Способ определения местоположения источников акустических сигналов

. Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С,А.Чаплыгина(72) В,ИХаритонов и В.В.Михалев (53) 620.179,16 (088.8)(56) Грешников В.А, Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. М;: Стандарты, 1976, с. 59,Авторское свидетельство СССР В 1415179, кл. 6 01 й 29114, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения местоположения источников акустических сигналов в конструкциях сложной формы.Известен способ неразрушающего контроля путем локации развивающегося дефекта, заключающийся в приеме акустических сигналов тремя и большим числом приемников и расчете при помощи триангуляционных алгоритмов координаты источников акустических сигналов по времени прихода сигнала на каждый приемник,Однако этот способ применим только для определения местоположения источников акустических сигналов дискретного типа, т.е, тех сигналов, для которых временной интервал между их появлением больше длительности самого сигнала, Помимо этого указанный способ неэффективен, если име(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения местоположения источника акустических сигналов в конструкциях сложной формы, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей эа счет демпфирования акустических волн на поверхности изделия по границам выделенных участков. Поверхность изделия разбивают на участки, на каждом участке устанавливают акустические преобразователи. В тонкостенных изделиях демпфирование по границам участков производят на обеих поверхностях стенки симметрично этой стенки. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. ется несколько одновременно деиствующих . акустических источников.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемомуявляется способоп- . д ределекия координат источников О акустической эмиссии, заключающийся в,ф 3 ь том, что изделие погружают в демпфирую- с ) щую жидкость,принимают сигналы акусти- сО ческой эмиссии на поверхности изделия не менее чем в трех точках, измеряют амплитуды сигнала источника и определяют координаты источника с учетом коэффициента затухания поверхностных волн материалаизделия, погруженного в демпфирующую жидкость,Однако этот способ применим в ограниченных случаях в связи с трудностями технической реализации, связанными, в частности, с погружением в жидкость крупногабаритных обьектов контроля, Кроме то 1716429го, на изделиях сложной формы определение координат источников акустическихсигналов с помощью триангуляционного алгоритма трудно осуществимо.Цель предлагаемого изобретения - расширение функциональных возможностейспособа.Цель достигается тем, что е известномспособе определения местоположения источников акустических сигналов, согласнокоторому поверхность изделия демпфируют, на поверхности устанавливают акустические преобразователи, с помощьюпреобразователей измеряют амплитудыакустического сигнала источника, по которым определяют местоположение источника акустических сигналов, разбиваютповерхность изделия на участки, демпфирование поверхности изделия осуществляютпо границам участков с помощью.звукопог.лощающего материала, на каждый участокустанавливают не менее чем по одному преобразователю, а о местоположении источника акустических сигналов судят поучастку с максимальной амплитудой сигнала;Для повышения эффективности определения местоположения источника акустических сигналов в тонкостенных изделияхдемпфируют обе поверхности стенки изделия симметрично этой стенки,При демпфировании поверхности изделия по границам участков различие амплитуд акустического сигнала на различныхучастках проявляется более рельефно ивсегда можно с учетом особенностей акустических свойств изделия при помощи звукопоглощающего материала разбитьповерхность изделия на участки контролятаким образом, чтобы соотношение амплитуд сигнала, регистрируемых на различныхучастках, однозначно определяло участок,на котором находится акустический источник.Способ позволяет более эффективно ипростыми средствами определять местоположение акустич ского источника; в т.ч. накрупногабаритных объектах, погружениекоторых в жидкость трудно осуществимо.При контроле тонкостенных изделийэффективность предлагаемого способаможно повысить практически в два раза,если нанести звукопоглощающий материална обе стороны стенки объекта симметрично этой стенки, В этом случае способ можетбыть реализован на изделиях с большейтолщиной стенок, а также на изделиях сменьшими габаритами.Способ позволяет определять местоположЕние акустического источника с точностью до размера участка.На фиг,1 изображен пример конкретной реализации способа на одномерном изделии; на фиг,2 - то же, на двухмерном изделии с участками контроля в форме прямоугольников (см, фиг.2 а) и в форме сот (см, фиг.2 б); на фиг,З - то же, на одномерном изделии со звукопоглощающими слоями, нанесенными на обе стороны стенки изделия,На фигурах приняты следующие обозначения: изделие 1; звукопоглощающий материал 2; акустические приемники 3, 4 и. Способ осуществляют следующим образом.