Устройство для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии

(51/4 Г/ О К 29/О П НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕПЬСТ А ВТОРСИ кусти а сигилло правления прской эмисси затуха- устройе разнос и за счет учет еского сигнала, тиляется измерен прихода акустиче ния акус стве осущестей временсигналов на ск ндикуелей Ве взаимно пер эоп еоб азов)е паы хода ждом изся сраввумя науровняухания иапе ыть исрушающемупользова нтролю и е то ия направлесигналов оп сния приходак месту ихтовых матер акустическ оверее ия нема в иэд алов, Цель товерности изобретения определения рих ыщение зобретение относитс ему контролю и може к неразрубыть ися направле- сигналов одинакажиях иэ л едова- азоваизобрете ти,опред сигналов чет учет сигнала,товерн для еского На фи ржит иство со ченныс к о, устро е подклю (6-8) по пороговь ггер 18 (23-25) Кроме тождом канал усилителя 5 соединенные (15-17), тр мент ИЛИ 22,1 представ устройства впения приххо ционал ка ьно14 следовате й элеменз (19-21 и пределегналовиг,2 -ния нап акустич располо да.наобра зле- цные скои эмисс ение пьезо пкп" 1 ова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРМПРИ ГКНТ СССР21) 4377160/25-28(56) Патент Великобритании Р 1391175О 0 1 1 29/0опублик, 1 975Авторское свидетельство СССР У 847187, кл, 0 0129/04, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИХОДА СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ 3 ИИССИИ(57) Изобретение относится к нераэпользовано для определен ния прихода акустических к месту их приема в иэделматериалов. ия - повьппение доселения направления акустической эмисзатухания акустилярнь р ье р Ррасположенных по окружности,торым судят о направлении приакустического сигнала, В каканалов приема осуществляетнение принятых сигналов с иперед заданными пороговымими, выбранными с учетом эатакустического сигнала в материэделия, что обеспечивает болное определение момента приемтической волны и повыщает досность определения направления исследуемом объекте; на фиг,3 временные диаграммы, поясняющиботу устройства,Устройство содержит четырековых канала приема сигналов,дый из которых состоит из послтельно соединенных пьеэопреобртеля 1 (2-4) и усилителя 5 (6 элемента И 9 (10-12) и общеговсех каналов регистратора 3, 1516966к выходу усилителя 5 (6-8) последовательно соединенные второй пороговый элемент 26 (27-29) и второй триггер 30 (31-33), выход которого под,ключен к элементу И 9 (10-12) данного канала, а выход последнего - квторому входу элемента ИЛИ 22 (2325), последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 34, входы кото 10рого подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ 22 и 3 первогои второго кацапов, второй элемент И35 и счетчик 36, выход которого под,ключен к первому входу регистратора 1513, последовательносоединенные второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 37, входы которого подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ 24 и 25третьего и четвертого каналов, третий элемент И 38 и второй счетчик 39,выход которого подключен к второмувходу регистратора 13, и генератор 40,выход которого подключен к вторымвходам второго 35 и третьего 38 элементов И, выходы первых триггеров18-.21 первого, второго, третьего ичетвертого каналов подключены соответственно к вторым входам элементовИ 10,9,12 и 11 второго, перного,четвертого и третьего каналов, а входы сброса первого, 36 и второго 39счетчиков и всех триггеров 18-21 и30-33 объединены (Входы сброса триггеров не показаны ) и предназначеныдпя подачи сигнала, переводящего устройство в исходное состояние.Пьезопреобразователи 1-4 устанавливают на контролируемом изделии поокружности диаметром Ь так, что пьезопреобраэователи 1,2 и 3,4 образуютдве взаимно перпендикулярные пары,Устройство работает следующим образом,Сигналы АЭ принимаются пьеэопреобразователйми 1-4. Пусть первым сигналы АЭ воспринимает пьеэопреобразователь 1, На выходах пьезопреобраэователей 1 и 2 получают электрические сигналы вида5011 = 11 нт.пы С;/1111 г -- 11 Е э:гИ,1где 11 ИТ - амплитуды сигналовсоотВетстВенно на Вьгхо де пьезопреобразователей 1 и 2о - круговая частота;декремент затухания. Принятый пьезопреобраэователем 1 сигнал АЭ усиливается усилителем 5, Сигнал с выхода усилителя 5 поступает на входы пороговых элементов 14 и 26, Пороги срабатывания каждой пары пороговых устройств устанонлены соответственно равными 11 , =Н 11 пор,= 0 В момент равенстна сигРйнала с выхода усилителя порогу срабатывания П , (или 11, ) одного из пороговых устройств на ныходах последних появляются прямоугольные импульсы, которые устанавливают триггеры 18 и 30 в единичное состояние (фиг,З,а,б,в,г ), При этом сигнал с выхода триггера 18 через элемент . ИЛИ 22, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34 и элемент И 35 разрешает прохождение прямоугольных импульсов с выхода задающего генератора 40 на счетный вход счетчика 36, который начинает работу (фиг,Зи,л,м), Сигнал АЭ, распространяясь по конструкции с затуханием, достигает второго пьезопреобразователя 2 данной диаметральной пары, усиливается усилителем 6 и поступает на вход днух пороговых элементов 15 и 27, которые при равенстве их порогов срабатывания с усиленным сигналом АЭ устанавливают триггеры 19 и 31 в единичное состояние (фиг,З,б, д,е).