Устройство для измерения энергии сигналов акустической эмиссии

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий акустико-эмиссионным методом и может быть использовано для оценки дефектно.сти объектов контроля по энергии сигналов акустической эмиссии (АЭ) . Целью изобретения является повьшение достоверности и точности измерения энергии сигналов АЭ, Производится частотное преобразование сигнала АЭ . преобразователем 2 частоты и усилителем 3 промежуточной частоты. В качестве квантующих импул1зсов используют импульсы, сформированные из си1- нала промежуточной частоты, что автоматически обеспечиваетразноску квантующих импульсов каналов по времени , Измерение энергии сигналов АЭ производится аппроксимацией площади под условной кривой, соответствующей квадрату значения анализируемого сигнала, суммой площадей трапеций. 3 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

А1 (193 (111

1.111 4 С 01 М 29/04

o ling .), 1 ,:а1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3978954/25-28 (22) 20.11.85 (46) 07,03.87, Бюл. 11 - 9 (72) А,Л, Ерминсон, Г.Б, Муравии .и С,Н, !Чрейбер (53) 620,179.16(088,8) (56) Грешников В.А., Дробот НЗ,Б.

Акустическая эмиссия, -М,: нзд-во

Стандартов, 1976, с,83-84..

Авторское свидетельство СССР

Р 1087881,. кл, G 01 Н 29/04, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕИИЯ ЭНЕРГИИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий акустико-эмиссионным методом и может быть использовано для оценки дефектности объектов контроля по энергии сигналов акустической эмиссии (АЭ) .

Целью изобретения является повышение достоверности и точности измерения энергии сигналов АЭ, Производится частотное преобразование сигнала АЭ . преобразователем 2 частоты и усилителем 3 промежуточной частоты, В качестве квантующих импульсов используют импульсы, сформированные иэ сигнала промежуточной частоты, что автоматически обеспечивает "разноску" квантующих импульсов каналов по времени, Измерение энергии сигналов АЭ производится аппроксимацией площади под условной кривой, соответствующей квадрату значения анализируемого сигнала, суммой площадей трапеций. ч ил, l295334

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий акустико-эмисси:"=.м методом и может быть использовано для оценки дефектности объектов контроля по энергии сигналов акустической эмиссии (АЭ).

Цель изобретения — повышение достоверности и точности измерения энергии сигналов АЭ за счет того, что квантующие импульсы формируются иэ сигнала промежуточной частоты и площадь под кривой, соответствующей квадрату значения анализируемого сигнала, аппроксимируется суммой плошадей трапеций.

На фиг.l показана структурная схема устройства для измерения энергии сигналов АЭ; на фиг.2 — эпюры напряжений в отдельных точках структурной схемы устройства; на фиг.3 — график процесса измерения энергии АЭ, Устройство для измерения энергии сигналов акустической эмиссии содержит последовательно приемный преобразователь 1, преобразователь 2 частоты и усилитель 3 промежуточной частоты, и каналов, каждый из которых содержит амплитудный дискриминатор

4 — 7, D-триггер 12 — 15, логический элемент И 16 — 19 и делитель 20 — 23 частоты импульсов.

Кроме того, каждый нечетный канал содержит формирователь 8, 9 переднего фронта импульсов, а каждый четный канал содержит формирователь 10, )) заднего фронта импульсов. Вход формирователя 8 (9 - l1) соединен с выходом амплитудного дискриминатора 4 (5 — 7). В каждом канале прямой выход формирователя 8 (9 — 11) фронта импульсов соединен с первым входом

- логического элемента И 16 (17 — 19), инверсный выход формирователя 8 (9 — 11) фронта импульсов соединен со счетным входом D-триггера 12 (13 — 15),инверсный выход Р-триггера 12 (13 — 15)соединен с его входом

D, прямой выход D-триггера 12 (13—

15) соединен с вторым входом логичес— кого элемента И 16 — 19, выход которого соединен с входом делителя 20—

23 частоты,,Выходы делителей 20 — 23 частоты соединены с соответствующими входами логического элемента

ИЛИ 24, выход логического элемента

ИЛИ 24 соединен с входом счетчика 25, выход которого соединен с входом регистра 26, Вход S D-триггера 13 (14 и

l5) каждого канала, за исключг .«ем последнего, соединен с инверсным выходом формирователя 8 (10 и 11) фрон та импульсов соседнего старшего по уровню дискриминации канала, Входы амплитудных дискриминаторов 4 — 7 соединены с выходом усилителя 3 промежуточной частоты.

