Амплитудного распределения

На практике широко оперируют электрическими сигналами, поэтому целесообразно ввести понятие электрического сигнала АЭ, получаемого как электрический сигнал в;а выходе приемного преобразователя. Эти сигналы можно характеризовать такими параметрами, как общее число импульсов, суммарная АЭ, интенсивность АЭ, уровень (сигналов) АЭ, амплитуда АЭ, амплитудное распределение, энергия (сигнала) АЭ, спектральная плотность (сигналов) АЭ.

Амплитудное распределение - это распределение 5 амплитуд АЭ за исследуемый интервал времени.

Классификацию источников АЭ выполняют с использованием следующих параметров сигналов: суммарный счет, число импульсов, амплитуда (амплитудное распределение), энергия (либо энергетический параметр), скорость счета, активность, концентрация источников АЭ. В систему классификации также входят параметры контролируемого объекта и время. Выявленные и идентифицированные источники АЭ рекомендуется разделять на четыре класса - I, II, III, IV.

Анализ результатов регистрации акустической эмиссии показал, что представительная эмиссия, превышающая два импульса в секунду на канал, исходила из зоны несплошностей и "свежих" сварных швов при нагружении в диапазоне 80-100 атм. При этом в амплитудном спектре эмиссии снижался вес низкоамплитудной моды, и амплитудное распределение становилось равномерным. Количество импульсов акустической эмиссии уменьшалось при накоплении циклов нагружения. По мере роста числа циклов величина средней амплитуды убывала, а спектр смещался в область высоких частот. В случае выдержки под давлением 125 атм характер эмиссии изменялся. Ее интенсивность вначале падала, а затем возрастала в 5-6 раз. Импульсный поток становился более коррелированным, а его интенсивность сохранялась при разгрузке. В ходе последующего повышения давления до 150 атм образовалась течь вследствие наличия некачественного сварного шва. После ремонта испытания были продолжены. При давлении более 150 ат

Важный параметр АЭ при пластической деформации — амплитудное распределение. Металлы с решеткой типа гранецентриро-ванный куб (алюминий, ^-железо) имеют небольшую среднюю энергию импульса (меньше 10~10 Дж), сигналы большой амплитуды в них наблюдают редко. Для них характерна деформация скольжением. Металлы с решеткой типа объемно центрированный куб (в том числе а-железо) имеют несколько большее среднее значение энергии импульсов. Деформация металлов с гексагональной плотно упакованной решеткой (например, цинка, титана) вызывает импульсы АЭ с амплитудой в тысячи раз большей (порядка 10~6 Дж), так как они деформируются двойникованием.

амплитудное распределение в поперечном сечении пучка должно иметь ярко выраженный максимум, совпа-

Принцип работы такой аппаратуры заключается в следующем (см. рис. 37) Энергия СВЧ от клистронного генератора 2 подается на коммутатор, выполненный в виде вращающегося сочленения, и последовательно во все каналы. Пройдя накладную излучающую антенну 5, сигнал излучается в пространство, проходит сквозь контролируемый объект и попадает в накладную приемную антенну 7, а затем в основную приемную антенну 8. Приемная антенна выполнена идентично передающей антенне. В ней имеется коммутатор СВЧ, который в той же последовательности, что и передающая антенна, коммутирует каналы и подает их на детекторную секцию 9, выделяющую низкочастотный сигнал, несущий информацию о внутренней структуре контролируемого объекта. С детекторной секции сигнал подается на линейный усилитель блока усиления и индикации 10, в котором он обрабатывается и передается на модулятор осциллографи-ческой трубки 11, для модуляции электронного потока. Одновременно с этим на отклоняющие пластины осциллографической трубки подают соответствующие напряжения, обеспечивающие получение растра. Это достигается тем, что на вход осциллографа «X» подается запускающий импульс в то время, как осциллограф находится в режиме ждущей развертки. На вход «Y» подается напряжение с датчика кадровой синхронизации 13, который установлен на системе линейного перемещения 15, обеспечивающей перемещение антенн относительно объекта контроля, либо наоборот. При наличии напряжений и сигналов на экране осциллографа получается яркостная или аксонометрическая картина. В приборе заложена возможность индицировать на экране осциллографа амплитудное распределение по любой строке.

Блоки обработки сигналов 5 осуществляют счет принимаемых сигналов по каналам за короткий интервал времени (например, 0,1 с) и суммарную обработку сигналов от всех каналов многоканальной системы. Исследуют также амплитудное распределение принимаемых сигналов и энергию эмиссии за единицу времени или за весь период испытаний. Поскольку существует предположение, что развитие трещины вызывает рост низкочастотных составляющих сигналов, а пластическая деформация приводит к их уменьшению, может оказаться полезным амплитудно-частотный анализ сигналов.

Узкий луч диаграммы направленности, а следовательно, и наибольшую разрешающую способность по углу обеспечивает решетка с равномерным распределением, при этом, однако, уровень боковых лепестков максимален. Симметричное, убывающее к краям решетки амплитудное распределение обеспечивает уменьшение боковых лепестков и расширение главного луча диаграммы направленности. Наименьший и постоянный уровень боковых лепестков обеспечивает дольф — чебышевское распределение.

