Устройство для воспроизведения акустических сигналов

(51)5 В 06 В 1/20 фжецЬ ыРЕТВУ 2 И;Горбуно 93. ия, 1988, %5, с.91 -О ДЛЯ ВОСПРОИ КИХ СИГНАЛОВ относится к нераз ачества изделий и но для калибровки вателей и измерит(5 Н (5 рушаюможет и атте- ельных ГОСУДАРСТВЕЕИЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ 1 ЛПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(66) Дефектоскоп4) УСТРОЙСТВИй АКУСТИЧЕС7) Изобретениещему контролю кбыть использовдстации преобразо водственное обьединение Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий и может быть использовано для калибровки и аттестации преобразователей и измерительных трактов при исследовании сигналов акустической эмиссии,Известно устройство для воспооизведения сигналое акустической эмиссии, содержащее излучающий акустическую эмиссию резервуар под давлением, выполненный в виде сильфона с фланцами на торцах, на о;,нем из которых установлен держатель акустико-эмиссионного преобразователя юстир"емой аппаратуры, а на другом, закрепленные последовательно гидравлически соединенные с полостью сильфона капилляр регулировки расхода, жиклер и кран для подключения газоразрядного устройства,К недостаткам этого устройства относится получение сигналов акустической 9 .д1 УОъ 1 Р Д Д трактов при исследовании сигналов акустической эмиссии, Целью изобретения является расширение диапазона работы устройства. В качестве источника рабочих тел используется пневмогазовый пистолет, который снабжен рабочим и дополнительным цилиндром с регулируемым и фиксируемым обьемом, струйным насосом с всасывающим в виде полой иглы и нагнетающим патрубками и камерой смещения регулируемого обьема, зарядным устройством с сетчатым стаканом с размещенным в нем всасывающим патрубксм. При этом в нагнетающем патрубке выполнено отверстие, снабженное заглушкой. 1 з.п.ф-лы, 3 ил,эмиссии в лабораторных условиях (на искусственно созданном обьекте), парамегры которых не могут быть идентичными сигналам, подаваемым реально существующими обьектами измерений, что снижает достоверность последующих измерений посредством аттестуемой аппаратуры,Известно также устройство для калиброзки дкустико-эмиссионной аппаратуры, принятое в качестое прототипа, с помощью потока акустических сигналов. яоз, к". ющих при взаимодействии струи песка с обьектом.К недостаткам известного устоойства относится узкая специализация и применение его лишь о лабораторных услооиях, так кдк эксперил.ентальндя провер;а показала, что эффективная ширина спектра по урсвню 0,7 акустических шумов, полученных с помощьо известного устройства, не преоышает 1 М ц. Мощность шумов неоелиха иПРЗК) ИЧЕСО 1 11 Е 1 11 ОЗМГ)КИОСТИ ,Е Ос" 1 ЛИРО"вать, Указаинье иедрстэтк 11 егр:.:1;1 ч)геютпримоеение данного чстпо.;стев 1;а резль -ГИЫХ ОО 1 ЕКТДХ, ТЭХ 1:Зк Се 11:ФВтСя кггостаизмеолтельиой1 ф)р 11 ции, э в с 7 О 1 ияхпроизподственны)с е 1 Г 1 р 1 ов измерения неВОЗмо)КИ Ь 1,Для исследован)ля частотных свойствакустических сигналов необходимо.оцепитьЧастоти Ые параме Г)ь 1 1 лз 71 еИ гельОГО Тракта, вк 710 чз 101 цеГО Обьехт изде 1 в, Образеци т.п,) и приемный акустозлектр 11 еск 11 йпреобр 1 зовзте 71 ь. 31 сперивитальныеОцеик 1 д 1 ктуОт на 7 ил 18 точеч)10 ГО лсточкикз зкустлчесО%х ш 11 рокополосие)х сигеа"лов с из вести ыь ст)ектрои, ,70)к 1 Остьреализации атой предгОсыпки заключаетсяв том, что для полу ения акустическо; О сигнала с равно "ц)ер 1 ь 1 сп.кт)е в дглэпззо 1 е.частот до 2 МГц необходимо обеспечитьВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ УДВПОВ ТВЕ 1)ДЬМИ ЧЭСте 1 ЦЗли с размером зе)на 14 еиее 0,1 мм искоростью соударенил с объекталл 1 е 7 енее 20 м/с, что сложно получить при натурных из 1 лереииях нз сбъекте,Цел 1 о изсбретеиил являетсл расширение диапазона работы устройства.