Устройство для определения места расположения дефекта

ао делам изобретений и открытийОпубликовано 05.03.80. Бюллетень ЛЪ оДата опубликования описания 05.03,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ДЕФЕКТА Изобретение относится к области неразрущенного контроля качества материалов и изделий и может быть использовано для определения места расположения дефектов в пространственных конструкциях сложной формы.Известно устройство для определения местоположения дефекта, содержащее акустическийпреобразователь, усилитель, фильтр, формирователь и измеритель разности хода моментоввремени прихода ситналов 1.Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению является устройство фдля определения места расположения дефекта,содержащее и-приемопередатчиков с пьезоэлектрическими преобразователями и блоками кодирования и приемную систему 121,Недостатком известного устройства является недостаточная точность определения места расположения дефекта.Цель изобретения - повышение точности определения места расположения дефекта.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения места расположения дефекта, содержащем и-лриемопередатчиков с пьезоэлектрическими преобразователямин блоками кодирования и приемную систему,в каждом приемопередатчике пьезоэлектрнчес.кий преобразователь выполнен в вгше двух5концентрических колец, между которыми установлен поглотитель, коэффициент поглощениякоторого зависит от направления прихода сигнала, а блок кодирования выполнен е видедвухканального усилителя, выходы которого 10соединены соответственно с первым и вторымвходами дискриминатора, а также с первыми через линию задержки со вторым входамидвухканального пикового детектора, а первыйи второй входы двухканального усилителя 15соединены соответственно с центральным ивнешним кольцом пьезоэлектрического преоб.разователя, выходы пикового детектора соединеньг соответственно с первым и вторым входами блока измерителя отношений, поспелова.тельно соединенного с ключом, преобразовате.лем амплитуды, модулятором и генератором,при этом вход ключа соедшген с выходомдискриминатора, а выходы модуляторов всех72035приемопередатчиков соединены через линиюсвязи с приемной системой.На чертеже изображена структурная схемаустройства для определения места расположениядефектов и расположение приемопередатчиковна исследуемом объекте,Устройство содержит устанавливаемые наконтролируемом объекте 1 приемопередатчики 2, 3и, расстояние между которыми выбирают равным радиусу зоны, которая опреде. 10ляется из условия дисперсии переднего фронта.сигнала. Ограничение зоны приема исключаетпогрешность определения координат, зависящуюот расстояния.Каждый приемопередатчик включает преобра 15зователь, в корпусе 4 которого расположеныдва концентрических кольца 5 и б иэ поляризованной пьезокерамики, принимающих коле.бания, распространяющиеся в объекте 1. Между кольцами 5 и 6 установлен поглотитель 7 20акустических колебаний, выполненный, напри.мер, в виде кольца, наружная грань котороговыполнена по окружности, а внутренняя - поспирали. Верхний торец поглотителя 7 плавноуменьшается по высоте от заданного значения 25до нуля.Пьезокерамика колец 5 и 6 подсоединенасоответственно к первому и второму входамдвухканального усилителя 8, выходы которогоподсоединены к дискриминатору 9, обеспечивающему селекцию ударных помех и определяющему зону приема сигналов акустическойэмиссии, и через линию задержки 10 в первомвходе - к пиковому детектору 11. Выходдетектора 11 подсоединен через блок 12 отно- Зшений, ключ 13, преобразователь 14 амплиту.ды сигнала в длительность, модулятор 15 сгенератором 16 с определенной частотой заполнения к линии 17 передачи. Выход дискриминатора 9 подсоединен ко второму входу ключа 13. Частоты заполнения приемопередатчиков 2, 3и различны. Линия передачи 17подсоединена к усилителю 18 приемник:а, выход усилителя 18 - к блоку 19 частотныхдискриминаторов и к детектору 20 огибающей, 45подсоединенному последовательно через блок21 преобразования длительности в диск:ретноезначение, коммутатор 22 многоканальный, регистр 23 ввода информации, реверсивные счетчики 24, дешифраторы 25 к индикатору 26. 