Устройство для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии

)2701098/25-28 1)М. Кл. Я 01829/ с прнсоеднненн (23) ПриоритетОпублнков Ваудерстеекеые кеиктет СССРи кмбретенккеткрыткк но 07,09.81. Бюллетень щ нковання описания 10,09,8, 179.16 (088,8) ата оп 2) Автор изобретения К. Анисимов аявнтель РОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕХОДА СИГНАЛОВ АКУ 54) л Изобретение относится к области не- разрушающего контроля и может быть ис пользовано для определения направления прихода акустических сигналов в изделиях из листовых материалов.Известно устройство для определения направления прихода ультразвуковых сигналов, содержащее акустический блок с механизмом дпя поворота приемного преобразователя, который поворачивают до0 достижения на его выходе максимального сигнала, что соответствует направлению преобразователя на источник сигналов 11,Недостатком этого устройства является ньзкая точность определения направле-, ния прихода сигналов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения направления прихода сигналов акустической эмиссии, содержащее И одинаковых каналов приема сигналов . акустической эмиссии, состоящих из поо ледовательно соединенных преобразовагея, усилителя и формирователя, тт индика ЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯИЧЕСКСЙ ЭМИССИИ 2торов, тт схем И, первые входы которых соединены вместе, .тт- входовую схему ИЛИ и инвертор, причем преобразователи расположены по окружности на равных расстояниях один от другого 121,Недостатком этого устройства является невысокая точность определения направления.Белью изобретения явдяется повышение точности определения направления.Бель достигается за счет гого, что устройство снабжено 2 И дифференцируюшими цепями, в каждом канале по две, входы которых попарно подключены к выходам формирователей, и образующими тт нечетных и тт четных дифференцирующих цепей, 3 тт триггерами, образующими первые, вторые и третьи И триггеров, пер.вым и вторым дополнительными триггерами, втсктой тт-входовой схемой ИЛИ, вторыми И асемами И, ет дополнительныт 4 е индикаторам, первыми, и вторыми)т элемен тами НЕ, причем первые тт триггеров подклктчены входами к выходам первых В, 862064схел 1 И соответственно, а выходами - кИ индикаторам соответственно, первыевходы первых И схем И соединены с выходами, первой И - вхоловой схемы ИЛИ,к которому подключен также вход первогодополнительного триггера, вторые входы,соединенные вместе, - к выходу первогодополнительного триггера, третьи входычерез первые И элементов НЕ подключены к выходам И нечетных лифференцируюпих цепей соответственно, вторые Итриггеров подклочены вхолами к выходамнечетных дцфференцирующих цепей соот-,ветственно, а выходами - с входом И - .входовой схемы И, вьссод которой подклъчен к входу инвертора, третьи И триггеровподключены входами к выходам вторых Исхем И, соответственно, а выходами - к Идополнительным индикат орам, соответственно, причем первые входы вторых И схем 20И, соединенные вместе, соединены с выходом второго дополнительного триггера,вторые входы, соединенные вместе, - свходом второго дополнительного трапгераи с выходом ицверт ора, а третьи входы 25.через вторые и элементов НЕ соединеныс вь 1 х одами И нечетных дцйфереццирующих цепей соответственно; входы второй- вхоловой схемы ИЛИ пойслючецы квыходам четных лифференцирующих цепей, 30причем ее выход подключен к шине "сброс",которой охвачены все триггеры,На чертеже представлена блок-схемаустройства.Устройство из преобразователей 12, 353 (остальные преобразователи и соответствующие им приемные каналы (на чертежене показаны),Приемные электроакустические преобразователи 1,2,3 расположены на поверх 0ности изделия из листового материала поокружности на равных расстояниях другот друга,Усилители 4,5,6 и формирователи 7,8,459 соединены с преобразователями 1,2,3последовательно, и образуют вместе с нимМ одинаковых каналов для приема и усиления сигналов акустической эмиссии. Квыходам формирователей 7,8,9 подключены дифференцирующие пепи 10,15, по две50в каждом канаде, образующие И нечетных(10,12,14) и и четных (11,13,15) диффереццирующих цепей,Нечетные предназначены для выделения55переднего Фронта импульса формирователя, а четные лля выделения заднего фронта, К выходам нечетных дифференцирующих цепей подключена первая И - ходовая схема 16 ИЛИ, а к выходам четных Ивходовая схема 17 ИЛИ, Индикаторы 18,19,20, (например, светодиоды красногоцвета), показывают, по какому из каналовсигнал принят первым, и мауг быть размещены на корпусах соответствующих преобразователей,Первые И триггеров 21,22,23 соединены выходами с индикаторами 18,19,20соответственно. Первый дополнительныйтриггер 24, первые И схем 25,26,27.