Устройство для контроля материалов по сигналам акустической эмиссии

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских(22)Заявлено 29,01.81 (21) 3241637/25-28с присоединением заявки явОпубликовано 23. 10,82,Бюллетень М 39 по дедам изобретений и открытий,16(088.8) Дата опубликования описания 25, 10 . 82.;.;т 1 о - ра 3;работ кее савва В.Б. Пастернак, М.М. Шпинер, Т.В. Мазур Всесоюзный научно-исследовательский инст неразрушающих методов и средств контроляматериалов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ ПО СИГНАЛАМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ 15 1Изобретение относится к неразрушаещему контролю материалов и можетбыть использовано для контроля дефектов по сигналам акустической эмиссии.Известно устройство измерения сигналов акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь, предусилитель, усилитель, пороговый блок,счетчик импульсов, цифро-аналоговыйпреобразователь и регистрирующийблок 1.Недостатком данного устройства является малый динамический диапазон.иэмеряемой амплитуды сигналов, обусловленным тем, что динамический диапа-.зон цифро-аналогового преобразователяне превышает 40-50 дБ,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устРьйство для контроля материалов посигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь и предусилитель, соеди 2ненные последовательно управляемый аттенюатор, усилитель, детектор, пиковыи детектор, аналого-цифровой пре- образователь, блок обработки информации и схему ИЛИ, содержащее также ком.5 паратор, регистр сдвига, схему И-НЕ,при этом выход схемы ИЛИ соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, вход сброса пикового детектора соединен с выходом схемы И-НЕ, выход ,о регистра сдвига поразрядно соединенсо входом управления управляемого аттенюатора и с блоком обработки информации 2 . Недостатком известного устройстваявляется малая точность контроля, обусловленная тем, что возникает существенная ошибка в измерении ампли Отуды сигнала акустической эмиссии за счет изменения сигнала за время раз. ряда и заряда. пикового детектора, а также за время запаздывания срабатывани управляемого аттенюатора,3 96874Цель изобретения - повышение точности контроля.Эта цель достигается тем, что устройство для контроля материалов по сигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательно преобразователь и предусилитель, соединенные последовательно управляемый аттенюатор, усилитель, детектор, пиковый детектор, аналого-цифровой пре. 10 образователь, блок обработки информации и схему ИЛИ, содержащее также компаратор, регистр сдвига, схему И-НЕ, при этом выход схемы ИЛИ соединен со входом сброса аналого-цифрово з го преобразователя, вход сброса пикового детектора - с выходом схе" мы И-НЕ, выход регистра сдвига поразрядно соединен со входом управле. ния управляемого аттенюатора и с бло ком обработки информации, снабжено линией задержки, включенной между предусилителем и управляемым аттенюатором, вторым усилителем, вход которого соединен с выходом предусилите ля, а выход - с первым входом компаратора, расширителем, выход которого соединен со входом сброса детектора, с первым входом схемы И-НЕ и . со вторым входом схемы ИЛИ, цифроаналоговым преобразователем, вход которого поразрядно соединен с выходом регистра сдвига, а выход - со вторым входом компаратора, выход компаратора соединен с тактовым входом регист" ра сдвига и входом расширителя, выход сброса блока обработки информации соединен со входом записи регистра сдвига и со вторым входом схемы И-НЕ.На чертеже представлена блок-схема устройства.40Устройство содержит соединенные последовательно преобразователь 1 и предусилител ь 2, соединенные последовательно управляемый аттенюатор 3, усилитель 4, детектор 5, пиковый детектор б, аналого-циФровой преобразо" ватель 7, блок 8 обработки информации и схему 9 ИЛИ, содержащее также компаратор 10, регистр 11 сдвига, схему 12 И-НЕ, при этом выход схемы 9 ИЛИО соединен со входом сброса аналогоцифрового преобразователя 7, вход сброса пикового детектора б соединен с выходом схемы 12 И-НЕ, выход регистра 11 сдвига поразрядно соединен со входом управления управляемого аттенюатора 3 и с блоком 8 обработки информации. Устройство содержит такф.же линию 13 задержки, включенную между предусилителем 2 и управляемыматтенюатором 3, второй усилительвход которого соединен с выходомпредусилителя 2, а выход - с первымвходом компаратора 10, расширитель 15,выход которого соединен со входомсброса детектора 5, с первым входомсхемы 12 И-НЕ и со вторым входом схемы 9 ИЛИ, цифро-аналоговый преобразователь 16, вход которого поразрядносоединен с выходом регистра 11 сдвига, а выход - со вторым входом компаратора 10, выход последнего соединен с тактовым входом регистра 11сдвига и входом расширителя 15, выход сброса блока 8 обработки информации соединен со входом записи ре"гистра 11 сдвига и со вторым входомсхемы 12 И-НЕ.Устройство работает следующим образом,При появлении на преобразователе 1, установленном на контролируемом изделии, сигналов акустическойэмиссии они преобразуются в электрические, предварительно усиливаютсяв предусилителе 2, задерживаются налинии 13 задержки и через управляемый аттенюатор 3 и усилитель 4, гдеусиливаются, поступают на детектор 5для преобразования в видеосигнал, азатеи через пиковый детектор 6 - навход аналого-цифрового преобразователя 7. Время задержки линии 13 задержки ( примерно 1,5 мкс) должнобыть больше времени, необходимого наразряд и последующий заряд пиковогодетектора б.