Постав)еепал цыь достигается тем, чтов ка гестве источника рабочих тел используется пнеьмогаэовь 1 й пист)пег, причем пистопот снаб)кон рабочим 11 дополнительнымцилиндром с регулир; емцм и фукслрелымг, -2-". " 1,"собъемом, стру 1 лны 71 насосом со гсзсывэоЕЦИМ В ВИДЕ ПОЛОЙ ИГЛЫ И НЩГИЕТЗЮНИЬ 1 ГЭтрубха 1 Л 11КЭМарсй СЫ 1;1 ЕНЛ рЕП 77 Е 1 р ЕМО Ообье 1)а, ззоядиым устройст 1)ОМ с сегчэтцмст 81.Вюи с рззмЩениь 7 О нем сзгивзОщим патг;уоко 74, В нзг.".т 1)Оцем пзтру)".:е Выполнено отверст 1 ле, снабженное зеГлуикой.1 3 иг, 1 1 лзоба%Оно ирев, 1 згэемое "стро ст 1)о, ри 1)гз; па ф 1:г, 2 - схема, полсия 1 ОВаа 11 СУТЬ ОЭСОГЫ УС-ООИСТВЗ Иа С 1 ЛГ, 3 -разрез А-А из фиг, 1,В сОстэз устройст 1 э входит пистолет 1,СОДЕР)КЗВ(Ий СТПОЛ 2 С КЗНЗЛОМ 3, СОПР)ГаЕмыи с кэврой 4 смее 1 виия стрчй 1 ОГО иасоса, всасываю Ц м пз"1"д:;О 5 в виде и: лы1гОнееце Ьчой В сетчагит стакан б, ззгру)кениыи кзВ 1 розанеЬ 1 М Г:.Гс 1,;Ом 7 и стзвлеиНЫМ В 7 руб 4 аТЬ 71 Л Ыд 1 ус 8 С Загп) ИКОИ 9.СтруиИл насос снэбхЕен нагетз н 1 м пат.рубке 10, Б которо 4 ".;:Меется отве)ст 1 ле 11,ЗЗКЧЫТОЕ "-.ЗГЛУ 1 К)и 1 а КЗМ)Ы 4 "МСН 1 аиия струйОГО изсвса снз 1:1;еиэ Бинтом 1вви)н 111 м в ствол 2, и коитргайко 14,РаСс" ий 11 лл 1 др 15,гОполнительно си,"букен ц"ли лов)1 16, Голсое".:.71 еным к раООЧЕ;у Е,лп)лдп;-у ;.) ГО;Овд:Тром 1,)Т)., а7, со:";.ж;".; у 7 ез):,м 30, поршень 19,сопр)1 же 11 нй с винто.ыи штоком 20, фиксируемым Относительнои 7 индра 3 6 контргайкой 23,Кроме оборудованного пистолета 1, всостав устройствэ вод пьезопреобрэзо 5 ва.1 е 7)ь 22 с предусилителем 23 и анализатором 24 спектра, взаиьюдейству 1 ощим 1 л сМИШЕ 1 ЬО 8,Устройство работает стедующим обрааоаЛ10 Для подготовки пистолетак работе взависимости от требуемой формы регистрируемых зкустицесщх"с)лгйалов или заполняот песком 7 стакан 6, 1 лл 4, открыв заГлун)ку72, помеецаОт одиночиуО песчинку еегОс 15 )ЗЦствеино В гЭтрубок 10, заполняют рзбочу 10 камеру цилиедрэ 16 сжатым Газом ипроизводят выстрел песчинкой по миьнени.При воспроизведении квазлстационарно;о случайного процесса, вызванного груп 20 гой песчинок в мишени В, сжатый гэз по. Нагиатаюецему патрубку 10 проходит черезкамеру 4 смешения струйного насосаувеличивает скорость из-за падения вней давления газа, увлекает через иглу вса 25 сываю 1 дего ггатрубка 5 пес линки 7, которыенаходятся в сетчатом стакане б трубчатогокорпуса 8, закрытого заглушЕой 9. Песчинки7 разгоняются Газом по 1 еанэлу 3 стволэ 2 ивыносятсл наружу, ударяясь о поверхностьЗО мишени, в которой возникают механические импульсы вольового проесса, передаваемые преоб рэзовател 1 о.Длл производства стрельбы одиночнойпесчии ой сетчатый стакан 6 с песком 7 из35 корпуса 8 вынимают, закрывают корпус 8ззГлушкой 9, Открывзот отзерст 1 ле 11, закоь 1 тое заглушкой 2, поме 1 цают одиночнуюПЕСЧИНКУ В ИаГИЕТЭ 1 О 1 ЦИЛ ПЭТРУбок 10, Забывают заглушку 12 и производят выстрел.О Для изменения скорости соудзренилпесчинок с мишенью 8 пистолет снзб)кеивинтом 13, посредством которого можно менять величину сечения кзмерь 4 смешенияструйного насоса, что необходимо длл зкс 5 перлмее 1 тальиого подбора скорости песчинки. Дгя зтого винт вкручивают, снимают1 агнетаОцил патрубок 10 и фиксируют егоконтргайкой 14. При необходимости увелич)ть площадь сечения кзмерь 7 смещеуил50 струйного насоса увеличение его камерыГ оизводятз оном со сферч ской форМОЙ ТОГЦЗ И Д 11 ЭМЕТРО)Л СТЕР)КНЛ, ПОЗВОЛЛЮе 1 им п)омполу с зазором входить в канал 3ствола 2,55 Вели Нну эзрлда сжатого газа, от котороГО зависит количество песчиеОк 7 в Г) ипе, соударяющейся с м 11 веиью, регулируют,з лзнанием Об),емэ Я рпгОлнтельного цилиндра 16 следуОщ 11 М образом. Длл у велиЧаиЛЛ ОдЬЕЕЛЗ СТПУСКЗЮТ КОИТРГЧ)КУ )11703199выдвигают (выеинчивают) шток 20 и при об- мишенью), В метрологических целях могутразовании требуемого объема Б завинчива- использоваться и другие характеристикиют контргайку 21, При этом поршень 19 с длительность, амплитуда, форма и эффекманжетой 18 фиксируют в определенном тивная ширина спектра) акустического сигположении, соответствующем требуемому 5 нала.