Устройство работает следующим образом, Сигналы АЭ принимаются приемным преобразователем 1 и преобразуются им в переменное электрическое напряжение, Преобразователь 2 частоты пре15 образует это напряжение таким образом, что его спектр переносится с несущей частоты за которую принимается частота основного резонанса приемного преобразователя 1) на. промежуточную частоту, Усилитель 3 промежуточной частоты производит дополнительное усиление сигнала на промежуточной частоте с одновременным обеспечением частотной избирательности, С выхода усилителя 3 промежуточной частоты центрированный сигнал поступает одновременно на входы амплитудных дискриминаторов 4 — 7 всех ка30, налов.

При работе одного канала, например младшего, в первом случае входной радиосигнал промежуточной частоты Б„ превышает уровень дискриминации !1„ только амплитудного дискриминатора 7. Иа выходе дискриминатора

7 при этом формируется последовательность прямоугольных импульсов причем длительность каждого импульса

40 равна интервалу времени, в течение которого входной радиосигнал промежуточной частоты превышает уровень дискриминации амплитудного дискриминатора 7. Далее формирователь 9 переднего фронта формирует на своем прямом выходе короткие импульсы Uq совпадающие по времени с передними фронтами исходных прямоугольных импульсов 11ф . Cootaeтственноe на ин50 версном выходе формирователя 9 формируются инвертированные импульсы

0„, . С прямого выхода формирователя

9 импульсы U„, поступают на первый вход логического элемента И,» а с

55 инверсного выхода формирователя 9 импульсы U>t поступают на счетный вход

D-триггера 15, D-триггер 15 делит на два число импульсов U,, поступающих на его вход, На прлмом выходе В1295334 где триггера 15 формируются импуль ы которые поступают на второй вход логи- ° ческого. элемента И 19. При совпадении импульсов на входах логического элемента И 19 на его выходе формиру- 5 ются импульсы U <, которые поступают на вход делителя 23 частоты, Если входной радиосигнал промежуточной частоты U превышает уровень дискриминации U амплитудного дискриминатора 6 второго канала, то на его выходе также формируются прямоугольные импульсы Б, из которых формирователь 11 заднего фронта формирует на своем прямом выходе короткие импульсы UT2, совпадающие по времени с задними фронтами прямоугольных импульсов Uy

На инверсном выходе формирователя

11 формируются инвертированные импульсы П .г, которые поступают на счетный вход D-триггера 14 и т,д,, т,е, канал работает также, как до этого работал первый канал, Однако,.

25 кроме того, инвертированные импульсы

U поступают и на установочный 8 вход D-триггера 15 первого канала, При этом, если до прихода импульса

U.„ 11-триггера 15 находится в состоянии 011, то с приходом импульса П„ он устанавливается в состояние 1, Таким образом, импульсы От, поступающие на 5 вход Т) -триггера 15, переводят его из режима деления на два в режим деления на единицу, т.е, на 35 вход делителя 13 поступает при этом такое же количество импульсов, как и на вход формирователя 9. Аналогично работают и все остальные качалы уст- . ройства, т.е, на входы делителей 20- 40

23 частоты каждого i-r o канала поступает либо число импульсов А„ ., равное числу импульсов, сформированных соот-ветствующим амплитудным дискриминатором 4 — 7 (если работает и ближай- 45

20 — 23 выбираются так, чтобы общее число импульсов на счетчике,25 было пропорционально энергии сигналов акуг г

Un 4стической эмиссии К, = -р -р

11,, где U — уровень дискриминации ами плитудного дискриминатора 4(5 — 7) старг его канала;

U. — уровень дискриминации амплитудного дискриминатора 4 (5 — 7)

i-го канала, Процесс измерения энергии заключается -в следующем, В устройстве происходит определение плошади под условной кривой, соответствующей квадрату огибающей входного радиосигнала промежуточной частоты.

