Способ контроля качества изделий по сигналам акустической эмиссии при циклическом нагружении

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл, Я 01 Й 29/04 киосудорстооннын номнт Сооотв Министров ССС но долом нэаоретеннй н отирытнй(43) Опубликовано 15,04.78,бюллетень Ю (45) Дата опубликования описания 31.03 3) УДК 620,1 79,1. К, Анисимо Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработкеюразрушающих методов и средств контроля качества материвпов) Заявитель ИЙ ПО СКОМ НАЛАМРУ ЖЕНИ И) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗ.О АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ ЦРИ(ЛИ эделиях, работа котопомехами, равномерныла ми с нагрузк сть результатов контрочто во время приема сиг. гистрируются, накаппиприбор преждевреленно чии аварийной ситуации, - повышение достоверз о,Ол онтропя в уэтого допоп нвпов во вре дающей нагр ы и резупьт пичине разн овиях помех,нитепьно производят прия симметричных участгэки, измеряют те же паы измерений вычитают ости судят о качестве изков с раме тр внове еп тся 1) Дополнительное2) Заявлено 16,0 3,7присоединением за3) Приоритет Изобретение относится к области нераэрушвющего контроля методом акустическойэмиссии и может быть использовано, в приборах акустической эмиссии, предназначенных для контроля изделий, работающих в условиях циклической нагрузки,Известен способ контроля качества и депий по сигналам акустической эмиссии 1,Этот способ дает низкую достоверностьреэупьтатов контроля в условиях с высокимуровнем акустических помех (трение и уда-ры), сопровождающихся неопасными микрорвэрушениями изделия. Наиболее близким к изобретению явпяет- ся способ контропя качества изделий по сипнатам акустической эмиссии при циклическом нагруженни, который заключается в.том, что прием сигналов акустической эмиссии производится в определенные интервалы времеви, р синхронизированные с нагрузкой ипи деформацией, например в периоды возрастания нагруз. ки 2,Недостатком этого способа явпяе низкая достоверность результатов контроля ус к тапостных трещин врых сопровождае тсяипи синхронизированньНиэк ая достовернля обусловлена тем,нвпов помехи тоже рваются в счетчикв, иситнвпизирует о папиЦель изобретения На фиг, 1 изображены: график нагрузки ипи деформации-кривая 1 (штриховкой и буквами указаны рабочие участки и соответствующие им графики числа импульсов регистрируемых сигналов), об 1 цее число импупьсовкривы Й, число помех - кривая Ш; на фиг 2 - блок-схема устройства, ре апиэующегоспособ, первый" вариант; на фиг, 3 - то же,второй вариант; на фиг, 4 - то же, третийвари ант.Изобретение основано на том, что прициклическом нагружении число сигналов вкустической эмиссии на участке спадающей нагруэки много меньше числа сигналов эмиссиина участке возрастающей нагрузки, тогда какчисло сигналов акустических помех на этихсимметричных участках приблизительно одинаково (на участках б-в и д-е кривые Д и 10совпадают), Те же закономерности наблюдаются по отношению к интенсивности илидругим параметрам сигналов акустическойэмиссии,Устройство, блок-схема которого изображена ю фиг. 2, предназначено для реализации предлагаемого способа в случае, если обработка сигналов производится в цифровомвиде (счет импульсов). Устройство содержитакусжческий связанный с контролируемым 20иэделием .приемный электроакустический преобразователь 1, последовательно соединен)ные электронный усилитель 2, формирователь3, нормальноразомкнутый управляемый электронный ключ 4 и реверсивный цифровой счетчик 5 импульсов (измерительная часть устройства) .