Селектор импульсов для аппаратуры акустических исследований

Союз Советских Соцнаннстическнв Республнк(22) Заявлено 2 б,12,78 (21) 2708314/18-21с присоединением заявки Нов(51)м. к . Н 03 К 5/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к устройствам нераэрушающего контроля качестваматериалов и может быть применено длявыделения сигналов акустической эмиссии от трещин при хрупком разрушении 5в листовых материалах и оболочкахконструкций, находящихся под напряжением,Известен дискриминатор импульсовпо длительности, содержащий два тран Озистора охваченные обратной связью,конденсаторы и резисторы 1).Основным недостатком дискриминатора является недостаточная точность селектирования импульсов, 15Наиболее близок к изобретениювременной селектор импульсов, содержащий пиковый детектор, формирователиимпульсов, линейный пропускатель 21.Временной селектор импульсов обеспе Очивает в совокупности пропускание первого импульса из пачки радиоимпульсов,представляющих сигнал акустическойэмиссии и селектирует все остальныеимпульсы, в том числе и отраженные, 25если они примыкают к основному сигналу. По окончании радиоимпульса селектор вновь готов к приему и выделениюпервого импульса (полуволны). Такимобразом, селектор обеспечивает ныделение первого поступившего импульса, т. е, палуволнь из продольных волн, пришедших первыми иэ-эа большой скорости распространения.Недостатком известного временного селектора импульсов является то, что выделенная полуволна несет недостаточную информацию о трещине, отсутствует информация об искажениях при распространении волн в твердом теле и ориентации приемного датчика относительно направления распространения трещины. Из,экспериментальных данных установлено, что если датчик установлен в зоне днагра,щы направленности излучения от краев трещины, то форма сигнала акустической эмиссии значительно отличается от формы сигналов, которые получены для одной и той же трещины при ориентации датчика на выход трещины. Полученная информация об ориентации трещины позволяет более точно построить зависимость между сиг налом акустической эмиссии и размером трещины.Выделение огибающей радиоимпульса или измерение его пикового значения амплитуды, в котором заложена только часть информации о размере трещины, приводит к снижению достоверности неразрушающего контроля методом акустической эмиссии. Для увеличения информативности контроля следует выделятьсигналы акустической эмиссии одноготипа волн, а остальные типы волн иотражениые сигналы необходимо подавлять. Для выделения сигналов акустической эмиссии, несущих дополнительНую информацию, например об ориентации раскрытия трещины относительноприемного датчика, необходимо обеспечить выделение нескольких волн одноготипа при условии, что амплитуда последующей полуволны не должна превышатьамплитуду предыдущей полуволны. Этоприводит к определению ориентациитрещины, а в конечном итоге к достоверности неразрушающего контроля.Цель изобретения - повышение точности селектирования.Поставленная цель достигается тем,что в селектор импульсов для аппаратуры акустических исследований, содержащий первый Формирователь импульсов,вход которого соединен с входной шиной и входом элемента задержки, выходкоторого подключен к первому входуаналогового ключа, пикоэый детекторсо сбросом, второй Формирователь импульсов, логический элемент И, одинвход которого соединен с первым выходом первого формирователя импульсов,введены делитель частоты на два, ограничитель, пороговый элемент и триггервыход которого соединен с вторым входом аналогового ключа и вторым входомлогического элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера,второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов,причем информационный вход пиковогодетектора со сбросом через ограничитель соединен с входной шиной, сбросовый вход через делитель частоты надва - с вторым выходом первого Формирователя импульсов, а выход - с первым входом порогового элемента, второйвход которого подключен к входной шине, а выход - к входу второго Формирователя импульсов.Иа Фиг. 1 представлена блок-схемаселектора; на Фиг. 2 - импульсные осциллограммы для отдельных блоков селектора,Селектор импульсов содержит формирователь 1 импульсов, делитель 2 частоты на два, пиковый детектор 3 сосбросом ограничитель 4, пороговыйэлемент 5, Формирователь б импульсов,логический элемент И 7, триггер 8,аналоговый ключ 9, элемент задержки10, блок 11 дальнейшей обработки инФормации.