0Выход блока 19 через схему 27 опроса приемопередатчиков, снабженную генератором 28,соединен с коммутатором 22, генератором 29единиц градуса и коммутатором 30 номеровприемопередатчиков. Выхоц генератора 29 ивыход коммутатора 30 номеров подключенко второму и третьему входам реверсивногосчетчика 24. Второй выход коммутатора 30через регистр 3 ввода и дешифратор 32 свя 1 4зан с индикатором 33 номера приемопередатчика,Сигнал акустической эмиссии (АЭ) дефекта,распространяясь в объекте 1, достигает одногоиз приемопередатчиков 2, 3и акустическойэмиссии и поступает на пьезоэлектрическоекольцо 5 и через поглотитель 7 - на пьезоэлектрическое кольцо 6. В зависимости отнаправления прихода сигнала значения затухания амплитуды его в кольце поглотители 7различные. Сигналы, преобразованные и усиленные в двухканальном усилителе 8, поступаютв дискриминатор 9, где анализируются по крутизне переднего фронта. Этим самым обеспечивается селекция помех и прием сигналовакустической эмиссии только из заранее заданной зоны. В случае прихода сигналов из удаленной зоны или сигнала от удара ключ 13после дискриминации по переднему фронтублокирует прохождение сигнала в тракт прие.мопередатчика. В других случаях ключ 13открыт, Усиленный сигнал с колец 5 и 6 соответственно поступает на первый и второй входы двухканального пикового детектора 11одновременно. Одновременность поступленияобеспечивается наличием линии задержки 10между выходом усилия 8 и первым входомдетектора 11. В пиковом детекторе 11 вьще.ляются пиковые значения огибающих сигналовв обоих каналах. Затем эти значения поступа.ют в блок 12, где происходит деление значений амплитуд, в качестве значения делителяиспользуется сигнал с кольца б, а делимогос кольца 5. Полученное частное от деленияпоступает через аналоговыи ключ 3 на преобразователь 14 амплитуды в длительность, гдепроисходит пропорциональное преобразовагдамплитуды в длительность. Полученный сигналв модуляторе 15 заполняется определеннойдля данного приемопередатчика частотой отгенератора 16. Сигналы с модуляторов 15приемопередатчиков принимаются по радиоили по линии связи приемником. Сигналы поступают на усилитель 18, частотные дискриминаторы 19, реагирующие на определенную частоту, а затем - в схему 27 опроса приемопередатчиков, в которой сигнал приемопередатчикапреобразуется в определенное количество импульсов, на второй вход которой подаетсясигнал опроса с выхода генератора 28 опроса.Количество импульсов, соответствующее номе.ру приемопередатчика, поступает на коммута.тор 22 и переводит соответствующий ключкоммутатора 22 в положение пропускаиия информации через коммутатор в секцию регистра 23 ввода информации. Информация, посту.пающая через усилитель 18, детектор 20, по.дается в преобразователь 2. Лискретные значения сигнала вводятся через коммутатор 2225 30 35 40 45 50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Р 4.МIпдбес ччеИ Сооб Мо 55 ЫогвЯ ЪУ Ыге 53 М/аге Ьтн 55 Ов"етос 1 огс 1 Ме 1 с ЕаЬгсамусю".1972, 40, Хф 10, 5,351-355.2. Патент США Ч 3886553, кл. 6 0 й 29/00,1972. 5 7в секцию соответствующего определеннойчастоте приемопередатчика многосекционногорегистра 23 ввода информации, откуда по снт.налу, соответствующему номеру приемопередатчика, вырабатываемому в случае приходасо схемы 27 сигнала опроса, поступающегос коммутатора 30, информация о длительностиимпульса (т.е. значение угла прихода сигнала)поступает на запись в один из каналов реверсивного счетчика 24, соответствующего номеруприемопередатчика. Списывание информациис реверсивного счетчика выбранного каналаосуществляется пачками импульсов с генератора 29. Длительность пачки соответствует уголу 1, а интервал между импульсами заполнения пачки равен интервалу между импульсами,вырабатываемыми преобразователем 21 вдискретных значениях, выбираемых таким об.