Устройство для определения места расположения дефекта

Устройство для определения места расположения дефекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е ()720351

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.09.77 (21) 2533126/25 — 23 с присоединением заявки.% (23) Приоритет (51)М. Кл.

6 01 и 29/00

Веударетвенный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень Рй о

Дата опубликования описания 05.03.80 (53) УДК621.396 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Болотин, Б. П. Буров и H. В. Коновалов (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА

РАСПОЛОЖЕНИЯ ДЕФЕКТА

Изобретение относится к области неразру: шенного контроля качества материалов и изделий и может быть использовано для определения места расположения дефектов в пространственных конструкциях сложной формы.

Известно устройство для определения местоположения дефекта, содержащее акустический преобразователь, усилитель, фильтр, формирователь и измеритель разности хода моментов времени прихода ситналов (1).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для определения места расположения дефекта, содержащее и-приемопередатчиков с пьезоэлектрическими преобразователями и блоками кодирования и приемную систему (2).

Недостатком известного устройства является недостаточная точность определения места расположения дефекта.

Цель изобретения — повышение точности определения места расположения дефекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения места расположения дефекта, содержащем и-лриемопередатчиков с пьезоэлектрическими преобразователями и блоками кодирования н приемную систему, в каждом приемопередатчике пьезоэлектрический преобразователь выполнен в вгше двух

5 концентрических колец, между которыми установлен поглотитель, коэффициент поглощения которого зависит от направления прихода сигнала, а блок кодирования выполнен в виде двухканального усилителя, выходы которого

10 соединены соответственно с первым и вторым входами дискриминатора, а также с первым и через линию задержки со вторым входами двухканального пикового детектора, а первый и второй входы двухканального усилителя

15 соединены соответственно с центральным и внешним кольцом пьезоэлектрического преобразователя, выходы пикового детектора соединеньг соответственно с первым и вторым вхо20 дами блока измерителя отношений, последовательно соединенного с ключом, преобразователем амплитуды, модулятором и генератором, (IpH этом вход ключа соедшген с выходом дискриминатора, а выходы модуляторов всех

72035 приемопередатчиков соединены через линию связи с приемной системой.

На чертеже изображена структурная схема устройства для определения места расположения дефектов и расположение приемопередатчиков на исследуемом объекте.

Устройство содержит устанавливаемые на контролируемом объекте 1 приемопередатчики 2, 3 ... n, расстояние между которыми вы. бирают равным радиусу зоны, которая опреде- 1о ляется из условия дисперсии переднего фронта .сигнала. Ограничение зоны приема исключает погрешность определения координат, зависящую от расстояния.

Каждый приемопередатчик включает преобра. )5 зователь, в корпусе 4 которого расположены два концентрических кольца 5 и 6 иэ поляризованной пьезокерамики, принимающих колебания, распространяющиеся в объекте 1. Между кольцами 5 и 6 установлен поглотитель 7 2с акустических колебаний, выполненный, например, в виде кольца, наружная грань которого выполнена по окружности, а внутренняя — по спирали. Верхний торец поглотителя 7 плавно уменьшается по высоте от заданного значения 25 до нуля.

Пьезокерамика колец 5 и 6 подсоединена соответственно к первому и второму входам двухканального усилителя 8, выходы которого подсоединены к дискриминатору 9, обеспечи- 30 вающему селекцию ударных помех и определяющему зону приема сигналов акустической эмиссии, и через линию задержки 10 в первом входе — к пиковому детектору 11. Выход детектора 11 подсоединен через блок 12 отношений, ключ 13, преобразователь 14 амплитуды сигнала в длительность, модулятор 15 с генератором 16 с определенной частотой заполнения к линии 17 передачи. Выход дискриминатора 9 подсоединен ко второму входу клю- 40 ча 13. Частоты заполнения приемопередатчиков 2, 3 ... п различны. Линия передачи 17 подсоединена к усилителю 18 приемник:а, выход усилителя 18 — к блоку 19 частотных дискриминаторов и к детектору 20 огибающей, 45 подсоединенному последовательно через блок

