Многоканальное устройство для определения координат развивающейся трещины

СОЮЗ СОВЕТСНИХОйвЛаИКСНижРЕСПУБЛИН заа С О 1 й 29 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЬТЕЛЬС РВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ 2. Авторское свидетельс)Ъо В 847189, кл. С 01 И 29/04, 1 (прототип).(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ТРЕЩИНЫ, содержащее каналы, каждыйиз которых включает последовательносоединенные преобразователь, усилитель и формирователь, а также генератор тактовых импульсов, счетчик, регистры по числу каналов, последовательно соединенные электронно-вычислительный блок и регистратор, о т л и"ч а ю щ е .е с я тем, что, с целъюповыщення точности определения координат, оно снабжено блоками измеренияпараметров сигналов н блоками первичной обработки, каждый канал содержитблок измерения параметров сигналов,включенный между выходом усилителяи вторым входом регистра, подключенного первым входом к выходу 4 ормиро=вателя, каналы объединены в группы,.каждая из которых содержит по меньщеймере три канала н включает блок первичной обработки, соединенный входомс первой общей виной, объединяющейвыходы всех регистров этой группыканалов, вход электронно-вычислительного блока соединен с второй общейвиной, объединяющей выходы всех блоков первичной обработки, выход генератора тактовых импульсов подключен Як входу счетчика, а выход последнего соединен с третьими входами регистров каждого канала.Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при механических испытанияхразличных конструкций,Известно многоканальное устройство 5для определения координат развивающейся трещины, содержащее и каналов,включающих измерительный преобразователь, усилитель с пороговым устройством, логические схемы ИЛИ и НЕ итриггеры, а также измерители интервалов времени, шифратор, коммутатор,схему задержки, схему объединения,счетчик, согласующий блок, электронно-вычислительный блок и регистратор",1,Недостаток данного устройства состоит в низкой точности определениякоординат трещины, так как в расчетекоординат учитываются сигнапы толькотрех 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 иа-вычислительный блок и регистратор, счетчик, шифратор, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и схему И, регистры сдвига по числу каналов, первый вход каждого из которых подключен к выходу35 шифратора, первую схему ИЛИ, входы1 которой подключены к выходам регистров сдвига, а выход соединен с первыми входами двух триггеров, вторую40 схему ИЛИ, первый вход которой соединен с вторым выходом электронно- вычислительного блока, второй вход . с первым выходом счетчика, а выход - с вторыми входами регистров сдвигаф 5 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 второго50 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 и выходом схемы И, а выходы - с первым входом электроннновыччслительного блока, второй входэлектронно-вычислительного блока соединен с выходом второго триггераи вторым входом схемы И, а третийвход - с вторыми выходами счетчика 123,Однако известное устройство необладает требуемой точностью определения координат развивающейся трещины,что связано с ограниченной производительностью электронно-вычислительного блока, а также схемы измеренияразности времен прихода, имеющей период запирания входных цепек при считывании информации о предыдущем актеакустической эмиссии, Кроме того,структура устройства ограничиваетвозможности варьирования числа каналов в зависимости от геометрическихразмеров контролируемого объекта итребуемой точности определения координат так как увеличение числа каналов увеличивает разрядность двоичного кода номера преобразователя, аследовательно, и количество требуемыхрегистров сдвига.4 ель изобретения - павь.шение точности определения координат.Наставленная цель цостигается тем, что многоканальное устройство цля 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, последовательносоединенные электронно-вычислительныйблок и регистратор, снабжено блокамиизмерения параметров сигналов и 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 иэ которых содержит чо меньшей мере три канала и включает блок первичной обработки, соединенный входом с общей а:иной, объединяющей выходы всех регистров этой группы каналов, вход электронно- вычислительного блока соединен с второй общей шиной,объединяющей выходывсех блоков первичной обработки, выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу ссетчика, а выходпоследнего соединен с третьими входами регистров каждого канала.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Многоканальное устройство для оп 5 ределения координат развивающейся трещины содержит объединенные по группам и каналов, состоящих из последовательно соединенных преобразователя 1, усилителя 2 и формирователя 3,10 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 14, Выходы регистров 4 каждой группы, например 11, объединены общей шиной 15 и подключены 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 пьезоэлект рическими, Формирователи 3 выполняют дискриминацию и нормализацию сигнала по длительности и амплитудеФормирователи 3 могут быть выполнены с использованием микросхем 521 40 СА 1. Статические параллельные регистры 4 со стробированием по входу могут быть собраны на микросхемах К 155 ИР 1, а двоичный счетчик 10 - на микросхемах К 155 ИЕ 7, В качестве измеря 45 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 К 580.Функции электронно-вычислительно го блока 7 и регистратора 8 может выполнять любая универсальная ЭВМ с достаточным быстродействием и объемом памяти, укомплектованная набором периферийных устройств, например ЗВМ СМ.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 импульсовИз 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 акустическойэмиссии и расчет координат источникаданного 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 электронно- вычислительном блоке 7, например, для оценки размеров и скорости развития 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 количестваСоставитель П, Шкатовтилло Техред А.вабинец Корректор Ю. Макаренко едактор Л. аказ 3818/33 Тираж 823 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб д, 4/5илиал ППП "П ент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 . 10965 йаблвдений. Кроме того, погрешность. Вопределения значений интегральных ,параметров, необходимых для оценки опасности развивающихся дефектов,. также зависит от числа принятых (обработанных) сигналов эмиссии, Предлагаемое устройство позволяет за счет практически безынерционной схеюю измерения и ввода текущего времени и развитой иерархической структуры обрабатывать большую часть акустических сигналов даже при зиачитель" ве количестве источников эмиссиис,высокой (порядка сотен импульсов а 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 известньви устройствами точностье определения координат трещин н сте,пени их опасности. 68 67 рооме 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 сигвалов 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.