Тензодатчик 6 и усилитель 7 образуютблок, позволяющий вводить в устройство информацию о деформации изделия в виде ана- З 0логового электрического сигнала, При необходимости этот блок может быть заменендругим устройством, выполняющим ту жефункцию,К выходу усилителя 7 подключены входыкомпараторов 8 и 9, Вторые входы компараторов 8 и 9 подключены к схемам 10 и 11плавной регулировки потенциалов соответственноо,Выходы к омп ар атаров 8 и 9 подключены40через схему ИЛИ 12 к управляющему входунормально-разомкнутого электронного ключа4, К выходу усилителя 7 подключены такжевходы пиковых детекторов 13 и 14, к кото 45рым подключены усилители-формирователи15 и 16 соответственно (можно использовать триггеры Шмидта), К выходам усилителей-формирователей подключены дифференц.ирующие цепи 17 и 18 соответственно, к50их выходам подключены управляющие входыреверсивного цифрового счетчика 5 импульсов,Выходы компараторов 8 и 9 через дифференцирующие цепи 19 и 20 подключены кМвходам импульсов сброса пиковых детекторов14 и 13 соответственно, Блоки 6-20 образуют схему управления устройства,Устройство работает следующим образом,Сигналы акустической эмиссии принимают 60ся электроакустическим преобразователем 1 и преобразуются им в электрические сигналы,усилиель 2 усиливает их до требуемой величины, формирователь 3 формирует иэ нихпрямоугольные импульсы, которые поступаютна вход управляемого электронного ключа 4,находящегося в разомкнутом состоянии.Одновременно сигналы с выхода усилителя7 тензодатчика 6, установленного на контролируемом изделии в зоне контроля, поступаютна входы компараторов 8 и 9, 11 ри достижении положительной полуволной (фиг, 1, а)потенциала на входе компаратора 8 величиныА, установленного заранЬе схемой 10, на выходе компаратора потенциал меняется скачкоми на выходе схемы ИЛИ 12 появляется управляющее напряжение, от которого ключ 4замыкается, и сигналы формирователя 3 начинают поступать на вход реверсивного счет.чика 5, находящегося в положении прямогосчета, Одновременно напряжение с выходаусилителя 7 поступает на вход пикового детектора 14, на выходе которого (выход зарядной цепи) появляется сигнал, по длительности соответствующий интервалу временимежду точками а-б,Усилитель-формирователь 16 формируетпрямоугольный импульс то же длительностииэ заднего фронта которого дифференцирующая цепь 18 формирует остроконечный короткий импульс, управляющий реверсивным счетчиком 5 (переключающим его в положенииобратного счета), что соответствует во времени б (фиг, 1)Оалее во времени следуетспадающий участок нагрузки б-в, число импульсов, поступающих в счетчик 5 эа этовремя вычитается из числа импульсов, поступающих и накопленных за интервал врем,ни а-б, При достижении сигналом на выходеусилитеря 7 уровня Лпо, (в, на фиг, 1)г 4компаратор 8 опрокидковается через схемуИЛИ 12, потенциал его выхода управляетэлектронным ключем и ключ размыкается,Одновременно образованный из заднего фронтаимпульса компаратора 8 дифференпирующейцепью 19 остроконечный короткий импульссбрасывает пиковый детектор 14, которыйпо окончании этого импульса, в соответствиис действующим напряжением (в) запоминаетпотенциал, соответствующий А парпор 1При отрицательной полуволне нагрузки работают компаратор 9, пиковый детектор 1 3,усилитель-формирователь 1 5, дифференцирующие задний фронт импульсов цепи 17 и 20.Импульсы цепи 17 переключают реверсивныйсчетчик 5 в положение прямого счета,Таким образом в счетчике накапливаетсячисло импульсов акустической эмиссии,Переключением реверсивного счетчика 5в положения прямого и обратного счета осу, ществляется вычитание параметров (суммар 60285530 ного количества импульсов), соответствующихучасткам возрастающей и спадающей нагрузки,Устройство, блок-схема которого изображена на фиг, 3, предназначено для реализации предлагаемого способа в случаз, еслиобработка сигналов производится в аналоговом виде (измерение энергии или интенсивности),Устройство содержит акустически связан -ный с контролируемым изделием приемныйэлектроакустический преобразователь 1, электронный усилитель 2, линейные пропускатели 21 и 22, аналоговые измерители 23 и24 среднего уровня энергии или интенсивности вычитаюшее устройство 25 (измерительВная часть устройства), Тензодатчик 6 и усилитель 7, подключенные к нему компараторы8 и 9 пиковые детекторы 13 и 14, формироФватели 15 и 16, схемы 10.