Амплитудное распределение Формула для расчета множителя комбинирования Параметр Ширина диаграммы направленности 0!, °, по уровню 0,5 мощности Расчетный уровень первого бокового лепестка, дБ

амплитудное распределение сигналов — закон распределения по амплитудам сигналов, принятых за интервал времени или за время наблюдения;

Блок обработки сигналов 5 производит счет принимаемых каналом сигналов за все время испытаний или за короткий интервал времени (например, 0,1 с) и выполняет их анализ. Аналогичную обработку сигналов по всем каналам выполняет блок 6. В анализ сигналов входит исследование их амплитудного распределения, снятие амплитудно-частотных характеристик. Для анализа использу-

Ширина диаграммы направленности и уровень боковых лепестков зависят от вида амплитудного распределения на отдельных пьезопластинах и числа пьезоэлементов в фазированной решетке (табл. 3.7).

Число элементов решетки наряду с периодом и видом амплитудного распределения определяет ширину ее диаграммы направленности в плоскости сканирования, а следовательно, и разрешающую способность по углу. Увеличивать число элементов целесообразно до тех пор, пока зона контроля не попадет в ближнюю

Взаимосвязь между типом амплитудного распределения и шириной диаграммы направленности

где п — среднее число квантов, регистрируемых в единицу времени; а — коэффициент, зависящий от амплитудного распределения импульсов] возникающих при регистрации квантов на входе 7?С-ячейки, численно равный отношению среднего и среднеквадратичного значений их амплитуд. В случае стандартизации импульсов счетчика (т. е. при использовании импульсного режима работы) а = 1, При использовании токовых режимов счетчика величина а зависит от типа счетчика и жесткости регистриру-

Метод фокального пятна состоит в том, что преобразование поля ближней зоны идеальной положительной линзой приводит к образованию в ее фокальной плоскости амплитудного распределения интенсивности излучения, совпадающего с распределением поля в дальней зоне. Плоский фронт волны преобразуется идеальной линзой в сферический, сходящийся в фокусе. Вблизи фокальной плоскости образуется пятно радиусом а. Расходимость определится из соотношения 6 = 2a/f, где / — фокусное расстояние линзы. Пятно минимального радиуса находится не в фокальной плоскости. В этом методе рекомендуется использовать длиннофокусные линзы с большей апертурой. Таким образом, измерение расходимости этим методом сводится к точному измерению радиуса а фокального пятна. Существует несколько способов его определения.

В случае непрерывной АЭ смысл некоторых приведенных выше характеристик меняется и могут быть введены дополнительные характеристики процесса. Поскольку теперь теряется смысл понятия амплитуды импульса, суммарная АЭ и скорость счета АЭ определяются числом выбросов случайного процесса за уровень дискриминации, т.е. числом превышений регистри -руемой величиной (напряжением, током) установленного уровня дискриминации (7Д. Соответственно вместо амплитудного распределения должна использоваться плотность вероятности АЭ w (А), определяющая долю времени наблюдения, в течение которого значение регистрируемой величины находится в ин -тервале значений вблизи А в соответствии с формулой (8.2).

Для непрерывной АЭ число превышений заданного уровня U описывается гауссовским законом при широкополосной регистрации и релеевским - при узкополосной, как этого и следует ожидать в соответствии с ранее изложенным. Отклонения от этих закономерностей, как правило, свидетельствуют о существовании нескольких механизмов деформации. Например, амплитудный анализ убеждает, что при скольжении преобладают компоненты эмиссии с малой амплитудой. Если деформация осуществляется как скольжением, так и двойникованием, то амплитудное распределение характеризуется наличием двух пиков, каждый из которых соответствует своему механизму деформации. Таким образом, анализ амплитудного распределения позволяет оценить соотношение между энергиями, необходимыми для скольжения и двойникования.

Амплитудное распределение АЭ при фрикционном взаимодействии твердых тел обусловлено изменением энергии упругости поверхностных и приповерхностных слоев и существенным образом зависит от их свойств - параметров шероховатости, наличия микроповреждений, наличия и качества смазочного слоя и др. Поэтому характеристики амплитудного распределения могут являться эффективными диагностическими параметрами при контроле узлов трения.

Определение момента окончания приработки на основании анализа среднего значения амплитуды импульсов АЭ. Дисперсия амплитуды импульсов вычисляется по результатам регистрации амплитудного распределения импульсов АЭ.

Если виброакустические данные характеризуются нормальным распределением (Ех — 0), то процесс имеет относительно плавный характер (рис. 8.6а). В случае возникновения периодических составляющих, например периодического залипания и отрыва тормозных келодок, эксцесс имеет положительное значение, что характеризуется наличием выбросов процесса (рис. 8.66). Отсюда следует возможность простейшего аппаратурного решения для обнаружения эксцесса: нужно регистрировать превышения сигналом заданного уровня, для чего необходимо ввести в прибор простейший дискриминатор уровня. В зависимости от характера амплитудного распределения сигналов и выбора уровня дискриминации может наблюдаться немонотонное изменение скорости счета выбросов сигнала за установленный уровень при его увеличении.