Апаратурне забезпечення обробки сигналів акустичної емісії

Реферат: Апаратне забезпечення обробки сигналів акустичної емісії для неруйнівного контролю і діагностики металопродукції включає приймальні перетворювачі, підсилювачі, смугові фільтри, дискримінатор, пристрої для вимірювання і реєстрації сигналів. Додатково введено пристрої, що містять інформаційний канал, канал аналогової обробки сигналів, канал відображення і аналізу інформації, канал оцінки технічного стану об'єкта, канал акумуляції накопичених даних. Інформаційний канал включає приймальну антену. Приймальна антена складається з датчиків акустичної емісії, сполучених з блоком фільтрів через систему передпідсилювачів. Канал аналогової обробки сигналів складається з модуля акустичної емісії і компаратора, а так само амплітудного дискримінатора і детектора. Канал відображення і аналізу інформації включає центральний процесор, сполучений з мікрокомп'ютером і системою виведення інформації на периферійний пристрій. Канал оцінки технічного стану об'єкта відповідає за аналіз працездатності системи і ухвалення рішень. Канал акумуляції накопичених даних забезпечує оперативну обробку і відображення інформації в режимі реального часу. UA 116405 U (54) АПАРАТУРНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ UA 116405 U UA 116405 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки, а саме до визначення координат дефектів, що розвиваються, при неруйнівному контролі і діагностиці металопродукції за допомогою акустичної емісії. Спосіб акустичної емісії (АЕ), оснований на реєстрації хвиль напруги, що виникає в результаті формування, зміни і руйнування структури матеріалів конструкцій. Апаратура акустико-емісійного контролю, що є аналогом пропонованої корисної моделі, дозволяє визначати полягання відповідальних об'єктів виробничого призначення в реальному масштабі часу. Основними джерелами емісії в металах є рух дислокацій, супроводжуючих пластичну деформацію, а так само виникнення і зростання тріщин в структурі під напругою. Апаратурне забезпечення сигналів акустичної емісії вимагає подолання труднощів, пов'язаних з різнорідністю вирішуваних завдань, відсутністю принципів класифікації апаратури, нормативних документів і стандартів на методики вимірювань. Для вивчення можливості локації джерел акустичної емісії необхідно вирішити ряд питань методичного характеру: визначити схеми установки датчиків; розробити способи їх кріплення; розробити способи настройки каналів; створити програми реєстрації і обробки акустико-емісійної інформації; розробити способи виділення корисного сигналу на тлі перешкод. Найближчим аналогом до корисної моделі є система акустико-емісійного контролю, що складається з приймальних перетворювачів АЕ, підсилювачів і смугових фільтрів, пристрою для регулювання порогу обмеження (дискримінатори) пристрою для вимірювання параметрів сигналу АЕ, пристрою реєстрації (Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. Москва Издательство стандартов 1976 г. С. 68 - прототип). Недоліком найближчого аналога є технічна складність компоновки основних блоків і динаміки їх взаємодії, та неможливість підвищення точності оцінок працездатності контрольованих виробів. В основу корисної моделі поставлена задача створити апаратурне забезпечення обробки сигналів акустичної емісії в якому за рахунок конструктивних особливостей можливо було б спростити технічну складність системи та підвищити точність оцінок працездатності контрольованих виробів. Поставлена задача вирішується тим, що апаратне забезпечення обробки сигналів акустичної емісії для неруйнівного контролю і діагностики металопродукції включає приймальні перетворювачі, підсилювачі, смугові фільтри, дискримінатор, пристрої для вимірювання і реєстрації сигналів, згідно з корисною моделлю, додатково включає пристрої, що містять інформаційний канал, що включає приймальну антену, що складається з датчиків АЕ, сполучених з блоком фільтрів через систему передпідсилювачів; канал аналогової обробки сигналів, що складається з модуля акустичної емісії і компаратора, а так само амплітудного дискримінатора і детектора; канал відображення і аналізу інформації, що включає центральний процесор, сполучений з мікрокомп'ютером і системою виведення інформації на периферійний пристрій; канал оцінки технічного стану об'єкта, що відповідає за аналіз працездатності системи і ухвалення рішень, а також канал акумуляції накопичених даних, що забезпечує оперативну обробку і відображення інформації в режимі реального часу. Основні принципи АЕ контролю полягають у вимірюванні основних параметрів сигналу, що перевищує пороговий рівень. Корисна модель пояснюється кресленням, де показана блок-схема акустико-емісійного контролю, що включає наступні основні пристрої: інформаційний канал 1, що включає приймальну антену 1.1, що складається з датчиків АЕ 1.2, сполучених з блоком фільтрів 1.4 через систему передпідсилювачів 1.3; канал аналогової обробки сигналів 2, що складається з модуля акустичної емісії 2.1 і компаратора 2.2, а так само амплітудного дискримінатора 2.3 та його виходу 2 і детектора 2.4 та його виходу 1; канал відображення і аналізу інформації 3, що включає центральний процесор 3.1, сполучений з мікрокомп'ютером 3.2 і системою виведення інформації на периферійний пристрій 3.3; канал оцінки технічного стану об'єкта 4, що відповідає за аналіз працездатності системи і ухвалення рішень, а також канал акумуляції накопичених даних, що забезпечує оперативну обробку і відображення інформації в режимі реального часу. Корисна модель працює наступним чином; Основним принципом діагностики при контролі способом АЕ є збір інформації від множини акустичних датчиків і її статистична обробка для дослідження і визначення ступеня зносу конструкції. 1 UA 116405 U 5 10 15 20 25 Статистична обробка сигналів АЕ передбачає наявність апріорних відомостей про розпізнаваний дефект шляхом порівняння спостережуваних реалізацій процесу з еталонними кривими. Точність аналітичної апроксимації результатів, отриманих при обробці статистичного матеріалу, залежить від числа розбиття повної реалізації на поточних, а так само від точності оцінок параметрів АЕ сигналу в поточній реалізації. Приймальна апаратура реалізації зв'язку параметрів акустичної емісії з кінетикою руйнування матеріалу в блоковий - модульного виконання згідно з пропонованою формулою корисної моделі в динаміці працює таким чином: сигнали з чотириточкової антени 1.1, представленої набором датчиків 1.2, розташованих на контрольованому об'єкті, посилюються передпідсилювачами 1.3 і далі надходять в блок фільтрів 1.4 і канал аналогової обробки сигналів 2, де піддаються подальшому посиленню, двонапівперіодному детектуванню і амплітудній дискримінації; дискримінатор 2.3 виробляє імпульси фіксованої амплітуди в кількості, рівній числу перетинів АЕ сигналом порогового рівня і продектированих імпульсів. При цьому число перетинів на виході 2 істотно перевищуватиме число імпульсів на виході 1. При такій локалізації дефектів кількість подій в одиницю часу на виході 1 характеризує активність АЕ, а число перетинів порогу дискримінації на одиницю часу на виході 2 - інтенсивність АЕ. Канал відображення і аналізу інформації 3 включає наступні операції: ідентифікація вихідного сигналу, визначення послідовності часу приходу АЕ сигналу від датчиків, вимірювання тимчасових інтервалів, визначення координат джерела. Після відповідної математичної обробки отриманої інформації і виведення її на периферійний пристрій, діагностика оцінки придатності контрольованого виробу до подальшої експлуатації здійснюється каналом технічного стану об'єктів 4, де здійснюється аналіз працездатності, ухвалення рішень і акумуляція накопичених даних. Використання апаратного забезпечення обробки сигналів акустичної емісії значно скорочує час проведення діагностичних робіт, економить засоби, що витрачаються на їх проведення і виведення устаткування з експлуатації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Апаратне забезпечення обробки сигналів акустичної емісії для неруйнівного контролю і діагностики металопродукції, що включає приймальні перетворювачі, підсилювачі, смугові фільтри, дискримінатор, пристрої для вимірювання і реєстрації сигналів, яке відрізняється тим, що додатково введено пристрої, що містять інформаційний канал, який включає приймальну антену, що складається з датчиків акустичної емісії, сполучених з блоком фільтрів через систему передпідсилювачів; канал аналогової обробки сигналів, який складається з модуля акустичної емісії і компаратора, а так само амплітудного дискримінатора і детектора; канал відображення і аналізу інформації, що включає центральний процесор, сполучений з мікрокомп'ютером і системою виведення інформації на периферійний пристрій; канал оцінки технічного стану об'єкта, який відповідає за аналіз працездатності системи і ухвалення рішень, а також канал акумуляції накопичених даних, що забезпечує оперативну обробку і відображення інформації в режимі реального часу. 2 UA 116405 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3