Способ контроля качества материалов методом акустической эмиссии и устройство для его осуществления

Способ контроля качества материалов методом акустической эмиссии и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналнстнчесинх

Реслублнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCN0h4t Сви ТЕЛЬСТВУ

«i>855486 (61) Дополнительное к авт. свнй-ву(22) Заявлено 1103,79 P1) 2735946/25" 28 (Я)м. ка.з с прнсоеднненнем заявки Ио

Государстаеяамй аонятет

СССР

so делам язоаретеяяй я открытая

6 01 0 29/04 (23) ПрнорнтетОпубликовано 150881. Ьвфллетень N9 30

Дата опубликования описания 150881 (ЗЗ) УДЫ 620 179.16 (088.8) Специальное опытное проектно-конструкторск едкое

Хил бюро Сибирского отделения Всессноэной ордена Ленина академии сельскохозяйственных наук им В.И.Ленина (ВАСХНИЛ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА NATEPHAJIOB

МЕТОДОИ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭИИССИИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ Е1 О ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и может быть использовано для контроля качества материалов при механических испытаниях.

Известен способ контроля качества материалов методом акустической эмиссии, заключающийся в том, что принимают акустическим преобразователем деформационные шумы, сопровождающие трещинообразование в материале, регистрируют импульсные электрические сигналы на выходе преобразователя путем их разделения на группы с близкими по величине амплитудами, и производят считывание количества импульсов в каждой из групп (1).

Недостатком этого способа является то, что с его помощью нельзя осуществлять контроль, когда источник сигналов акустической эмиссии находится далеко от преобразователей из-эа искажения картины распределения амплитуд сигналов.

Известно устройство для контроля качества материалов с помощью акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, усилитель, формировател импульсов, счетчик, интенсиметры, компаратор и электронный ключ (2) .

Недостатком устройства является невысокая точность контроля, так как не вся информация достигает регистРирующих блоков, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля качества материалов, методом акустической эмиссии, эаклю" чающийся в том, что нагружают материал, приникают сигналы акустической эмиссии и анализируют принятые сигналы, по которьии судят о качестве материала (3).

Недостатком данного способа является его невысокая точность и достоверность, связанная с потерей нн ® формации о состоянии материала, так .как в периоды между строб-импульсами не регистрируются сигналы акустической эмиссии.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство для контроля качества материалов методом акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные электроакустичесЗО иий преобразователь, усилитель, фор3 855486 4.мирователь нмпулъсов, схему совпадения и блок обработки сигналов (4).

Недостатком данного устройства asляется то, что в момент переключения стробирующих импульсов часть импульса акустической эмиссии поступа-; ет в один канал, а часть - в другой идентичный канал. Каждый. канал устройства реагирует на часть импульса как на отделъныя импульс акустической эмиссии, и на регистратор поступает недостоверная информация. fO

Цель изобретения - повизеине точности и достоверности контроля.

Поставленная цель достигается за .счет того, что в известном способе контроля вьщеляют огибающую сигнала 15 акустической эмиссии, измеряют число выделенных огибающих, интенсивность сигналов, энергию к максималъиую амплитуду сигналов, длительность огибающих, усредняют трм последних 2й параметра по числу выделенных огибающих и интенсивности сигналов, и ао соотношению этих усредненных параметров судят о качестве материала,а известное устройство снабжено блокои выделения огибающей импульсов, блоком счета огибающих, блоком измерения интенсивности сигналов, блоком измерения среднего значения дпитвльнос тк огибающих, блоком измерения среднего значения энергии и максииалъной . © амплитуды импульсов, выходы которых соединены с блоком обработки, выход формирователя импульсов соединен со входом блока выделения огибающих, выходы которого подключены к другому входу схемы совпадения, к входам блока счета огибающих, блока измерения среднего значения длнтвлъности огнбакщих и ко второму входу блока измерения среднего значения энергии 4а и максимальной амплитуды, первый вход которого подключен к выходу усилителя, вход блока интенсивности импульсов подключен к схеме совпадения.