Ии первые И элементов 28,29,30 НЕ соединены между собой следующим образом.Первые входы первых И схем 25,26,27 И соединены вместе и подключенык выходу первой И - входовой схемы 16ИЛИ, к которому подключен также входпервого дополнительного триггера 24, выход которого подключен к соединенныммежду собой вторым входом первых И логических схем 25,26,27 И,их третьи входы через первые ц элементов 28,29,30НЕ соединены с выходами И нечетныхдифференцирующих цепей 10,13,14, соответственно, а выходы - с входами первыхтриггеров 21,22. 23,Вторые И триггеров 31,32,33 соединены входами с выходами нечетных диффереццирующих цепей 10,12,14 соответственно, И- входовая схема 34 И сое -динена входами с выходами вторых Итрьггеров 31,32,33 Вторые И элементов 35,36,37 НЕ, вторые ц схем 38,39,40 И, третьи И триггеров 41,42,43, Идоложи ительных индикаторов 44,45,46(например, светодиоды зеленого цвета),второй дополнительный триггер 47 и инвертор 48 соединены межц собой следующим образом,Первые входы И схем 38,39,40 И соединены вместе и подключены к выходувторого дополнительного триггера 47, входкоторого подключен к выходу инвертора48 и к соединенным вместе вторым входам вторых схем 38,39, 40 И, их тре.тьи входы через вторые И элементов 35,36,37 НЕ с вьиодами И нечетных дифференцирующих цепей 10,13,14, соответственно, а выходы - с входами третьих Итриггеров 41,42,43 соответственно. Пополнительпые И индикаторов 44,45,46соединены с выходами третьих И триггеров 41,42,43, Вход инвертора 48 подключен к выходу и -входовой схемы 34И, Дополнительные индикаторы 44,45,46показывают, по какому каналу сигнал принят послелиим, и м.ут быть установленыМ 20(") 4 6 Устройствоья определения направления прихода сигналов акустической эмисна соответствуощем электроакустическомпреобразователе,Устройство работает следующим образом,Сигналы акустической эмиссии, возникающие в изделии из листового материала,поступают к месту приема, в котором преобразователи 1,2,3 расположены по окружности на разных расстояниях друг от друга, При приходе сигналов к месту их приема преобразователь 1 принимает ихпервым, а преобразователь 2 - последним,Акустические сигналы преобразуют впреобразователях 1 и 2 в электрические.Последние усиливают (усилители 4 и 5)15и формируют из них прямоугольные импульсы (формирователи 7 и 8), смещенные по времени соответственно приходуакустических, сигналов к преобразователям 1 и 2, Первая и третья (нечетные)дифференцирующие цепи 10 и 12 выделяют передние фронты импульсов формирователей 7 и 8, а вторая и четвертаячетные) дифференцируюшие цепи выходовнечетных дифференцирующих цепей 10 и2512 поступают в схему определения первого импульса. Она состоит из первой И -входовой схемы 16 ИЛИ .первого дополнительного триггера 24, первых И элементов28 29,30 НЕ, первых и схем 25,26,2730И, первых И триггеров 21,22,23 и первых И индикаторов 18,19,20, Эта схемаработает следующим образом.Первый во времени импульс на любомиз входов первой И- входовой схемы 16 З 5ИЛИ ( в данном случае на входе 1, подключенном к выходу первой дифференцирующей цепи 10) с ее выхода поступает насоединенные вместе первые входы первых40И схем 25,26,27 И, а также на входпервого дополнительного триггера 24.Одновременно сигнал с выхода первой дифференцирующей цепи 10 через первый элемент 28 НЕ из первых И элементов 28,29,30 НЕ поступает на третий вход пер 45вой схемы 25 И из первых И логическихсхем 25,26,27 И. При этом потенциална выходе первого дополнительного григгера 24 и соответственно, на соединен 50ных с ним вторых входах первых И схем25, 26,27 И такой же, как и на первыхвходах этих схем И, Сигнал появляетсяна выходе только первой схемы 25 И,так как только у нее потенциал на третьем55входе совпадает с потенциалами на остальных входах. Первый триггер 21 из первыхИ триггеров 21,22,23 опрокидывается исоответствующий преобразователю 1 первый индикатор 18 покаэь вает, что преобразователь 