SU605166A1 - Material quality control device - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  качества изделий с использованием акустической эмиссии.This invention relates to the field of non-destructive quality control of products using acoustic emission.

Известно устройство дл  контрол  качества изделий с помощью акустической эмиссии, содержащее нагружающее устройство, пьезоэлектрический преобразователь, подключенный к усилительно-анализирующей аппаратуре , котора  производит селектирование сигналов строб-импульсами и измер ет их амплитуду и длительность 1.A device for quality control of products using acoustic emission is known, which contains a loading device, a piezoelectric transducer connected to amplifying and analyzing equipment, which selects strobe pulses and measures their amplitude and duration 1.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением  вл етс  устройство, содержащее последовательно-соединенные электроакустический пьезопреобразователь, предварительный усилитель, полосовой фильтр, усилитель , детектор эффективных значений и блок регистрации 2.Closest to the invention, the technical solution is a device containing a series-connected electro-acoustic piezoelectric transducer, a preamplifier, a band-pass filter, an amplifier, an effective-value detector, and a recording unit 2.

Однако известные устройства имеют низкую чувствительность к сигналам акустической эмиссии, вызванным пластической деформацией материалов.However, the known devices have a low sensitivity to acoustic emission signals caused by plastic deformation of materials.

Целью изобретени   вл етс  повыщение чувствительности устройства к сигналам акустической эмиссии (АЭ).The aim of the invention is to increase the sensitivity of the device to acoustic emission (AE) signals.

Дл  этого предлагаемое устройство дл  контрол  качества материалов снабжено генератором шума, двум  идентичными каналами , состо щими из последовательно соединенных фазосдвигающих цепей, к управл ющимFor this, the proposed device for quality control of materials is equipped with a noise generator, two identical channels consisting of series-connected phase-shifting circuits, to control

входам которых подключены соответственно детектор эффективных значений и генератор шума, синхронных детекторов и интеграторов, подключенным к выходам каналов блоком вычитани , выход которого св зан с блоком регистрации, третьей фазосдвигающей цепью, соединенным с ней буферным каскадом, выход которого подключен к синхронным детекторам обоих каналов, и генератором опорных сигналов, выход которого св зан со всеми фазосдвигающими цеп ми.the inputs of which are connected, respectively, an effective value detector and a noise generator, synchronous detectors and integrators connected to the outputs of the channels by a subtraction unit, the output of which is connected to the registration unit, a third phase-shifting circuit connected to it by a buffer cascade whose output is connected to synchronous detectors of both channels, and a reference signal generator, the output of which is associated with all phase shifting circuits.

На чертеже представлена блок-схема устройства .The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит испытываемый объект 1, электроакустический преобразователь 2, предварительный усилитель 3, полосовой фильтр 4, усилитель 5, детектор 6 эффективных значений дискриминатора, генератор 7 шума, генератор 8 опорных сигналов, фазосдвигающие цепи 9-И, синхронные детекторы 12, 13, буферный каскад 14, интеграторы 15 и 16, блок 17 вычитани  и блок 18 регистрации .The device contains the test object 1, electro-acoustic converter 2, preamplifier 3, band-pass filter 4, amplifier 5, detector 6 effective discriminator values, noise generator 7, reference signal generator 8, phase-shifting circuits 9-I, synchronous detectors 12, 13, buffer cascade 14, integrators 15 and 16, subtraction unit 17, and registration unit 18.