Селектор импульсов работает следующим образом.На вход формирователя 1 импульсов,по передним фронтам полуволны поступает аналоговый сигнал акустическойэмиссии, имеющий например, форму указанную на фиг. 2, Этот же сигнал через ограничитель 4 поступает на первый вход пикового детектора 3 со сбросом, на второй вход порогового элемента 5 и на вход элемента задержки 10на время коммутации сигнала в данномселекторе импульсов. С формирователя1 импульсов через делитель 2 на дваположительные импульсы поступают навторой вход пикового детектора 3 сосбросом, который обеспечивает заряди последующий разряд емкости памяти,заряженной по первому входу от сигнала,предварительно ограниченного по нижнему уровню ,(фиг. 2 ).С выхода пикового детектора 3 уровень напряжений, соответствующий амплитудному значению сигнала первойили второй полуволн, имеющих равныеамплитудные значения, поступают напервый вход порогового элемента 5, 2 О на второй вход которого подается аналоговый сигнал акустической эмиссии.В случае превышения амплитуды сигналавторой, третьей и т. д. полунолныпорогового значения, заданного уров нем напряжений от первой или второйполуволны на выходе порогового элемента 5 выделяется импульс (фиг. 2), попереднему фронту которого происходитформирование короткого импульса в Формирователе б импульсов. С выхода формирователя б импульсов импульс поступает на второй вход триггера 8.Одновременно с формирователя 1 импульсов сигналы поступают нфа первыйвход логического элемента И 7, навторой вход которой подается потенциал разрешения или запрета с выходатриггера 8. В результате из серии коротких импульсов, поступающих на входлогического элемента И, выделяется 40 один импульс переднего фронта первойполуволны (фиг, 2), и триггер 8 своимпотенциалом через логический элементИ самоблокируется и выдает потенциалразрешения на первый вход аналогового ключа 9 (Фиг. 2), Сигнал разрешения будет присутствовать на первомвходе аналогового ключа 9 до тех пор,пока с выхода формирователя б импульсов не поступит короткий импульс,сформированный по переднему Фронту изсигнала превысившего по амплитуде установленное пороговое значение, поступившего на вход формирователя бимпульсов. Поступивший на второй входкороткий импульс снимает триггер 8 ссамоблокировки, который своим потенциалом подготавливает логический элемент И 7 к приему следующего сигналаи обеспечивает запрет аиалоговогоключа 9.щ За время присутствия потенциаларазрешения на первом входе аналогового ключа 9 через аналоговый ключ проходит аналоговый сигнал, поступившийна второй вход через элемент задержки б 5 10, величина задержки которого выбирааж 995 Подписное Зака ВНИ Филиал ППГ Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная,ется на время, необходимое для коммутации триггера и срабатывания аналогового ключа 9. Выделенный сигнал свыхода аналогового ключа 9 поступаетна схему 11 дальнейшей обработки инФормации. Таким образом, селектор импульсов выделяет полуволну или несколько волн, если их амплитуды не превышают первую полуволну т. е. сигналы,несущие информацию о свойствах материала, если сигнал спадает по экспоненте, и об ориентации трещины. Селектор импульсов, например, для 15 аппаратуры акустических исследований, содержащий первый Формирователь им,пульсов, вход которого соединен со входной шиной и входом элемента задержки, выход которого подключен Ко 20 входу аналогового ключа, пиковый детектор со сбросом, второй Формирователь импульсов, логический элемент И, один вход которого соединен с первым выходом первого Формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности селектирования, в него введены делительчастоты на два, ограничитель, пороговый элемент и тригг=р, выход которогосоединен со вторым входом аналоговогоключа и вторым входом логического элемента И, выход которого соединен спервым входом триггера, второй входкоторого соединен с выходом второгоформирователя импульсов, причем инФормационный вход пикового детектора сосбросом через ограничитель соединенсо входной шиной, сбросовый вход через делитель частоты на два - со вторым выходом первого формирователя им.пульсов, а выход - с первым входом порогового элемента, второй вход которого подключен ко входной шине, а выход - ко входу второго формирователяимпульсовИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 380182,кл. 307-231, 02,04.74.2. Авторское свидетельство СССР