Способ акустического контроля материалов и изделий и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 58077 А 1 191 (11(51)5 6 01 й 29 ГОСУДАРСТВЕ 3+ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ33 РИ ГКНТ СССР ВСЕСОЮЗНМ 3133 ТБТИО- ТЕй 3 ЧЕ 6 ЯОПИСАНИЕ ИЗСЗБ РЕТЕ Н ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О Иэобре щим метод польэован композици ных констр нений.(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР М 557318, кл. 6 01 М 29/04, 1977.Авторское свидетельство СССР ЬВ 1562844, кл, 6 01 й 29/04, 1987.(54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля качества композиционных материалов, многослойных конструкций, клеенных ипаянных соединений, Целью изобретения является тение относится к неразрушаюам контроля и может быть исо для контроля качества нных материалов, многослойкций, клееных и паяных соедиЦелью изобретения является повышение достоверности контроля эа счет исключения ошибок, связанных с неопределенностью формы и длительности импульсов ударного возбуждения,повышение достоверности контроля за счет исключения ошибок, связанных с неопределенностью формы и длительности импульсов ударного возбуждения, Цель достигается тем, что в способе контроля дополнительно измеряют и анализируют плотность ударного воздействия, а о дефектности иэделия (или его части) судят по передаточной функции, определяемой как отношение спектральной плотности отклика изделия к спектральной плотности ударного воздействия. Устройство снабжено датчиком силы, вторым усилителем и вторым блоком дискретизации и хранения, первым и вторым коммутаторами, первым и вторым регистрами памяти и блоком отношений, которые обеспечивают возможность определения передаточной функции, котора используется в качестве информативного па раметра контроля, не зависящего от формы длительности ударного возбуждения. 2 с.п ф-лы, 1 ил. На чертеже изображена блок-схема устройства для акустического контроля материалов и изделий.- чУстройство для акустического контроля материалов и изделий содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов а и вибратор 2, последовательно соединенные приемник 3 акустических колебаний, усилитель 4 и блок 5 дискретизации и хранения, ждущий мультивибратор 6, генератор 7 тактовых импульсов, блок 8 ортогонального преобразования, регистратор 9 и синхронизатор 10, последовательно соединенныедатчик 11 силы, закрепленный на еибраторе 2 (на ударнике еибратора), второй усилитель 12 и второй блок 13 дискретизации и хранения, второй ждущий мультиеибратор 14, первый и второй коммутаторы 15 и 16, первый и второй регистры 17 и 18 памяти и блок 19 отношений, первый и второй входы первого коммутатора 15 подключены соответственно к выходам первого и второго блоков 5 и 13 дискретизации и хранения, а выход соединен с входом блока 8 ортогонального преобразования, выход которого подключен к входу второго коммутатора 16, первый и второй выходы последнего соединены соответственно с входами первого и второго регистров 17 и 18 памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 19 о 1 ношений, выход которого соединен с информационным входом регистратора 9, тактовые входы первого и второго блоков 5 и 13 дискретизации и хранения соединены с выходом генератора 7 тактовых импульсов, управляющий вход генератора 1 импульсов и упирающие входы блока 8 ортогонального преобразования, регистратора 9, первого и второго коммутаторов 15 и 16, первого и второго регистров 17, 18 памяти и блока 19 отношений подключены соответственно к первому и второму выходам синхронизатора 10, выход генератора 1 импульсов подключен к входам первого и второго ждущих мультивибраторов 6 и 14, а выходы последних подключены к управляющим входам соответственно первого и второго блоков 5 и 13 дискретизации и хранения.Цифрой 20 обозначено контролируемое изделие.Блоки дискретизации и хранения и ортогональной обработки могут быть включены по схемам, аналогичным приведенным в прототипе, в качестве коммутаторов могут быть использованы микросхемы серий 590 КН, регистры памяти и блок отношений, включеные е схему, выполнены на микросхемах 155 серии,Устройство для акустического контроляматериалов и иэделий работает следующим образом.По сигналу с синхронизатора 10 генератор 1 импульсов подает импульс на вибратор 2, который своим бойком ударяет по контролируемому иэделию 20. Во время взаимодействия бойка с контролируемым изделием образуется импульс силы Ц 1), который воспринимается датчиком 11 силы, преобразуется в электрический сигнал, усиливается в усилителе 12, дискретизируется и запоминается в блоке 13 дискретизации и хранения. Под действием импульса силы в10 15 20 25 тное от деления спектральной плотности 52(в) отклика объекта на спектральную плот ность импульса силы 51(а), которое соответ 35 40 45 50 55 контролируемом изделии 20 (или его участке) возбуждают собственные колебания х(т), которые преобразуются приемником 3 акустических колебаний е электрический сигнал, который усиливается е усили 1 еле 4, дискретиэируется и запоминается е блоке 5 дискретизации и хранения,По сигналу синхронизатора 1 О коммутатор 15 подключает выход блока 13 дискретизации и хранения к входу блока 8 ортогонального преобразования, а коммутатор 16 подключает выход блока 8 Ортоонального преобразования к входу регистра 17 памяти, Блок 8 ортогонаг ьного преобразования осуществляет преобразование Фурье импульса силы Г(1), значения состав. ляющих спектральной плотности 51(нч) которого запоминаются в регистре 17 памяти, Далее коммутаторы 15 и 16 соединяют блок 5 дискретизации и хранения, блок Я ортогональной обработки и регистр 18 памяти. Блок 8 ортогонального преобразования осуществляет преобразование Фурье отклика объекта х(т), значение составляющих спектральной плотности 52(9/) которого запоминается ео втором регистре 18 памяти.