Устройство для контроля хрупких материалов методом акустической эмиссии

(71) Дагестанский ордена Дружбы народов государственный университет иВсесоюзный научно-исследовательский и цроектно-технологический институт электрокерамики(56) Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акус. тическая эмиссия. М.: Изд.-во стандартов, 1976, с.69.Авторское свидетельство СССР В 602855, кл, С 01 К 29/04, 1978(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХРУПКИХ ИАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ(57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля акустикоэмиссионным методом и может быть использовано для диагностики развивающихся дефектов в хрупких материалахпри серийных механических испытаниях. Целью изобретения является повышениедостоверности контроля хрупких материалов за счет использования явления степенного спада активности акустической эмиссии (АЭ) от микрорастрескивания при постоянной нагрузке. После пуска нагружающей машины увеличивается нагрузка на изделие 2. После достижения нагрузки, заданной режимом контроля, нагружающая машина останавливается. Триггер 11 перебрасывается в состояние "1", запуская генератор 9 тока. Через интервал времени, определяемый линией 12 задержки, за. пускается первый одновибратор 8. Им.пульсы АЭ, поступившие в любой интервал временй, записываются в память счетчика б, и индикатор 7 показывает1241123 их число. Активность АЭ от микрорастрескивания при постоянной нагрузкеспадает со временем по степенному законуВ любой интервал .времени длительность импульса первого одновибратора 8 пропорциональна времени, истекшему после запуска; число импульсовАЭ на индикаторе 7 постоянно. ПоявлеФИзобретение относится к неразрушающему контролю акустико-эмиссионнымметодом и может быть использовано,для диагностики развивающихся дефектов в хрупких материалах при серийных механических испытаниях.Целью изобретения является повыше ние достоверности контроля хрупких материалов путем использования явления степенного спада активности акус" 10 тической эмиссии (АЭ) микрорастрескивания при постоянной механической нагрузке.На фиг.1 приведена структурная схема устройства для контроля хруп ких материалов методом АЭ; на фиг.2- эпюры сигналов на различных участках структурной схемы устройства.с Устройство для контроля хрупких20 материалов методом АЭ содержит преобразователь 1, акустически связанный с изделием 2, и регистрирующий блок 3, содержащий формирователь 4, подключенный входом к преобразователю 1, а выходом - к селектору 5, счетчик 6 с памятью, подключенный входом к селектору 5, а,выходом - к индикатору 7, первый одновибратор 8 с управляемой током длительностью импульса, подключенный управляющим входом30 к генератор. 9 тока, а выходом - к селектору 5, второй одновибратор 10, подключенный входом к первому одно- . вибратару 8, а выходом - к управляющему входу счетчика 6 и первому стро. З 5 бирующему входу первого одновибратора 8, триггер 11, подключенный счетным входом к кнопкам "Стоп" и "Сброс" нагружающей машины (не показана), а выходом - к входу генератора 9 то ние сигналов АЭ от развивающегося дефекта нарушает степенной спад активности АЭ. Это приводит к записи всчетчике б дополнительного числа импульсов иотклонению показанийиндикатора 7 от постоянногозначения.Величина отклоненияпропорциональна скоростиразвития опасногодефекта вовремени.2 ил. 1ка и через, линию 12 задержки к второму стробирующему входу первого одновибратора 8. В исходном состоянии триггер 11 находится в состоянии "0" и запрещает работу генератора 9 тока и первого одновибратора 8, который, в свою очередь, поддерживает в закрытом состоянии селектор 5. На вход счетчика 6 не проходят импульсы с формирователя 4.Устройство для контроля хрупких материалов методом АЭ работает следующим образом.После пуска нагружающей машины увеличивается нагрузка Р на изделие 2 (фиг.2) и активность АЭ, связанной, с микрорастрескиванием и шумами самой машины. На фиг.2 Ь показана временная зависимость аналогового эквивалента активности АЭ (И), поступающей от формирователя 4 в точку Ъ схемы (фиг.1) в виде потока импульсов. Эпюры (фиг.2) приведены в логарифмическом масштабе. Поскольку в исходном состоянии селектор 5 закрыт, сигналы АЭ в интервале времени (е- Тр) не регистрируются. После достижения нагрузки, заданной режимом контроля, нагружающая машина останавливается, ,Контакты Х 1 замыкаются, и триггер 11перебрасывается в состояние "1" (фиг.2 с), запуская генератор 9 тока.