На чертеже представлена блок-схема 4 устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Схема содержит контролируемый объект 2, последовательно соединенные преобразователь 2, усилитель 3, формирователь 4 импульсов, схеиу 5 совпадения, блок 6 обработки сиГналов, блок 7 выделения огибающей импульсов акустической эмиссии, блок 8 измерения интенсивности, вход которого подсое- . динен к выходу схемы 5 совпадения, блок счета выделенных огибающих импульсов акустической эмиссии, представляющий собой счетчик 9, блок 10 измерения среднего значения длительности выделенных огибающих импульсов акустической эмиссии, блок 11 измерения среднего значения, энергии и максимальной амплитуды импульсов акустической"эмиссии, которнй содер" жнт аналоговый ключ 22, функциональ ный преобразователь 13, блок 14 усредиения значений энергии импульсов и блок 15 усреднения значений максимальной амплитуды иипульсоа. "

Входы блока 6 обработки сигналов подалючены к выходаи всех блоков, а, выход блока 6 обработки сигналов присоединен к блоку 16 регистрации, Пр» втои выход фориирователя 4 имаулъсов соединен со входом блока 7 вщцеления огибающей, выход которого подключен к другому входу схемы 5 совпадения, а также ко «кодаи канала счета выделенных огибающих (счетчик 9)p блок 26 измерения среднего эначе» иия длительности вщделениых огибающих к управляющему входу блока 11 измерения среднего значения энергии и максимальной аицлитуды, а другой вход блока 21 аодключен к выходу усилителя 3.

Способ с Помощью оаисаннОго устройства реализуется следующим вбраэоме

Сигнал акустической эмиссии, возникающий в контролируемом материале вследствие его нагружен«я, принимается преобраэователеи 2, усиливается, и поступает на форийрователь 4 импульсов, который фориирует нормированные прямоугольные импульсы.

Нормирован»не импульсы поступают на один из входов схемы 5 совпадения и на вход блока 7 выделения огибающей.

Выделение огибающей промскодит следующим образом. Формирование переднего фронта импульса Огиба«Щей осуществляется передним фронтом импульса, поступающего на.вход блока 7. .формирование заднего фронта импульса огибающей происходит соответственно задним Фронтом иипулъса, поступившего на вход блока 7 с задержкой t,="/ í, где f - нижмяя частота спектра сигнала екустмчвской эмиссии

Выделенный к сформированный «ипулъс огибающей сигнала акустической эмиссии поступает на другой вход схемы 5 совы®ение и открывается для иипулъсов, цостуааащих с выхода формирователя 4 импульсов. С выхода схемы 5 совпадения импульсы, селектированные от шума., подаются на блок 8 измерения ннтеисивност», затеи информация с блока 8 поступает на блок 6 обработки сигналов Кроме того выделенный и сформированный ииаульс огибающей сигнала акустической эмиссии подводится на вжщ счетчика 9, иа вход блока 10 и на уаравляищий вход блока 11. В счетчике 9 происходит сую »рован»в числа выделенных огибающих, а Результат выводится. на блок

6 обработки сигналов.В блоке 20 .происходит измерение значения длитель-, ности вьщелеиннх огибающих и усреднение длительности ао числу выцелен855486" терналов.

Формула изобретения где 1Источники информации, принятые.ва внкианив прк экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 464813, кл. 0 01 М 29/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР 9 419789, кл. G 01 И 29/04, 1974.

3. Авторское свкдвтвлъство СССР

В 534687, кл. G 01 И 29/04, 1976.

4. Авторское свидетелъство СССР

9 580501, кл. G 02 N 29/04, 1977 (прототип>.

