УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ И ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭМИССИИ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для осуществления экспресс-диагностики дефектности изделий из диэлектрических материалов как в лабораторных, так и полевых условиях, а именно в области неразрушающего контроля качества.
Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для генерации и измерения электромагнитной эмиссии (RU 104730 U1, МПК G01R 19/25 (2006.01), опубл. 20.05.2011), содержащее импульсный генератор, к которому подключен пьезоэлектрический преобразователь, расположенный на объекте контроля. Шестнадцать емкостных приемников расположены симметрично по восемь около противоположных граней объекта контроля. К каждому емкостному приемнику последовательно подключен повторитель, фильтры высоких и низких частот, выходы которых попарно подключены к шестнадцати дифференциальным входам блока усилителей, выходы которого подключены через терминальный блок к плате ввода-вывода информации, связанной с компьютером.
С помощью емкостных приемников измеряют временные реализации электромагнитной эмиссии в частотном диапазоне до 200 кГц при воздействии акустическими колебаниями на объект контроля.
Недостатком этого устройства являются невозможность измерения электромагнитной эмиссии от отдельных участков объекта контроля при разных значениях механических нагрузок сжатия.
Задачей полезной модели является обеспечение измерения электромагнитной эмиссии от отдельных участков объекта контроля при разных значениях механических нагрузок сжатия.
Задача решена за счет того, что предлагаемое устройство для генерации и измерения электромагнитной эмиссии, содержащее также, как в прототипе, импульсный генератор, к которому присоединен пьезоэлектрический преобразователь, расположенный на объекте контроля, шестнадцать емкостных приемников симметрично расположены относительно противоположных граней объекта контроля, причем к каждому емкостному приемнику последовательно подключены повторитель, фильтры низких и высоких частот, выходы которых попарно подключены к шестнадцати дифференциальным входам блока усилителей, выходы которого подсоединены через терминальный блок к плате ввода-вывода информации, связанной с ЭВМ.
Согласно полезной модели объект контроля расположен на неподвижном нижнем пуансоне пресса, верхний пуансон которого выполнен с возможностью вертикального перемещения относительно объекта контроля. На корпусе пресса расположен манометр. Пьезоэлектрический преобразователь прикреплен к торцу объекта контроля. Блок питания соединен с повторителями, фильтрами и с блоком усилителей.
Такое размещение объекта контроля между пуансонами пресса обеспивает измерение электромагнитной эмиссии от отдельных участков объекта контроля при разных значениях механических нагрузок сжатия.
На фиг.1 представлена блок-схема измерительной части заявляемого устройства.
На фиг.2 показано в двух проекциях расположение элементов устройства для генерации и измерения электромагнитной эмиссии.
Измерительная часть устройства для генерации и измерения электромагнитной эмиссии состоит из импульсного генератора 1 (ИГ) (фиг.1), к которому подключен пьезоэлектрический преобразователь 2 (ПЭ), расположенный на объекте контроля 3 (О). Шестнадцать емкостных приемников 4-19 (ПЕ1-ПЕ16) расположены симметрично по восемь около противоположных граней объекта контроля 3 (О), к каждому из емкостных приемников соответственно последовательно подключены повторители 20-35 (П1-П16), к которым соответственно присоединены фильтры 36-51 (Ф1-Ф16) высоких и низких частот, выходы которых от симметрично расположенных емкостных приемников попарно подключены к шестнадцати дифференциальным входам блока усилителей 52 (БДУ), выходы которого подключены через терминальный блок 53 (ТМ) к плате ввода-вывода информации 54 (ПВВИ), связанной с компьютером 55 (ЭВМ).
Объект контроля 3 (О) расположен на неподвижном нижнем пуансоне 56 пресса. Подвижный верхний пуансон 57 выполнен с возможностью вертикального перемещения относительно объекта контроля 3 (О). На корпусе пресса расположен манометр (не показан на фиг.2). Пьезоэлектрический преобразователь 2 (ПЭ) прикреплен к торцу объекта контроля 3 (О).
Блок питания (не показан на фиг.2) соединен с повторителями 20-35 (П1-П16), фильтрами 36-51 (Ф1-Ф16) и с блоком усилителей 52 (БДУ).
В качестве емкостных приемников 4-19 (ПЕ1-ПЕ16) могут быть использованы плоские металлические пластинки, воспринимающие ток смещения, генерируемый источником электромагнитной эмиссии.
В качестве пъезоакустического преобразователя 2 (ПЭ) можно использовать преобразователь на базе пьезокерамики ЦТС - 19 или аналогичного.
Повторители 20-35 (П1-П16) могут быть выполнены на базе типового элемента TL084 или аналогичного.
Фильтры 36-51 (Ф1-Ф16) могут быть выполнены на базе элементов AD8032 или аналогичного.
Блок усилителей 52 (БДУ) выполнен на базе элементов TL084.
В качестве терминального блока 53 (ТМ) использован стандартный блок BNC-2120 или аналогичный.
В качестве платы ввода-вывода информации 54 (ПВВИ) использована стандартная функциональная приставка NI PCI - 6133 или аналогичная.
В качестве пресса использован пресс ПРГ.
Объект контроля 3 (О) размещают на неподвижном нижнем пуансоне 56 (фиг.2) С помощью верхнего пуансона 57 прессом создают на объекте контроля 3 (О) необходимое давление. Используя импульсный генератор 1 (ИГ), формируют электрический импульс необходимой длительности, частоты повторения и подают его на пьезопреобразователь 2 (ПЭ), с которого ультразвуковой импульс со скоростью продольного звука распространяется по объему исследуемого объекта контроля 3 (О), инициируя при этом возникновение электромагнитной эмиссии, сигналы которой через емкостные приемники 4-19 (ПЕ1-ПЕ16), поступают на повторители 20-35 (П1-П16), где усиливаются по мощности. Затем системой фильтров 36-51 (Ф1-Ф16) выделяют сигналы в заданном частотном диапазоне 5-200 кГц, которые поступают на дифференциальные входы блока усилителей 52 (БДУ), где убирают синфазные помехи и усиливают сигналы по напряжению, которые через терминальный блок 53 (ТМ) фиксируются платой ввода-вывода информации 54 (ПВВИ), а затем компьютером 55 (ЭВМ) производится программное суммирование и усреднение по заданному числу импульсов электромагнитной эмиссии по каждому каналу. После компьютерной обработки результаты измерений представляются в виде амплитудно-частотных зависимостей.