Поверхность иэделия 1 (см. фиг.1 - 3) разбивают на участки контроля с помощью звукопоглощающего материала 2. На каждый участок помещают акустические приемники Зп. Акустические колебания, генерируемые акустическим источником и распространяющиеся по изделию 1, регистрируются приемниками 3 на участках Зп, Благодаря звукопоглощающему материалу 2, амплитуда акустического сигнала значительно падает при переходе через звукопоглощающий материал 2. При этом амплитуды 30 АзАп сигнала на участках З,.,п значительно различаются между собой, Измеренные в точках приема Зп значения амплитуд сравнивают между собой. Наряду мер, в случае акустических источников дискретного типа можно измерять значения локальных экстремумов сигнала, например, для акустических источников непрерывного 40 действия.Согласно предлагаемому способу считают, что акустический источник находится на 1-ом участке контроля, если амплитуда А сигнала на этом участке превышает значения амплитуд сигнала на соседних участках,При контроле одного участка устанавливают в непосредственной близости вокруг него несколько акустических приемников,При этом, если хотя бы одним из внешних приемников зарегистрирована наибольшая амплитуда сигнала, то считают, что зарегистрирован сигнал, пришедший извне, являющийся сигналом помехи для данного участка контроля. Если наибольшая амплитуда зарегистрирована во внутренней точке участка, то акустический источник находится внутри данного участка контроля.П р и м е р 1. Одномерный объект 1 контроля(фиг.1), представляющий собой по 35 с измерениями амплитуд сигнала, наприлоску из дюралюминия "Д 16 Т" размерами2000 х 40 х 2 мм, был разбит на семь участковконтроля при помощи эвукопоглощающихнакладок 2.из каучуковой резины размерами 100 х 40 хЗ мм, наклеенных на объект 1. На 5каждый участок были установлены пьезоэлектрические приемники П( = 1,п; и -7), Наодин из участковдополнительно помещался акустический излучатель, С помощью из.лучателя в объект излучался акустический 10импульс. Акустический приемник П, находящийся на участкеизлучателя, фиксиро-.вал амплитуду 7 мВ. Приемники ПиП+1, находящиеся слева и справа от участкаизлучателя, фиксировали значения ампл итуд Ж 4 м В. Прием ники П, П 1+2фиксировали 2 мВ, а приемники П, П+30,75 мВ.Без применения звукопоглощающегоматериала на всех участках фиксировались 20практически неразличимые амплитуды сигнала, равныеъ 7 мВ,П р и м е р ц 2, 3. Двухмерный объект 1контроля (фиг.2) представляет собой лист издюралюминия "Д 16 Т размерами .254000 х 1200 х 2 мм. На него наклеен звукопоглощающий материал 2 (каучуковая резина),образуя участки контроля Зп в формепрямоугольников (см. фиг.2 а) и в форме сот(см, фиг.2 б). Толщина реэинц 3 мм, ширина 30звукопоглощающего слоя 100 мм. Ширинаучастков. контроля 300 ммПри реализации способа со эвукопоглощающими слоями, нанесенными на обе стороны стенки изделия (см. фиг,З), слои могут 35быть нанесены на обе стороны стенки одинаковым образом - один напротив другого(симметрично).Более детальное описание этого варианта приведено в примере 4, 40П р и м е р 4. Одномерный объект 1 (см;фиг,З) со звукопоглощающим слоем 2, описанный в примере 1, был покрыт звукопоглощающим слоем также с другой стороныстенки объекта 1, С помощью излучателя в 45объект на -ом участке излучался акустический импульс. Приемник П, находящийся на участкеизлучателя, фиксировал амп. литуду-,.7 мВ. Приемники Пи,П+1 фиксировэли амплитуды 1,3 мВ, Приемники П 1-2. П+2 фиксировали амплитуды 0,4 мВ, приемники П-з, П+з фиксировали амплитуды 0,2 мВ.В случае отсутствия звукопоглощающего материала на всех участках; фиксировались практически неразличимыеамплитудыФ 7 мВ.Таким образом, предлагаемый способпозволяет определять местоположение источника акустических сигналов (с точностьюдо участка) в сложных по форме и крупногабаритных изделиях, когда затруднено применение триангуляционного алгоритма, апогружение в демпфирующую жидкость технически трудно осуществимо,Формул а и зоб ретен ия1. Способ определения местоположения источников акустических сигналов в из-,делиях, заключающийся в том, чтоповерхность изделия демпфируют, на поверхности изделия устанавливают акустические преобразователи, с помощьюпреобразователей измеряют амплитудыакустического сигнала источника, по которым определяют местоположение источника акустических сигналов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, разбивают поверхность изделия на участки, демпфированиеповерхности изделия осуществляют по границам участков с помощью звукопоглощающего материала, на каждый участокустанавливают не менее чем по одному преобразователю, а о местоположении источника акустических сигналов судят по участкус максимальной амплитудой сигнала,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности при определении местоположения акустического источника в тонкостенных иэделиях, демпфируют обе поверхности стенки изделия симметрично относительно срединной плоскости стенки.1716429 Составитель 8. Харитоноведактор С, Лисина Техред М,Моргентал Коррек Кравцо Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина енно-издательский ком Прои Заказ 609 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5