21 преобразования длительности в диск:ретное значение, коммутатор 22 многоканальный, регистр 23 ввода информации, реверсивные счет. чики 24, дешифраторы 25 к индикатору 26. ьо

Выход блока 19 через схему 27 опроса приемопередатчиков, снабженную генератором 28, соединен с коммутатором 22, генератором 29 единиц градуса и коммутатором 30 номеров приемопередатчиков. Выхоц генератора 29 и выход коммутатора 30 номеров подключен ко второму и третьему входам реверсивного счетчика 24. Второй выход коммутатора 30 через регистр 31 ввода и дешифратор 32 свя1 4 зан с индикатором 33 номера приемопередат чика, Сигнал акустической эмиссии (A3) дефекта, распространяясь в объекте 1, достигает одного из приемопередатчиков 2, 3 ... n акустической эмиссии и поступает на пьезоэлектрическое кольцо 5 и через поглотитель 7 — на пьезоэлектрическое кольцо 6. В зависимости от направления прихода сигнала значения затухания амплитуды его в кольце поглотители 7 различные. Сигналы, преобразованные и усиленные в двухканальном усилителе 8, поступают в дискриминатор 9, где анализируются по крутизне переднего фронта. Этим самым обеспечивается селекция помех и прием сигналов акустической эмиссии только из заранее заданной зоны. В случае прихода сигналов из удаленной зоны или сигнала от удара ключ 13 после дискриминации по переднему фронту блокирует прохождение сигнала в тракт приемопередатчика. В других случаях ключ 13 открыт. Усиленный сигнал с колец 5 и 6 соответственно поступает на первый и второй входы двухканального пикового детектора 11 одновременно. Одновременность поступления обеспечивается наличием линии задержки 10 между выходом усилия 8 и первым входом детектора ll. В пиковом детекторе 11 вьщеляются пиковые значения огибающих сигналов в обоих каналах. Затем эти значения поступают в блок 12, где происходит деление значений амплитуд, в качестве значения делителя используется сигнал с кольца 6, а делимого с кольца 5. Полученное частное от деления поступает через аналоговыи ключ !3 на преобразователь 14 амплитуды в длительность, где происходит пропорциональное преобразоваг амплитуды в длительность. Полученный сигнал в модуляторе 15 заполняется определенной для данного приемопередатчика частотой от генератора 16. Сигналы с модуляторов 15 приемопередатчиков принимаются по радио или по линии связи приемником. Сигналы поступают на усилитель 18, частотные дискриминаторы 19, реагирующие на определенную частоту, а затем — в схему 27 опроса приемопередатчиков, в которой сигнал приемопередатчика преобразуется в определенное количество импульсов, на второй вход которой подается сигнал опроса с выхода генератора 28 опроса.

Количество импульсов, соответствующее номеру приемопередатчика, поступает на коммутатор 22 и переводит соответствующий ключ коммутатора 22 в положение пропускания информации через коммутатор в секцию регистра 23 ввода информации. Информация, поступающая через усилитель 18, детектор 20, подается в преобразователь 2!. Дискретные значения сигнала вводятся через коммутатор 22

1О

30

40

50

5 7 в секцию соответствующего определенной частоте приемопередатчика многосекционного регистра 23 ввода информации, откуда по сигналу, соответствующему номеру приемопередат. чика, вырабатываемому в случае прихода со схемы 27 сигнала опроса, поступающего

l с коммутатора 30, информация о длительности импульса (т.е. значение угла прихода сигнала) поступает на запись в один из каналов реверсивного счетчика 24, соответствующего номеру приемопередатчика. Списывание информации с реверсивного счетчика выбранного канала осуществляется пачками импульсов с генератора 29. длительность пачки соответствует уго лу 1, а интервал между импульсами заполнения пачки равен интервалу между импульсами, вырабатываемыми преобразователем 21 в дискретных значениях, выбираемых таким образом, что интервал между импульсами равен

1 угла прихода сигнала АЭ.