Нри образовании микро- и макродефектов в испытываемом объекте I или при пластической деформации возбуждаютс  акустические колебани , которые преобразуютс  в электрические в электроакустическом преобразователе 2, выполненном в виде резонансного пьезоэлектрического преобразовател , центральна  частота которого соответствует максимуму отношени  . спектральных плотностей моЫности сигнала АЭ и шумов, который при пластической деформации металлов лежит в области -частот от 80 до 240 кГц. Сумма электрического , сигнала АЭ.  шумов усиливаетс  в предварительном усилителе 3 отфильтровываетс  в перестраиваемом полосовом фильтре 4, резонансна  частота которого соответствует центральной частоте цьезопреобразовател  при полосе пропускани  8-10 кГц, усиливаетс  до необходимого зфовн  в усилителе 5 и в виде управл ющего сигнала посто нного тока выдел етс  на детекторе 6 эффективных значений. С генератора 8 опорных синусоидальных сигналов питаютс  фазосдвигающие цепи 9-11, которые представл ют собой параметрические управл емые фазовращатели, и синхронные детекторы 12 и 13. При отсутствии сигнала АЭ с генератора 7 щума на управл ющий вход фазосдвигающей цепи 10 подаетс  напр жение, эффективное значение которого равно щумам объекта 1, при этом сигналы с фазосдвигающих цепей 9 и 10 сдвинуты на п. Через буферный каскад 14 фазосдвигающей цепью 11 опорный сигнал сдвигаетс  по фазе на --, подаетс  на вторые входы синхронных детекторов 12 и 13, где производитс  геометрическое сложение сигналов, результаты которого усредн ютс  в интеграторах 15 и 16 и сравниваютс  в блоке 17 вычитани . На выходе его в этом случае сигнал имеет нулевое значение. При по влении сигнала АЭ увеличиваетс  управл ющее напр жение с детектора 6 эффективных значений.The formation of microscopic and macrodefects in the test object I or during plastic deformation excites acoustic vibrations, which are converted into electrical ones in an electroacoustic converter 2, made in the form of a resonant piezoelectric transducer, whose central frequency corresponds to the maximum ratio. spectral densities of the AES signal's mobility and noise, which, in the case of plastic deformation of metals, lies in the range of frequencies from 80 to 240 kHz. The sum of the electrical signal AE. noise is amplified in preamplifier 3 is filtered in a tunable bandpass filter 4, the resonant frequency of which corresponds to the center frequency of the converters with a passband of 8-10 kHz, amplified to the required intensity in the amplifier 5 and is detected as effective control signal 6 values. Phase-shifting circuits 9-11, which are parametric controlled phase shifters, and synchronous detectors 12 and 13 are fed from the generator 8 of the reference sinusoidal signals. In the absence of an AE signal from the generator 7, the voltage is applied to the control input of the phase-shifting circuit 10, the effective value which is equal to the noise of object 1, while the signals from the phase-shifting circuits 9 and 10 are shifted by n. Through the buffer cascade 14 by the phase-shifting circuit 11, the reference signal is shifted in phase by -, fed to the second inputs of the synchronous detectors 12 and 13, where the geometric addition of the signals is performed, the results of which are averaged in the integrators 15 and 16 and compared in the subtractor 17. At its output in this case, the signal has a zero value. When the AE signal appears, the control voltage from the detector increases by 6 effective values.

что вызывает сдвиг по фазе опорного сигнала в фазосдвигающей цепи 9, по вл етс  сигнал разбаланса на выходе блока 17 вычитани , пропорциональный сдвигу фазы опорного напр жени , что фиксируетс  блоком 18 регистрации .which causes a phase shift of the reference signal in the phase-shifting circuit 9, an imbalance signal appears at the output of the subtracting unit 17, proportional to the phase shift of the reference voltage, which is detected by the recording unit 18.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Устройство контрол  качества материалов, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, предварительный усилитель, полосовой фильтр, усилитель, детектор эффективных значений иA device for quality control of materials, containing a series-connected electroacoustic transducer, preamplifier, band-pass filter, amplifier, effective value detector and блок регистрации, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  чувствительности, оно снабжено генератором шума, двум  идентичными каналами, состо щими из последовательно соединенных фазосдвигающих цепей, кA recording unit, characterized in that, in order to increase the sensitivity, it is equipped with a noise generator, with two identical channels consisting of series-connected phase-shifting circuits, управл ющим входам которых подключены соответственно детектор эффективных значений и генератор шума, синхронных детекторов и интеграторов, подключенным к выходам каналов блоком вычитани , выход которого св зан с блоком регистрации, третьей фазосдвигающей цепью, соединенным с ней буферным каскадом, выход которого подключен к синхронным детекторам обоих каналов, и генератором опорных сигналов, выход которого св зан со всеми фазосдвигающими цеп ми.control inputs of which are connected to an effective value detector and a noise generator, synchronous detectors and integrators connected to the outputs of the channels by a subtraction unit whose output is connected to the recording unit, a third phase-shifting circuit connected to it by a buffer cascade whose output is connected to synchronous detectors of both channels, and a reference signal generator, the output of which is associated with all phase-shifting circuits. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №419789, кл. G 01N 29/04, 1972.Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 4178789, cl. G 01N 29/04, 1972. 2. Патент Великобритании № 1348086, кл. Н 4D, 1972.2. Patent of Great Britain No. 1348086, cl. H 4D, 1972.