На графике (фиг.3) обозначены:

Ь вЂ” входной радиосигнал промежуточпр ной частоты, поступающий на амплитудные дискриминаторы усилителя 3 промежуточной частоты; U„1,Π— условг ная огибающая входного сигнала; U» квадрат условной огибающей," U, -U>- уровни дискриминации амплитудных дискриминаторов; Ц, обычно у"танавливается несколько выше уровня шумов, Площадь под кривой П„ определяется в устройстве как сумма площадей трапеций А и Б и С, причем трапеция

С для старшего из сработавших каналов вырождается в треугольник, Площадь каждой трапеции равна сумме площадей прямоугольника и двух треугольников, Если основание каждой

1-й трапеции выразить через число импульсов М;, равное KU °, то площадь трапеции определяется:

1 2 г

$; = M;„+ — (М; -И и } (U ì -U. ) А ший старший канал)„ либо вЂ, (если

2 ближайший старший канал не работает), 1 50

Делители 20 — 23 частоты делят число импульсов, поступающих на их входы, в соответствии с установленны" ми в них коэффициентами деления, Выходные импульсы делителей 20 — 23 55 частоты объединяются логическим элементов ИЛИ 24, суммируются счетчиком

25 и регистрируются регистратором 26, Коэффициенты К деления делителей

1 !

M + — (M,.— М,.„) т,е.

I 2

"1 (U; = U; ) Как следует из описания работы устройства, в каждом -м канале при отсутствии срабатывания старшего соседнего канала происходит деление на два, т.е, вырабатывается число им1 пульсов равное 2 (M; — M,„) a в случае срабатывайия старшего сосед"1295334

f

Фиг 2 него канала деление на два прекращается и вырабатывается число импульсов, равное М;, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность и точность измерения энергии сигналов АЭ за счет того, что в качестве квантующих импульсов используются импульсы„ сформированные из сиг- нала промежуточной частоты, что ав- томатически обеспечивает "разноску" квантующих импульсов каналов во времени, а также измерения энергии сигнала АЭ площади под условной кривой, аппроксимируемой суммой площадей трапеций.

Формула изобретения

2Î

Устройство для измерения энергии сигналов акустической эмиссии, содержащее приемный преобразователь, пос ледовательно соединенные логический элемент ИЛИ, счетчик и регистратор, и каналов, каждый из которых содержит амплитудный дискриминатор и делитель частоты входы амплитудных дискриминаторов соединены между со30 бой, выходы делителей частоты соединены с соотвествующими входами логического элемента ИЛИ, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и точности, оно снабжено последовательно соединенными преобразователем частоты и усилителем промежуточной частоты, включенными между приемным преобразователем и амплитудными дискриминаторами, Dтриггерами и логическими элементами

И, включенными в каждый канал, формирователем передних фронтов импульсов, включенными в каждый нечетный канал, формирователями задних фронтов импульсов, включенными в каждый четный канал, в каждом канале вход формирователя фронтов соединен с выходом амплитудного дискриминатора, прямой выход формирователя фронтов соединен с первым входом логического элемента И, инверсный выход формирователя фронтов соединен со счетным входом Dтриггера, инверсный выход D-триггера соединен с его входом В, прямой выход D-триггера соединен с вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с входом делителя частоты, вход S D-триггера каждого канала, за исключением последнего, соединен с инверсным выходом формирователя фронтов соседнего старшего по уровню дискриминации канала, 1295334

Составитель К. Хилков

Редактор О. Бугир Техред А.Кравчук Корректор Р Король

Заказ 613/52 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035 ° Иосква, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

««

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4