и 11 плавной 20регулировки потенциала дифференцируюши е цепи 19 и 20 образуют схему управления, Выходы формирователей 15 и 16, а также компаратор 8 и 9 подключены к блоку 26 логики, выполняющему логические операции по25образованию временных ворот для приема сигналов акустической эмиссии из импульсовкомпвраторов и формирователей,Устройство работает следующим образом,Блоки 1 и 2 в измерительной части, 611, 13-16, 19 и 20 в схеме управленияработают так же как в устройстве на фиг, 2Из импульсов формирователя 15 и компвратора 8 логический блок 26 формирует35два прямоугольных сигйала, первый равендлительности формирователя 15, (а-б нафиг. 1), второй равен разности длительностей импульсов компараторов. и формирователя 15 (б-в на фиг, 1), Первый из этих40сигналов поступает на лицзйный пропускатель 21, в второй - на 22,Под действием этих сигналов линейныепропускатели 21 и 22 поочередно открываются (соответственно возрастающим и спадающим участкам нагрузки) и в это времясигналы поступают в аналоговые измерители23 и 24 среднзго уровня энзргии или интенсивности, С их выходов сигналы в виде напряжения поступают на вычитвюшее устройство 25, яа выходе которого сигнал пропорционален средней энергии или интенсивностисигналов акустической эмиссии, Таким образом производят измерение средних параметровсигналов нв симметричных участках возраста юшей и спадающей нагрузки, результаты из -мерений вычитают,Устройство, блок-схема которого изображена нв фиг, 4, предназначено для реализации предлагаемого способа в случае, еслитобработка сигналов производится в аналоговом виде, но при разных уровнях срабатывауправления А,р = А р,Устройство содержит электроакустическийпреобразователь 1, усилитель 2, лиюйныепропускатели 21 и 22, аналоговые измерители 23 и 24 среднего уровня энергии или интенсивности, вычитвющее устройство 25 (измерительная часть содержит те же блоки,что и в предыдущем случае), Схема управце.ния состоит из тензодатчиков 6, усилителя,7, двухполупериодного выпрямителя 27, пикового детектора 14, компаратора 8, схемы10 плавной регулировки потенциала, формирователя 16, дифференцируюшей цепи 18 и блока 28 логики.Блок 28 логики, в отличие от блока 26логики, образует временные ворота из импульсов двух устройс;в.У этой схемы управления сигнал на выходдвухпопупроводного выпрямителя 27 имеетодну полярность, и уровень, устанавливаемыйсхемой 10, одинаков для положительной иотрицательной нагрузки,Формул а и зобре те ни яСпособ контроля качества изделий по сигчвлам акустической эмиссии при циклическом нагружении, заключвощийся в том, что,производят прием сигналов акустическойэмиссии при циклическом нвгружении изделияи измеряют их параметры в определенные интервалы времени, соответствующие периодамвозрастания нагрузки или деформации изделия и синхронизированные с ней, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью повышениядостоверности контроля в условиях помех,дополнительно производя г прием сигналов Свовремя симметричных участков спадающейнагрузки, измеряют те же параметры и результаты измерений вычитают, в по величинеразности судят о качестве изделий,Источни ки информации принятые во вяюмание при экспертизе:1, Патент СШАХо 3.713,127, кл. 73/67.7,1972,2.3 пвЬ ос 11 оа Мапие 0 Асоиь 1 с Ещ 15 Б 1 оп 3 и ь 1 гвгпеп СаС 1 о о 3000 ьег 1 сь,описание блока 906 А изп,фирмы Оипендан602855 Составитель Л, Тришиив ва Техред Н, Бабурка Корреактор В С. Гарвсиияк Заказ над ППЛ Патент, г, Ужгород, уп, Гфоектная, 4 1840/40 Тираж 1112НИИПИ Государственного хокипо деламзобрете11 Ж)35, Москва, Ж,Под лисиоетета Совета Министров ССиий и открытийРачшская иабд, 4/5