Списанная информация значения угла прихода сигнала на приемопередатчик поступает на многоканальный дешифратор 25, где дискретные значения импульсов преобразуются в цифровой код выбранного канала. Цифровой код, соответствующий углу прихода сигнала АЭ на приемопередатчик, поступает на индикатор, где происходит высвечивание цифрового значения угла прихода сигнала АЭ на приемопередатчик. Одновременно дискретные значения номера приемопередатчика, поступившие с вы хода схемы опроса 27, через коммутатор 30 поступают на резистор ввода 31 и дешифратор 32, где количество импульсов преобразуется в цифровой код, соответствующий номеру приемопередатчика. Эти кодовые значения номера приемопередатчика поступают на индикатор 33 для высвечивания номера приемопередатчика, с которого на приемное устройство поступает сигнал, несущий значение угла прихода сигналов АЭ на приемопередатчик.

Регистрация сигнала АЭ двумя или тремя смежными приемопередатчиками 2 значений угла прихода сигнала АЭ на приемопередатчик, поступает на индикатор, где происходит высвечивание цифрового значения угла прихода сигнала АЭ на приемопередатчик. Одновременно дискретные значения номера приемопередатчика, поступившие с выхода схемы опроса 27, через коммутатор 30 поступают на регистр ввода 31 и дешифратор 32, где количество импульсов преобразуется в цифровой код, соответствующий номеру приемопередатчика. .Эти кодовые значения номера приемопередатчика поступают на индикатор 33 для высвечивания номера приемопередатчика, с которого на пркемное устройство поступает сигнал, несущий значение угла прихода сигналов А3»а приемопередатчик.

2035 ) 6

Регистрация сигнала АЭ двумя илн тремя смежными приемопередатчиками 2 значений угла прихода сигнала АЭ дает возможность по индикатору приемника определить местообразование дефекта на пересечении линий, проведенных по инднцированному значению углов отсчета при поступлении сигналов акустической эмиссии на два или на три приемопередатчика. Дефект в зоне установки приемопередатчиков быстро находят, например, с помощью указателя угла, устанавливаемого на каждом приемопередатчике, подключаемом к выходу блока 14 преобразования амплитуды в длительность и содержащем преобразователи длительности в дискретные значения, дешифраторы н индикаторы.

Формула изобретения

Устрой тво для определения места расположения дефекта, содержащее и-приемопередатчиков с пьезоэлектрическими преобразователями н блоками кодирования и приемную систему, отличaþùåccÿ тем,что, с целью повышения точности определения места расположения дефекта, в каждом приемопередатчике пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде двух концентрических колец, между которыми установлен поглотитель, коэффициент поглощения которого зависит от направления прихода сигнала, а блок кодирования выполнен в виде двухканального усилителя, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами дискриминатора, а также с первым и через линию задержки со вторым входами двухканального пикового детектора,. а их первый и второй входы двухканального усилителя соединены соответственно с центральным и внешним кольцами пьезоэлектрического преобразователя, выходы пикового детектора соединены соответственно с первым и вторым входами блока измерителя отношений, последовательно соединенного с ключом, преобразователем амплитуды, модулятором и генератором, прн этом вход ключа соединен с выходом дискриминатора, а выходы модуляторов всех r энeмoпepeдarчикoв соединены через лк-.-.:э связи с приемной системой.

Источники информации, принятые aî внимание при экспертизе

PM.Wingfie(d "1МеМ С1оаб1 МоЫогед ov 5tress vVare K.mission"

"Иетос1 vnd Ме1о1 Fat>r cati ".

1972, 40, Р 10, $.351-355.

2. Патент США N 3886553, кл. G 01 N 29/00, 1972.

72035 1, Редактор А.Филиппов

Заказ 10212/32

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Б. Гончаренко

Техред А.Щепанская Корректор Е. Папп