Многоканальное устройство контроля акустической эмиссии

Полезная модель относится к области интерфейсов ввода-вывода данных при записи и воспроизведении информации и может быть использована для определения количества импульсов и передачи данных в электронно-вычислительную машину (ЭВМ) для их дальнейшей обработки. Многоканальное устройство контроля акустической эмиссии содержит последовательно соединенные несколько преобразователей акустической эмиссии, блок коммутирования, блок суммирования, блок хранения данных и блок передачи данных, которые соединены через интерфейс с входом ЭВМ, выход которой через указанный интерфейс соединен с входами блока передачи данных, блока хранения данных, блока суммирования и блока коммутирования. Устройство сопряжения позволяет осуществлять регистрацию данных в виде количества импульсов за единицу времени, например скорость счета импульсов АЭ и затем обеспечивать их передачу в электронно-вычислительную машину.

Полезная модель относится к области интерфейсов ввода-вывода данных при записи и воспроизведении информации и может быть использована для последовательного опроса установленных в необходимом количестве преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ), определения количества импульсов за единицу времени, регистрации, и передачи зарегистрированных данных в электронно-вычислительную машину (далее ЭВМ) для их дальнейшей обработки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой модели является устройство сопряжения с ЭВМ [1], содержащее последовательно соединенные аналогово-цифровые преобразователи, оперативно запоминающие устройства, контроллер связи, соединенный через последовательный интерфейс RS232c с ЭВМ, а также блок управления, выходы которого соединены с аналого-цифровыми преобразователями, оперативно запоминающими устройствами и контроллером связи.

Сущность наиболее близкого технического решения заключается в том, что по магистрали приема данных регистрируемые импульсы поступают на вход блока суммирования, который по управляющему сигналу SR обнуляются и затем по сигналу «Счет» запускается операция суммирования. С выхода блока суммирования обработанные данные направляются на вход блока хранения данных. Где по управляющему сигналу RE производится запись и их хранение. Для формирования адреса используются внутренние сигналы управления S0, S1, S2 (в данном случае 3 бита используются для переключения мультиплексоров при чтении). Причем адреса с 0 по 3 формируют число для первого канала, а с 4 по 7 для второго канала. При этом протоколы записи и чтения по этой магистрали реализуются программно.

Недостатком наиболее близкого технического решения является невозможность применения его в многоканальном варианте.

Требуемый технический результат состоит в расширении функциональных возможностей устройства, путем увеличения количества каналов, и коммутации их последовательного опроса, и возможности обработки их сигналов.

Полученные результаты позволяют расширить возможности одноканального прибора за счет подключения к нему до 32 преобразователей акустической эмиссии через мультиплексор без потери полезного информации.

В связи с этим была усовершенствована схема сопряжения АЭ-прибора, например, Поиск-2М с компьютером, Для решения поставленной задачи предложена следующая (фиг.1) структурная схема сопряжения. Которая позволяет на базе одноканального АЭ-прибора создать 8-ми-канальный автоматизированный комплекс.

Она состоит из следующих блоков и элементов:

1 - блок коммутирования;

2 - блок суммирования;

3 - блок хранения информации;

4 - блок передачи информации в ЭВМ;

5 - интерфейс;

На фиг.1 представлена структурная схема устройства сопряжения.

Блок суммирования - предназначен для подсчета импульсов в единицу времени. Он состоит из двух одинаковых плат. Каждая плата обрабатывает информацию с 16 ПАЭ. Число импульсов, подсчитанное блоком суммирования, снимается с выходов блока коммутирования каналов. Каждый блок реализован на четырех микросхемах серии КР1533ИЕ18 (четырехразрядный, двоичный, синхронный счетчик) включенных

последовательно. Счетчик работает в режиме непрерывного накопления и его сброс в нулевое положение осуществляется управляющим сигналом SR.

Блок хранения информации - предназначен для хранения данных, поступающих из блока суммирования. Собран на микросхемах серии К555ИР23 (восьмиразрядный регистр), Загрузка данных осуществляется сигналом управления RE.

Блок коммутирования каналов - предназначен для переключения каналов. Блок собран на микросхемах серии К564ПУ6, К561КП2. Управляется с помощью микросхем К1533ИР23.

Блок передачи информации - предназначен для передачи и формирования числа импульсов в единицу времени. Собран на микросхемах серии К155КП5 (селектор - мультиплексор). Он позволяет коммутировать данные от восьми входов на общую выходную линию. Блок передачи информации является общим для двух каналов УС.

Интерфейс - обеспечивает передачу данных и сигналов управления между УС и ЭВМ.

Блок питания - внешний источник напряжения +5 В, +15 В для питания устройства напряжения.

Порядок работы схемы сопряжения следующий: на блок коммутации подаются сигналы (S0, S1, S2 - адрес ПАЭ на 1 и 3 канале, 0,1,2 - адрес ПАЭ на 2 и 4 канале) происходит выбор ПАЭ по которому сигнал поступает на обработку в АЭ-прибор. Далее АЭ сигнал попадает в блок суммирования, где суммируется за заданный интервал времени. Число импульсов, подсчитанное счетчиком, снимается с выходов счетчиков в виде параллельного кода. Это число подается на вход регистра памяти. По сигналу управления RE происходит перезагрузка числа на выход регистра памяти который позволяет сохранять информацию в течении последующего интервала времени. К выходам регистра памяти подключены мультиплексоры. Для установки адреса используются внутренние сигналы управления S0, S1, S2 (в данном случае 3 бита используются для переключения мультиплексоров при чтении). Для решения поставленной

задачи предложена следующая структурная схема автоматизированного комплекса для регистрации сигналов АЭ (фиг.1).

Автоматизированный комплекс позволяет производить сбор, обработку и отображение данных в процессе проведения контроля, а так же представляет дополнительные возможности анализа АЭ сигналов после окончания измерений.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство вводится дополнительный блок коммутации, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровые преобразователи, оперативно запоминающее устройство, первый вход которого соединен с АЦП, а второй через интерфейс типа «Centronics» с ЭВМ, выход блока суммирования соединен с оперативно запоминающим устройством (регистром), выход которого соединен с блоком передачи информации, первый выход которого соединен с входом ЭВМ, а также второй вход сумматора, оперативно-запоминающего устройства и блока передачи информации соединены через интерфейс с электронно-вычислительной машиной.

Таким образом, данные о количестве импульсов за единицу времени зарегистрированных на ПАЭ последовательно, через блок суммирования, блок хранения и блок передачи данных передаются на ЭВМ.

Предлагаемая полезная модель может быть использована в области неразрушающего контроля объектов Ростехнадзора.

Источники, принятые во внимание:

1. ПАТЕНТ на полезную модель №55497. Устройство сопряжения с ЭВМ. Заявка №2006105013 Зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 10 августа 2006 г.

2. ПАТЕНТ на изобретение №2210766 «Способ проведения акустико-эмиссионного контроля с применением одноканальной аппаратуры». Заявка №2001134547/28 от 21.12.2001; опуб. 20.08.2003. Бюл. №23

Многоканальное устройство контроля акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные блок суммирования, оперативно запоминающее устройство, блок передачи информации, интерфейс с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ), выход которой (ЭВМ) через интерфейс соединяется с входом блока суммирования, оперативно-запоминающего устройства и блока передачи информации, отличающийся тем, что дополнительно введен блок коммутирования, вход которого подключен к нескольким преобразователям акустической эмиссии, установленных в необходимом количестве на контролируемом объекте, выход блока коммутирования соединен со входом блока суммирования, а вход переключения блока коммутирования через интерфейс связан с выходом ЭВМ.