Я

40

:ных огибающих за выбранный интервал времени °

Сигнал акустической эмиссии, поступаящкй с выхода усилителя 3 в блок 12 измерения ср диего значения эиеРгкк и максималъной амплитуды им" пульсов акустической эмиссии, селектируется от шума ирн помощи аналогового ключа 12. Управление аналоговым ключои рсуществляется выделенным и сфориированным импульсом огибающей о выхода блока 7. С выхода аналогового ключа селектированный сигнал . акустической эмиссии подводятся к функциональному преобразователю 13, который преобразует аналоговое эка чеиие входного сигнала в цифровое. !%

Применение функционального преобра

:эоватвлв )3 в данном блоке снижает аипаратурныв затраты. Это связано с тем| что он имеет двa цикла преобразования. Результат первого .цикла Щ преобразовании иропорЦионалек амили» тудкому значению входного сигнала, к он пбстуиает в блок 15 усреднения значений максимальной амплитуды импульсов акустической эмиссии, а ре- э$ зулътат второго цикла преобразования пропорционален квадрату амплитудного значения входного сигнала и этот результат поступает в блок 14 усредне ния значений энергии импульсов акустической эмиссии. После усреднения в блоках 14 и 15 информация о средних значениях энергии н максимальной амплитуды импульсов акустической эмиссии подается на блок б обработки сигналов, где пфЬизводится совмещение измеренных параметров сигнала акустической эмиссии во времени, делается привязка к циклам или параметрам нагружения, к интервалам измерения, обработанные параметры выводятся 40 на регистрацию в блок 16.

Измеренные н усредненные параметры позволяют вычислить среднее приращеwe длины трещины за одно событие иэ соотнощения 4$ =р (— );-,— „ (аа), S0 средняя длительность выделенной огибающей импульса; средняя энергия импульса пороговая энергии регистрации импульса1 логарифмический декремент затухания импульса; толщина обраэца. модуль упругости материала образца асимметрия цикла нагружения 1 м /". среднее приращение длины трещины эа одно событие.

Таким образом, предлагаемый способ к устройство позволяют повысить точность и достоверность контроля ма1. Способ контроля качества материалов методом акустической эмиссии, заключающийся в тои, что нагружают матеркал, принимают сигналы акустической эмиссии к анализируют принятые сигналы, по которым судят о качестве материала, отличающийся теи, что, с целью иовыкения точности и достоверности контроля, выделяют огибающую сигнала акустической эмиссии, измеряют число выделенных огибающих, интенсивность сигналов; энергию и максимальную амплитуду сигналов,длительность огибающих,усредняют три последних. параметра по числу выделенныХ огибающих и интенсивности . сигналов|к ио соотнсиаению этих усрвд" ненных параметров судят о качестве материала.

2. Устройство для осуществленйя способа ио п.l, содержащее последовательно соединенные эаектроакустическнй преобразователь, усилитель, формирователь ямпулъсов, схему совпадения и блок обработки сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком выиелення огибающей импульсов, блоком счета огибающих, блоком измерения интенсивности сигналов, блоком измерения среднего значения длительности огибающих, блоком измерения среднего значения энергии и максимальной амплитуды импульсов, выходы которых соединены с блоком обработки, выход формирователя импульсов соединен со входом блока выделения огибающих, выходы котороГо подключены к другому входу схемы совпадения, к входаи блока счета огибающих„ блока Изиеренкя среднего эначвяия длительности огибающих и ко. второму входу блока измерения среднего значения знврлЬ и максимальной амплитуды, первый вход которого подключен к выходу усилителя, вход блока интенсивности нипулъсов подключен к схеме совпадения.

В55486

Состааитель В.Урусов редактор К.Волощук Техред С. Мигунова Корректор В. Вутяга

Эакаэ 6895/бО Тираа 907 Подписное

ВЫКИПИ Государственного комитета СССР по делан иэоЬретеннй н открытий

113035, москва, й-35, Рау1аская наб., д.4/5

Ю Ю ВЮЮ Ю ВЮМ

Филиал ППП Патент . r.Óêrîðîä, ул.Проектная, 4