По сравнению со спортивным пневмоПри стрельбе группой песчинок можно газовым пистолетом МЦ 50-1 возбудительиспользовать как автономный баллончик с сигнала обладаег способностьо ностью придаватьуглекислотой (на фиг, не показан), так и газ различные скорости рабочему телу - п с- песиз баллона большого объема, присоединен чинке, а также стрелять одиночными песного посредством рукава высокого давле- чинками и группой песчинок, количество.ния к газовой системе пистолета, В таком которых с некоторыми допущениями можнорежиме на некоторый промежуток времени регулировать.устанавливается стационарный скоростной Положительный эффект обеспечиваетсярежим истечения газа через камеру смеше широким диапазоном регулирования скорония струйного насоса и поток песчинок, ус- стей истечения сжатого газа следовательтремляющихся к мишени, обеспечит но, и скоростей соударения песчинок сэможность проводить .. явление квазистационарного случайного объектом, что дает воэможность ппроцес а, . измерения амплитудно-частотных и вреп оцесса,Для калибровки преобразователей и из менных характеристик при калибровке и атиерительных трактов собирают устройство тестации приемных преобразователей исогласно схеме, приведенной на фиг. 2: пье- акустических трактов как в лабораторныхзопреобразователь 22 спредусилителем 23, условиях, так и на натурных объектах, чтосоединенные соответствующими коммута- дает вОзможность сопоставления результационными устройствами с анализатором 25 тов измерений и повышает их достовер - ; спектра 24, в состав которого в общем слу- ность.чае входят широкополосный усилитель, Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и яблок фильтров, блок детекторов, коммута- Устройство для воспроизведения акутор и блок индика ии.д ц,стических сигналов, содержащее последоКалибровку акустико-эмиссионной ап вательно соединенные источник рабочихпаратуры с помощью потока акусти ,еских тел, мишень, приемник колебаний, предусисигналов, возникающих за счет взаимодей- литель и анализатор спектра о т л и ч а ю щствия с мишенью струи песка, выстрелива- е е с я тем. что, с целью расширения диаемого по поверхности мишени, производят пазона работы, источник рабочих тел предследующимобразом. С помощью предлага.- 35 ставляет собой пневмогазовый пистолет,емого устройства в мишени возбуждается выполненный в виде рабочего и дополни- акустической сигнал (спектр этого сигнала тельного цилиндров с регулируемым и фикблизок к равномерному в диапазоне частот сируемым обьемом, размещенного вд ц), который принимают с по- полостирабочего цилиндраструйного насоиощью приемного преобразователя 22 и че са с всасывающим патрубком в виде поезпеид полоир редусил ител ь 23 пе реда ют в иглы, с нагнетающим патрубком и с камеройанализатор спектра 24, Спектральная ха- смешения регулируемого объема, заряднорактеристика принятога сигнала, измерен- го устройства с сетчатым стаканом для разкого анализатором спектра, отображает мещения в нем всасывающего патрубкг, исовместную амплитудно-частотную харак заглушки, размещенной в нагнетающемтеристику преобразователя с обьектом (с патрубке.:,оэ 13 В11 м 11ГосуГ,ар Тира;венного комитета по изо 113035, Москва, Ж 35, Ра Подписноерете 1 илм и открытиям пршсгаи наб., 4/5 КНТ СССР Произв-.дстеяяно-издательский ко;1 бцнат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101