В блоке 19 отношений вычисляется чдсствует значению передаточной функции контролируемого изделия (или его участка), Н(ю)52 ф(1)Значение передаточной функции контролируемого изделия Н(в) подается на регистратор 9, Генератор 7 тактовых импульсов задает частоту дискретизации блоков 5 и 13 дискретизации и хранения, Ждущие мультивибраторы б и 14 необходимы для устранения "мертвой зоны", обусловленной временем падения боика злектромеханического вибрдтора 1 и выбора временного ин. тереала, на котором дискретиэируется сигнал отклика объекта контроля.Использование известных способа и устройства для контроля изделий приводит к низкой достоверности контроля вследствие возможности определения только спектральной плотности свободных колебаний контролируемого изделия, вызванных ударным воздействием, Однако форма и длительность ударного воздействия, д следовательно, его спектральные характеристики зависятот параметров контролируемого изделия имогут иметь существенные отличия на различных участках иэделия, что вносит изменение 1 е спектральные хдрдк 1 б 58077теристики свободных когРбаний изделия. Это затрудняет выбор гаоаь 1 грс:я контроля и классификас 1 ОН н 4 Х Г О 13сВ ДРфГ,; ГГа, приводиг к существеным погреши с,м в определении раэмРро и Глубины залеГнидефектов. 1 рооти 1 не цоэволлет с пр,.лить, вызвано ли из 1 енРние сцектраль ь ХарахтЕрИС 1 ИК СОбСтВЕННЫк КОЛРба Ий дсфРктом в иэделии или дэум слу 1 нь ми изменениями в ударном прсчессе, напр." мер, паденем нацряже ил злек рпмагнитал"- рГпора или гюпадснием и сторгм пецеств мвсду бойком и кон ролируемым 1 атери- лом,Способ акустического контюля материало; и изделий и устройстве его реализации согласно изобретению поззеляют определить,е только спектральнье харакеристики свободных кслебаний изделия, но и спектральную плотность импульса ударного воздействия, а также на основе измеренных спектральных плотностей, передаточную хэрактеристику изделия (либо его участка), что повышает, по сравненио с грототипом, достоверность контроля, уменьшает гревность определения размерзв дефектов и глубины их залегания.Формула изобретения 1. Способ акусгическо о контроля мате риалов и изделий, заключающийся в том, что на контролируемый обьект воздейст уют ударом, регистрирукт механические колебания объекта и определяют параметры спектра колебаний. цо которым судят о качестве обьекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверное ги контроля, дополнительно измор,ют спсэктральную плотность ударного воздейс 1 вия на контролируемый объект, огределя,от:пектральную плотность колебаний обьекта, а о качестве объекта судят по отс 1 Рнию спектральной плотности колебани 1 объекта к спектральной плотности ударного возд"и ствия.2, Устройсгводля акустическо с контроля материалов и изделий. содер,кащее последовательно соединен ыс генератор импульсов и вибратор, посл-д ;атепыо со 1 0 15 пб 25 30 35 40 45 единенные приемник акустических колеба ний, усилитель и блок дискретизации и хранения, ждущий мультивибратор, Генератор тактовых импульсов, блок орогонального преобразования. регис 1 ратор 1 синхрониэаор, выход Генератора им 1 ульсов подклю чен к входу ждущео мультивибратора, а выход последнего - к управляющему входу блока дискретизациь и храения, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу блока дискретизации и хранения, а первый и второй выходы синхронизатора подключены соответственно к управляющему входу генератора импульсов и к управляющим входам блока ортоонального преобразования и регис ратора, о т л .- ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышен 1 я достоверности, оно снабжено последовательно соединеными датчиком силы, закрепленным на вибраторе, вторым усилителем и вторым блоком дискретизации и хранения, вторым ждущим мультивибратором, первым и г 1 орм коммутаторами. первым и вторым регистрами памяти и блоком отношений. первый и второй входы пер вого коммутатора подключены соотве 1 ственно к выходам первого и второго блоков дискретизации и хранения, а выход соединен с входом блока ортогонального греобраэования выход которого подключен к входу вороо коммугэгора, первый и второй выходы последнего соединены соответственно с входами персого и ворого регистров памяти, вьходы копорых подключены к соответствующим входам блока отношении. выход когорого соединен с информационным входом ре истратора, управляющие входы псрвого и второго коммутаторов, первоо и второго регистров памяти и блока отношений подключены к второму выходу синхронизатора. тактовый вход второго блока дискретизации и хранения соединен с выходом генератора тактовых импульсов. выход генератора им пульсов подключен к входу второго ждущего мультивибратора, а выход последнего . к управляющему вход второго блока дискрегиэации и хранения,1658077Составитель Г. МаксимочкинРедактор А. Шандор Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле Заказ 1711 Тираж 400 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101