С аналого-циФрового преобразователя 7 информация в цифровом виде подается на блок 8 обработки информациидля определения амплитуды сигнала АЭ,Последний может содержать электронновычислительную машину, цифропечатающее устройство, стрелочный прибор ит.п. При появлении. сигнала акустической эмиссии с блока 8 обработки инФормации через схему .) ИЛИ навход сброса аналого-цифрового преобразователя 7 поступает импульс длясброса информации, которая была записана при предыдущем сигнале акустической эмиссии. С выхода сброса блока 8обработки информации на вход записирегистра 11 сдвига и на вход схемы 12 И-НЕ подается строб логической"единицы", При отсутствии этого стробапиковый детектор 6 сброшен импульЬ 6теля 7, при котором происходит срабатывание компаратора 1 О,деленного на коэффициент усиления второго усилителя 14Таким образом, данное устройствопозволяет повысить точность контроляза счет того, что задержка линией задержки сигнала акустической эмиссии,3поступающего на пиковый детектор, дает возможность измерить амплитуду, ане спрэд сигнала после максимума. Этоприводит к тому, что исключается ошибка при измерении амплитуды сигнала,обусловленная временем разряда и последующего заряда пикового детектора.Формула изобретенияУстройство для контроля материаловпо сигналам акустической эмиссии, содержащее соединенные последовательнопреобразователь и предусилитель 1 соединенные последовательно управляемыйаттенюатор, усилитель, детектор, пиковый детектор, аналого-циФровой преобразователь, блок. обработки информациии схему ИЛИ, содержащее также компа-.ратор, регистр сдвига, схему И-НЕ,при этом выход схемы ИЛИ соединен совходом сброса аналого-циФрового преоб.разователя, вход сброса пикового детектора - с выходом схемы И-НЕ, выходрегистра сдвига поразрядно соединен,со входом управления управляемого аттенюатора и с блоком обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено линией задержки,включенной между предусилителем и управляемым аттенюатором, вторым усилителем, вход которого соединен с выхо"дом предусилителя, а выход - с первымвходом компаратора, расширителем, выход которого соединен со входом сброса детектора, с первым входом схемы И"НЕ и со вторым входом схемы ИЛИ,цифро-аналоговым преобразователем,вход которого поразрядно соединен свыходом регистра сдвига, а выход " совторым входом компаратора, выход компаратора соединен с тактовым входомрегистра сдвига и входом расширителя,выход сброса блока обработки информации соединен со входом записи регистрасдвига и со вторым входом схемы И"НЕ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 606129 э кл. С 01 М 29/04 ю 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 1. 2903257/25-28,кл, С О 1 Н 29/04, 1980 (прототип).5 96874 сом, поступающим со схемы 12 И-НЕ. Задним Фронтом этого строба производится запись информации ( логической "единицы" ) на регистр 11 сдвига. С выхода регистра 11 сдвига код пораз- з рядно подается на управляющий вход управляемого аттенюатора 3, устанавливая минимальное ослабление, на цифро-аналоговый преобразователь 16, с которого в аналоговом виде поступа" 10 ет на второй вход компаратора 10, устанавливая минимальное значение его опорного напряжения, и на блок 8 обработки информации для регистрации диапазона усиления. С предусилителя 2 15 сигнал, усиливаясь вторым усилите" лем 14, поступает на вход компарато- ра 10, Если сигнал с выхода второгоусилителя 14 превышает опорное напря жение с цифро-аналогового преобразо вателя 16, то на выходе компаратора 10 появляется импульс, который подается на тактовый вход регистра 11 сдвига, передвигая записанную на нем информацию алогическую единицу ) на один раз ряд. При этом изменяется код на входе управления управляемого аттенюатора 3, увеличивая ступень ослабления, изменяется код, поступающий на блок 8 обработки информации, регистрируя, в ка-эв ком диапазоне производится усиление (на какой ступени ослабления работает управляемый аттенюатор 3), изменяется код на входе цифро-аналогового преобразователя 16, увеличивая опорное на- з пряжение на втором входе компаратора 10 во столько раэ, во скольо ослабил управляемый аттенюатор 3. При переходе управляемого аттенюатора 3 на новую ступень ослабления импульс с выхода компаратора 10, пройдя через расширитель 15, сбрасывает детектор 5, и далее через схему 12 И-НЕ сбрасывает пиковый детектор 6 и через схему 9 ИЛИ сбрасывает аналого-цифровой преобразователь 7. Расширитель 15 может быть выполнен в виде ждущего мультивибратора с длительностью строба ( примерно 1 мкс), достаточного для полного сброса детектора 5, пикового детектора 6Я и аналого-цифрового преобразователя 7. Верхняя граница диапазона линейности пикового детектора 6 выбирается такой, чтобы деленная на коэффициент переда" чи цепи после предусилителя 2линияИ: задержки 13, управляемый аттенюатор 3, усилитель 4, детектор 51, она была несколько выше первоначального напряжения с цифро-аналогового преобразоваь Р. 8 осканнта Резак Заказ ни ко нии и Раушс УжгорСоставител/73 Тираж 507ВНИИПИ Государственпо делан изобрет31 ДОДЯ Москва Ж-Д 5,лиал ППП "Патент", г. Корректор Г, Рею щтвПодписноеиитета СССРоткрытийая наб, , Ц/д, ул, Проектная,