Патент на изобретение №2207561
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля строительных материалов, основанных на анализе сигналов акустической эмиссии. Устройство акустико-эмиссионного контроля строительных материалов содержит два разнесенных в пространстве контролируемого объекта идентичных резонансных первичных пьезоэлектрических датчика на основе керамики ЦТС-19 и два электроакустических тракта, в каждом из которых содержатся предварительный усилитель с коэффициентом усиления 40 дБ, полосовой фильтр, усилитель и детектор, причем выходы детекторов каждого электроакустического тракта соединены с линейными входами 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя, работающего на частоте 44,1 кГц, а сигналы с аналого-цифрового преобразователя принимаются как несущие информацию об акустическом событии тогда и только тогда, когда разность их уровней по абсолютной величине не превышает некоторого заранее установленного порогового уровня, причем дискриминация сигналов осуществляется программно электронно-вычислительной машиной. Данное изобретение направлено на повышение помехоустойчивости контроля строительных материалов в полосе частот сигналов акустической эмиссии 20-200 кГц. Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля строительных материалов, в частности к средствам неразрушающего контроля, основанным на анализе сигналов акустической эмиссии. Областью применения изобретения является обнаружение изменений внутренней структуры строительных материалов, в частности изменений внутренней структуры, которые могут привести к выходу объекта из строя. Выделение сигналов акустической эмиссии на фоне помех является одной из наиболее сложных задач, решение которой затрудняется наличием на входе приборов акустико-эмиссионного контроля помех различного рода (акустических помех от соударений и трения, электромагнитных помех от искрения контактов и т. д. ). Решение этой задачи особенно важно при контроле ответственных строительных изделий, когда сигналы акустической эмиссии находятся преимущественно в частотном диапазоне 20-200 кГц и требуется высокая надежность обнаружения сигналов на фоне посторонних помех. Известна методика увеличения помехоустойчивости акустико-эмиссионного контроля (патент США 3985025), в соответствии с которой используются ведущий и ведомый датчики и два электроакустических тракта, позволяющие исключить из анализа любой сигнал, воспринятый ведомым датчиком до того, как он воспринят ведущим датчиком. Близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство неразрушающего контроля материалов (патент США 4738137 Acoustic emission frequency discrimination), включающее один первичный датчик импульсов акустической эмиссии и три электроакустических тракта, причем первый тракт содержит селективный усилитель, пороговый детектор и счетчик событий акустической эмиссии, второй и третий тракты включают общий широкополосный усилитель, второй тракт включает низкочастотный полосовой фильтр и генератор блокирующих импульсов, запускаемый акустическим сигналом в полосе частот 80-160 кГц, третий тракт включает высокочастотный полосовой фильтр и генератор блокирующих импульсов, запускаемый акустическим сигналом в полосе частот 325-360 кГц, причем импульсы генераторов второго и третьего трактов управляют логической цепью, отбрасывающей сигнал первого тракта тогда и только тогда, когда в прием импульса акустической эмиссии сопровождается импульсами генераторов второго и третьего трактов. Недостатком известного устройства является необходимость применения трех электроакустических трактов и отдельной логической схемы, выполняющей частотную дискриминацию сигнала. Целью изобретения является создание помехоустойчивого устройства акустико-эмиссионного контроля строительных материалов, включающего не более двух полностью аналоговых электроакустических трактов, и предназначенного для регистрации сигналов акустической эмиссии в полосе частот 20-200 кГц, возникающих в строительных материалах на стадии структурообразования и при механических испытаниях. Поставленная цель достигается тем, что устройство акустико-эмиссионного контроля, включающее два разнесенных в пространстве контролируемого объекта идентичных резонансных первичных пьезоэлектрических датчика на основе керамики ЦТС-19 и два электроакустических тракта, содержит в каждом тракте предварительный усилитель с коэффициентом усиления 40 дБ, полосовой фильтр, усилитель и детектор, причем выходы детекторов каждого электроакустического тракта соединены с линейными входами 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя, работающего на частоте 44,1 кГц, а сигналы с аналого-цифрового преобразователя принимаются как несущие информацию об акустическом событии тогда и только тогда, когда разность их уровней по абсолютной величине не превышает некоторого заранее установленного порогового уровня, причем дискриминация сигналов осуществляется программно электронно-вычислительной машиной (ЭВМ). Отличительными признаками предлагаемого технического решения являются: – использование двух полностью аналоговых электроакустических трактов; – использование детекторов, выделяющих низкочастотную огибающую радиоимпульса, являющегося откликом резонансного пьезодатчика на механический импульс; – замена логической схемы, выполняющей анализ достоверности сигнала на основании частотной дискриминации, специальной обрабатывающей программой для ЭВМ. Использование двух электроакустических трактов позволяет применить двухканальные аналогово-цифровые преобразователи, выпускаемые серийно. Использование детектора, выделяющего низкочастотную огибающую радиоимпульса, позволяет применить для ввода аналоговой информации в ЭВМ аналого-цифровой преобразователь с низкой частотой дискретизации. Устранение необходимости в дополнительной цифровой схеме упрощает конструкцию устройства акустико-эмиссионного контроля и снижает ее стоимость. В каждый момент регистрации акустического события оно представляется на дисплее ЭВМ в декартовой системе координат в виде отрезка, ордината одной из вершин которого соответствует зарегистрированной амплитуде события. Низкая частота дискретизации сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя позволяет также выполнять спектральный анализ акустико-эмиссионного сигнала в реальном масштабе времени. Формула изобретения Устройство акустико-эмиссионного контроля строительных материалов, включающее два разнесенных в пространстве контролируемого объекта идентичных резонансных первичных пьезоэлектрических датчика на основе керамики ЦТС-19 и два электроакустических тракта, отличающееся тем, что в каждом тракте оно содержит предварительный усилитель с коэффициентом усиления 40 дБ, полосовой фильтр, усилитель и детектор, причем выходы детекторов каждого электроакустического тракта соединены с линейными входами 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя, работающего на частоте 44,1 кГц, а сигналы с аналого-цифрового преобразователя принимаются как несущие информацию об акустическом событии тогда и только тогда, когда разность их уровней по абсолютной величине не превышает некоторого заранее установленного порогового уровня, причем дискриминация сигналов осуществляется программно электронно-вычислительной машиной. MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 28.03.2003
Извещение опубликовано: 27.09.2004 БИ: 27/2004
|
||||||||||||||||||||||||||