Через интервал временй, определяемый линией 12 задержки, запускается первый одновибратор 8 (фиг.2 е), Длительность импульса в точке Г (фиг.2 Е) определяется током в точке Й. По заднему фронту импульса Е второй одновибратор 10 вырабатывает короткий импульс я, запрещающий работу первого12411 1 дС ВО одновибратора 8 и производящий перепись и сброс в счетчике 6. Импульсы АЭ, поступившие в интервал (1 - С, ) записываются в память счетчика 6, и индикатор 7 показывает их число. По окончании импульса д первый одновибратор 8 вырабатывает следующйй импульс (й ) и так далее. По исте-. чении любого интервала времени (С- - й ) индикатор показывает число йм пульсов АЭ, пришедших за этот интервал.Активность АЭ от микрорастрескивания Й при постоянной нагрузке спадает со временем по степенному закону: 15,Щс,1 В-дгде В1 и А й 1 константы, Константа В зависит от формы изделия и величи.ны нагрузки, А характеризует материал изделия и для хрупких материалов 20 близка к 1. Если А = 1, то генератор 9 тока устанавливается в линейный режим, такчто в любой момент времени длитель,ность импульса первого одновибратора .8 пропорциональна времени, истекшемупосле запуска;ф п н+1 "и) КЧисло импульсов АЭ, индицируемоеиндикатором 7, постоянно:М - ВК.Показания индикатора 7 в аналоговой форме представлены на фиг.2 Ь. Появление сигналов АЭ от развивающегосядефекта с активностью И нарушает сте дпенной спад И, как показано на фиг.2 Ь,после истечения времени Сд,. Это приводит к записи в счетчике 6 дополнительного числа импульсов И в интерПФ 1 40вале времени 1 о,1Я1 1,а г - Лим4и отклонению показаний индикатора 7 45от постоянного значения, как показано на фиг.2 Ь. Величина отклоненияпропорциональна скорости развитияопасного дефекта и времени.Если постоянная А для данного материала заметно меньше 1, то. генератор 9 тока устанавливается в экспо-ненциальный режим с постоянной времени, равной максимально возможномувремени выдержки изделия под даннойнагрузкой. Длительность импульса пер 23 4вого одновибратора 8 в этом режимеопределяется уравнением:ьи Число импульсов АЭ от микрорастрескивания за любой интервал времени оказывается опять постоянным:. Появление импульсов АЭ от развиващегося дефекта также вызывает отклоение показаний индикатора 7 от постоянного. значения.После окончания контроля нагрузка с иэделия 2 снимается. При этом замыкается кнопка "Сброс" Х 2. Триггер 1 1 перекидывается в состояние "О" (фиг.2 с), генератор 9 тока и первый одновибратор 8 блокируются. Селектор 5 закрывается, и устройство не воспринимает входные импульсы. Все блоки приводятся в исходное состояние. После смены изделия цикл работы устройства повторяется.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность контроля за счет введения новых блоков, осуществляющих селекцию сигналов АЭ от магистральных трещин на фоне АЭ от неопасного микрорастрескивания, и исключения последних на результат оценки качества изделия. формула изобретения Устройство для контроля хрупких материалов методом акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь и формирователь, индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено соединенными последовательно и включенными между Формирователем и индикатором селектором и счетчиком с памятью, соединенными последовательно триггером, генератором тока, первым одновибра. тором и вторым одновибратором, выход которого соединен с вторыми входами первого одновибратора и счетчика с памятью, линией задержки, включенной между вторым выходом триггера и вторым входом одновибратора, выход которого подключен к второму входу селектора, вход триггера предназначен для подключения к элементам управления нагружающей машины.1241123 Составитель К.Хилковдактор К,Волощук Техред Л.Олейник Корректор Е ан Заказ. 34 д. 4/5 предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Производств полиграфическ 8 . Тираж 778ВНИИПИ Государственнпо делам изобретений113035, Москва, ЖПодписноекомитета СССРи открытийаушская наб.,