8, а также последовательно соединенные генератор 9 тактовых импульсов и счетчик 10, соединенный выходом с третьими входами регистров 4 каждого канала. Сформированные группы 11 и 12 объединяют по меньшей мере три канала, а на чертеже — два, в частности каналы 13 и t4. Выходы регистров 4 каждой группы, например

11, объединены общей шиной 15 и под-. ключены к входу соответствующего этой группе блока 6 первичной обработки.

Выходы последних соединены общей шиной 16, подключенной к входу электронно-вычислительного блока 7. Преобразователи 1 выполняются пьезоэлектрическими. Формирователи 3 выполняют дискриминацию и нормализацию сигнала по длительности и амплитуде °

Формирователи 3 могут быть выполнены с использованием микросхем 521 40

СА1. Статические параллельные регистры 4 со стробированием по входу могут быть собраны на микросхемах К 155

ИР1, а двоичный счетчик 10 — на микросхемах К 155 ИЕ7. В качестве измеря"5 емых характеристик сигнала акустической эмиссии могут быть выбраны амплитуда, длительность или энергия этого сигнала, а блок И 5 измерения параметров может быть выполнен на основе 50 схем измерения указанных характеристик, Блоки 6 первичной обработки могут. быть выполнены на базе микропроцессорного комплекса БИС серии К580.

Функции электронно-вычислительно- 55

ro блока 7 и регистратора 8 может выполнять любая универсальная 3ВМ с достаточным быстродействием и объемом памяти, укомплектованная набором периферийных устройств, например 3ВМ СМ-4.

Устройство работает следующим образом.

Возникшие в результате появления трещин и деформации конструкции волны напряжения преобразуются преобразователем 1 в электрический сигнал и далее усиливаются усилителем 2.

Нормированный по длительности и амплитуде сигнал с выхода формирователя 3 переписывает в регистр 4 слово состояния счетчика 10, которое определяет время от начала испытания с дискретностью, соответствующей частоте импульсов с генератора 9 тактовых импульсов. Из блока 5 измерения параметров сигналов в регистр 4 переписывается код значения параметров электрического эквивалента сигнала акустической эмиссии. Кроме того, в регистре 4 постоянно записан код номера канала, к которому относится данный регистр. Кодовое слово с ре- гистра 4 поступает в блок 6 первичной обработки, где по мере поступления информации от каналов данной группы производится пространственно-временная селекция сигналов акустической эмиссии и расчет координат источника данного сигнала.

Результаты вычислений от блока 6 первичной обработки поступают в электронно-вычислительный блок 7, где производится накопление и статическая обработка по соответствующей программе информации от всех групп каналов с целью определения местоположения и степени опасности дефектов контролируемой конструкции. При этом в зависимости от требований, предьявляемых к системе неразрушающего контроля в целом, значения параметров сигналов акустической эмиссии могут быть использованы в электронновычислительном блоке 7, например, для оценки размеров и скорости раз- . вития трещины. Результаты обработки выдаются на регистратор 8.

Координаты дефектов конструкции определяются как результат статистической обработки многократных наблюдений измеряемой величины (координат источников отдельных актов акустической эмиссии). При этом точность существенно зависит от количества

68 6

Кроме того, структура устройства позволяет легко варьировать количество каналов, требуемых для контроля конкретного объекта, путем подключения необходимого их числа к шинам на входах блоков первичной обработки или подключения необходимого числа групп каналов к шине на входе электронно-вычислительного блока. Использование в предлагаемом устройстве едйного для всех каналов отсчета текущего времени дает воэможность вычислять координаты источников сигналов в разных блоках первичной обработки, не теряя при этом информации о .динамике трещинообразования в конструкции в целом.

Улучшение характеристик предлагаемого устройства по сравнению с известным достигнуто за счет увеличения объема аппаратуры, однако его сложность уменьшилась за счет применения в основном однотипных элементов.

Составитель П. Шкатов

Редактор Л. Гратилло Техред А.Вабинец Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3818/33 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий (13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ., 10965 йаблвдений. Кроме того, погрешность

I определения значений интегральных ,параметров, необходимых для оценки опасности развивающихся дефектов,. также зависит от числа принятых (обработанных) сигналов эмиссии. Предлагаемое устройство позволяет sa счет практически безынерционной схевеа измерения и ввода текущего времени и развитой иерархической структуры обрабатывать большую часть акустических сигналов даже при зиачительаом количестве источников эмиссии с,высокой (порядка сотен импульсов в секукду) активностью, что имеет место при контроле изделий из .неко.торых марок стали, авиационных конструкций и т.п., а значит и характе,ризуется более высокой в .сравненяи 20 с известньв и устройствами точностье определения координат трещин н сте,пени их опасности. й1

1

1