1 принял сигнал первым, Затем первый дополнительный триггер 24 опрокидывается и повторным входом запирает первые И схем 25,26,27 И, т,е,появление сигналов на их выходах невозможно при появлении сигналов на их первых входах. Сигналы с выходов нечетных дифференцируюших цепей 10,12,14 поступают также в схему определения последнего импульса. Она состоит из вторых и триггеров 31,32,33, И - входовой схемы 34 И, вторых И элементов 35,36,37 НЕ, вторых И схем 38,39,40 И,третьих триггеров 41,42,43, И дополнительных индикаторов 44,45,46, второго дополнительного триггера 47 и инвертора 48, Эта схема работает следующим образом,Сигналы с выходом нечетных дифференцируюших цепей 10,12,14 поступают на входы вторых И триггеров 31,32,33 и опрокидывают их. Последним опрокинется второй триггер 32 из вторых И триггеров 31,32,33 (так как последним принимает сигнал преобразователь 2),При этом на выходе и -входовой схемы 34 И появится сигнал, который после инвертора 48 поступает на вход второго дополнительного триггера 47 и на вторые входы вторых И схем 38,39,40 И, Дальше работа схемы определения последнего импульса совпадает с описанной выше работой схемы определения первого импульса, с той разницей, что совпадение на входах вторых И схем 38,39,40 И произойдет только для второй логической схемы 39 И. Сигнал с ее выхода опрокидывает второй триггер 42 из третьих И триггеров 41,42,43, и соответствующей преобразователю 2 втопой дополнительный индикатор 45 покажет, что преобразова,-тель принял сигнал последним. По расположению преобразователей 1 и 2 определяют направление прихода сигналов акустической эмиссии к месту их приема.По окончании длительностей импульсов на выходах формирователей 7 и 8 появляются импульсы на выходах четных диффе ренцирующих цепей 11 и 13, которые поступают на входы второй И- входовойсхемы 17 ИЛИ, а с ее выхода в шинуО (сброс), которой охвачены все триггеры, и устройство в целом возвращаетсяв исходное состояние.ф ормула изобретениясви, содержащее И одинаковых каналовприема сигналов акустической эмиссии,состоящих из последовательно соединенных,преобразователя, усилителя и формирователя, И янднкагоров, И схем И, первые входы которнх соединены вместе, И -входовую схему ИЛИ и инвергор, причемпреобразователи расположены по окружности на равных расстояниях один ог другого, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, 1 ос целью повышения гочносгн определения,оно снабжено 2 И дйфференцирующимя цепями, в каждом канале по две, входы которых попарно подключены к выходам формирователей, н образующими И нечетных ии И четных дифференцируюших цепей, 3 Югряггерами, образующими первые, вторыек третьи И гратеров, первым и вторымдополнительными трнггерами, второй Ивхадовой схемой ИЛИ, вторыми И схемамв И, И дополнительными индпкаторами,первыми и вторыми И элементамн НЕ,причем первые И тратеров подключенывходами к выходам первых И схем И соответственно; а выходами к И йндикагорам соответственно, первые входы первыхи схем М соединены с выходом первой- входовой схемой ИЛИ, к которомуподключен также вход первсе о дополнигельного триггера, вторые входы, соединенныеЗОвместе - к выходу первого дополнительного триггера, третьи входы через первые И элементов НЕ подключены к выходам И нечетных дяфференцирующих цепей соответственно, вторые И триггеров подключены входами к выходам нечетных дифференцируюших их цепей, соответственно, а выходами - к входам И- входовой схе мы И, выход которой подключен к входу инвертора, третьи И триггеров подключены входами к выходам вторых )ч схем И; соответственно, а выходами - к И дополнительным индикаторам соответственно, причем первые входы вторых схем И, соединенние вместе, соединеннг с выходом второго дополнительного триггера, вторые входы, соединенные вместе, - с входом второго дополнительного триггера и с выходом инвертора, а третьи входы через вторые И элементов НЕ соединены с выходами И нечетных дифференцирующих цепей соответственно; входы второй И - входовой схемы ИЛИ подключены к выходам четных дифференцирующих цепей, а выход ее подключен к шяне "сброс", которой охвачены все триггеры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Методы неразрушающих испытаний. Под ред. Шарпа,М, Мирф, 1972,с. 136,2, Патент Великобритании % 1.319.175 Н 03 К 19/00, 1975 (прототип);