разом, что интервал между импульсами равен1 угла прихода сигнала АЭ.Списанная информация значения угла прихода сигнала на приемопередатчик поступает намногоканальный дешифратор 25, где дискретные значения импульсов преобразуются в цифровой код выбранного канала, Цифровой код,соответствующий углу прихода сигнала АЭна приемопередатчик, поступает на индикатор,где происходит высвечивание цифрового значения угла прихода сигнала АЭ на приемопередатчик. Одновременно дискретные значенияномера приемопередатчика, поступившие с выхода схемы опроса 27, через коммутатор 30поступают на резистор ввода 31 и дешифратор 32, где количество импульсов преобразуется в цифровой код, соответствующий номеру приемопередатчика. Эти кодовые значенияномера приемопередатчика поступают на индн.катор 33 для высвечивания номера приемопередатчика, с которого на приемное устройство поступает сигнал, несущий значение угла прихода сигналов АЭ на приемопередатчик.Регистрашзя сигнала АЭ двумя или тремя смежными приемопередатчиками 2 значений угла прихода сигнала АЭ на приемопередатчик, поступает на индикатор, где происходит высвечивание цифрового значения угла прихода сигнала АЭ на приемопередатчик. Одновременно дискретные значения номера приемопередатчика, поступившие с выхода схемы опроса 27, через коммутатор 30 поступают на регистр ввода 31 и дешифратор 32, где количество импульсов преобразуется в цифровой код, соответствующий номеру приемопередатчика. ,Эти кодовые значения номера приемопередатчика поступают на индикатор 33 для высвечивания номера приемопередатчика, с которогона пркемное устройство поступает сигнал, несущий значение угла прихода сигналов АЭ на приемопередатчик. 2035 ) 6 Регистрация сигнала АЭ двумя илн тремя смежными приемопередатчиками 2 значений угла прихода сигнала АЭ дает возможность по индикатору приемника определить место- образование дефекта на пересечении линий, проведенных по инднцированному значению углов отсчета при поступлении сигналов акус. тической эмиссии на два или на три приемопередатчика, Дефект в зоне установки приемо- передатчиков быстро находят, например, с помощью указателя угла, устанавливаемого на каждом приемопередатчике, подключаемом к выходу блока 14 преобразования амплитудыв длительность и содержащем преобразователи длительности в дискретные значения, дешифра.топ ы н индЪжаторы. Формула изобретения Устройтво для определения места расположения дефекта, содержащее и-приемопередатчиков с пьезоэлектрическими преобразователями н блоками кодирования и приемную систему, отличающееся тем,что, с целью повышения точности определения места расположения дефекта, в каждом приемопередатчике пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде двух концентрических колец, между которыми установлен поглотитель, коэффициент поглощения которого зависит от направления прихода сигнала, а блок кодиро.вания выполнен в виде двухканального усилителя, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами дискриминатора, а также с первым и через линию задержки со вторым входами двухканального пикового детектора,. а их первый и второй входы двухканального усилителя соединены соответственно с центральным и внешним кольцами пьезоэлектрического преобразователя, выходы пикового детектора соединены соответственно с первым и вторым входами блока измерителя отношений, последовательно соединенного с ключом, преобразователем амплитуды, модулятором и генератором, прн этом вход ключа соединен с выходом дискриминатора, а выходы модуляторов всехэнемопередатчиков соединены через лк-,.:э связи с приемной сис. темой.720351 Составитель Б, ГончаренкоТехред А.Шепанская Корректор Е. Па едактор А.Фили ов 1019осударственного комитеам изобретений и открыосква, Ж - 35, Раушская на под 13035, М