На фиг,З изображен случай, когда вследствие затухания сигнал АЭ не превысил порог срабатывания 11, При этом сигнал с выхода триггера 31 через элемент И 10 и элемент ИЛИ 23 устанавливает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34 в нулевое состояние (фиг.З, з,к,л) и через элемент И 35 запрещает прохождение импульсов с выхода задающего генератора 40,и счет прекращается (фиг.З,м ), На выходе элемента И 9 в этом случае устанавливается нулевой потенциал (Лиг,З,ж ). В этом случае, если перным воспринял сигнал АЭ пьеэопреобразователв 2, то все происходит в обратном порядке, и регистрация сигнала АЭ на втором пьезопреобразователе 2 происходит по уровню Иа на первом - по 11 При приходе сигнала АЭ на вторую диаметральную пару (пьезопреобразователя 3 и 4 на фиг, и 2 ) устройство работает анапогично. В предлагаемом устройстне разности времен:, прихода сигнала АЭ соот"ветственно на первую С . и вторую Сэ. диаметрально расположенные парй пьезопреобразователей (фиг,2) соответственно равныВС = - зпЫВсово(С Б,Ы= агсСКЙ35 117 двоичные коды с выходов счетчиков 36и 39, представляющие;временные интервалыС 4 ИСКПредлагаемое устройство для определения направления прихода сигнала АЭ по сравнению с известным обладает более высокой достоверностью определения направления прихода сигнала АЭ, Несмотря на затухание сигнала АЭ, достигшего второго пьезопреобразователя диаметральной пары, он фиксируется устройством, Это исключает сшиб ки в определении направления приходасигнала АЭ и повышает достоверность определения направления на источник АЭ. где Ы - угол между линией, соединяющей диаметральные пары пьезопреобразователей, и направлением прихода сигнала акустической эмиссии,Угол с( между линией, на которой15 установлены пьезопреобразователи 1 и 2, и направлением прихода сигнала АЭ определяется како( = агсСр, -=- С -220После занесения в регистратор 13 результатов измерения осуществляется сброс счетчиков 36 и 39, триггеров 18-21 и 30-33, и устройство возвра щается в исходное состояние, Информация с выхода счетчиков 36 и 39 о разностях,времен прихода сигнала АЭ на пары пьезопреобразователей поступает на регистратор 13, Направление 30 прихода сигнала АЭ определяется по формуле формула из обре тенияУстройство для определения направления прихода сигналов акустическойэмиссии, содержащее четыре одинаковыхканала приема сигналов, каждый изкоторых состоит из последовательносоединенных пьезопреобразователя иусилителя, элемента И и общего длявсех каналов регистратора пьезопреобразователи установлены по окружности на равных расстояниях и образуют две взаимно перпендикулярные пары,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения достоверности определения направления прихода сигналон акустической эмиссии, оно снабжено в каждом канале подключеннымик выходу усилителя последовательносоединенными пороговым элементом,триггером и элементом ИЛИ и подключенными к выходу усилителя последовательно соединенными вторым пороговым элементом и вторым триггером,выход которого подключ ен к элементуИ данного канала а выход последнего - к второму входу элемента ИЛИ,последовательно соединенными элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ первого и второго каналов, вторым элементом И исчетчиком, выход которого подключенк первому входу регистратора, поспедовательно соединенными вторым,элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входыкоторого подключены соответственнок выходам элементов ИЛИ третьегои четвертого каналов, третьим элементом И и вторым счетчиком, выход которого подключен к второму входу регистратора, и генератором, выходкоторого подключен к вторым входамвторого и третьего элементов И, выходы первых триггеров первого, второго третьего и четвертого каналовподключены соответственно к вторымвходам элементов И второго, первого,четвертого и третьего каналов, авходы сброса первого и второго счетчиков и всех триггеров объединены ипредназначены для подачи сигнала, переводящего устройство в исходное состояние, 15169 бб