RU2324929C1 - Vibration diagnostic method and equipment for beginning of failure in construction elements - Google Patents
Vibration diagnostic method and equipment for beginning of failure in construction elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324929C1 RU2324929C1 RU2006143226/28A RU2006143226A RU2324929C1 RU 2324929 C1 RU2324929 C1 RU 2324929C1 RU 2006143226/28 A RU2006143226/28 A RU 2006143226/28A RU 2006143226 A RU2006143226 A RU 2006143226A RU 2324929 C1 RU2324929 C1 RU 2324929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- vibration
- inputs
- crack
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и технической диагностики.The invention relates to the field of non-destructive testing and technical diagnostics.
Наиболее близким к изобретению является вибрационный способ диагностики начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта, заключающийся в том, что с помощью датчиков вибраций, установленных на диагностируемом объекте, фиксируют изменение вибраций после появления трещин или иных нарушений сплошности материала элемента конструкции объекта, на начальном этапе определяют место возможного разрушения элемента конструкции объекта на основе знаний об особенностях конструкции, на основе опыта разрушений аналогичных конструкций, на основе инженерных расчетов, исследований, после чего на исправном объекте в месте возможного разрушения устанавливают два или более одинаковых датчиков вибраций, сигналы которых, возникающие в результате функционирования объекта или воздействия независимого источника вибраций, установленного на объекте, затем сравнивают между собой в любом порядке с помощью любых средств сравнения и, если при исправном состоянии контролируемого датчиками элемента конструкции средства сравнения выдадут информацию о равенстве сигналов датчиков, что квалифицируется как отсутствие признаков разрушения, объект включается в эксплуатацию, но если при исправном состоянии контролируемого датчиками элемента конструкции, сигналы от разных датчиков отличаются друг от друга настолько, что средства сравнения сигнализируют о наличии дисбаланса сравниваемых сигналов, выполняется балансировка сигналов датчиков, для чего сигнал каждого датчика с помощью любых средств умножают на свой весовой коэффициент, в результате чего выравнивают между собой сигналы датчиков и средства сравнения выдают информацию о равенстве сигналов датчиков, что квалифицируется как отсутствие признаков разрушения в контролируемой датчиками зоне, затем после выполнения балансировки объект включается в эксплуатацию и, если в процессе эксплуатации в контролируемой датчиками зоне возникают трещины в материале - предвестники разрушения, они меняют условия распространения вибрационных волн в зоне установки датчиков, что приводит к нарушению баланса сигналов датчиков и средства сравнения выдают информацию о неравенстве сигналов датчиков, что квалифицируется как начало процесса разрушения контролируемого элемента конструкции объекта, на основе практического опыта, инженерных расчетов, исследований устанавливают допустимое пороговое значение разности сравниваемых сигналов датчиков, превышение которого в процессе эксплуатации объекта квалифицируют как начало процесса разрушения, о чем выдается предупреждающий сигнал, при этом функции порогового элемента с регулируемым порогом, контролирующего превышение порогового значения разности сравниваемых сигналов датчиков, могут быть реализованы любыми средствами, из сигналов датчиков с помощью фильтров выделяются информативные частоты, которые содержат информацию об изменениях вибрационных колебаний, связанных с появлением трещин в зоне установки датчиков, и далее используют только эти составляющие сигналов датчиков для последующих этапов обработки, таких как балансировка, сравнение, сопоставление результатов сравнения с пороговой величиной, сигналы вибрационных датчиков с помощью аналого-цифровых преобразователей преобразуют в цифровую форму представления и всю дальнейшую обработку сигналов осуществляют на микроконтроллере или любом ином устройстве обработки цифровой информации программными средствами, включая выделение информативных частот из общих сигналов, балансировку, сравнение, сопоставление результатов сравнения с пороговой величиной и выдачу сигнала, предупреждающего о появлении трещин, если имело место превышение порога, что квалифицируют как начало процесса разрушения, для создания вибрационных колебаний в контролируемом элементе конструкции используют любой независимый источник вибрационных колебаний, который устанавливается на объекте в любом месте (Патент РФ на изобретение №2284518, кл. МПК G01N 29/04 (2006.01), G01M 7/00 (2006.01), опубликовано 27.09.2006).Closest to the invention is a vibrational method for diagnosing the onset of the fracture process in the structural members of an object, which consists in the fact that using vibration sensors installed on the diagnosed object, the vibration changes are recorded after cracks or other violations of the continuity of the material of the structural element of the object are detected, at the initial stage the place of possible destruction of the structural element of the object based on knowledge of the design features, based on the experience of destruction of similar structures, on the basis of engineering calculations, studies, after which two or more identical vibration sensors are installed on a serviceable object in the place of possible destruction, whose signals resulting from the functioning of the object or the influence of an independent vibration source installed on the object are then compared with each other in any order with using any means of comparison, and if, when the structural element controlled by the sensors is in good condition, the comparison means will give information about the equality of the sensor signals, h о qualifies as the absence of signs of destruction, the object is put into operation, but if the structural element controlled by the sensors is in good condition, the signals from different sensors differ from each other so much that the means of comparison signal the presence of an imbalance of the compared signals, the sensor signals are balanced, for which the signal each sensor by any means is multiplied by its weight coefficient, as a result of which the sensor signals are aligned with each other and the means of comparison give information about the equality of the sensor signals, which qualifies as the absence of signs of destruction in the zone controlled by the sensors, then after balancing the object is put into operation and, if during the operation in the zone controlled by sensors there are cracks in the material - precursors of destruction, they change the propagation conditions of vibration waves in the sensor installation area, which leads to an imbalance in the sensor signals, and the comparison tools provide information about the inequality of the sensor signals, which qualifies cited as the beginning of the destruction process of a controlled structural element of an object, on the basis of practical experience, engineering calculations, studies establish an acceptable threshold value of the difference of the compared sensor signals, the excess of which during operation of the object is qualified as the beginning of the destruction process, about which a warning signal is issued, while the threshold function element with an adjustable threshold that controls the excess of the threshold value of the difference of the compared sensor signals can be implemented by any means, informative frequencies are extracted from the sensor signals using filters, which contain information about changes in vibrational vibrations associated with the appearance of cracks in the sensor installation area, and then they use only these components of the sensor signals for subsequent processing steps, such as balancing, comparison, comparing the comparison results with a threshold value, the signals of the vibration sensors with the help of analog-to-digital converters are converted into a digital form of presentation and all further signal processing is carried out on a microcontroller or any other device for processing digital information by software, including extracting informative frequencies from common signals, balancing, comparing, comparing the comparison results with a threshold value and issuing a signal warning about the appearance of cracks if there has been an excess of the threshold, that qualify as the beginning of the destruction process, to create vibrational vibrations in a controlled structural element use any independent Source of the vibrations, which is mounted on an object anywhere (RF patent for invention №2284518, Cl. IPC G01N 29/04 (2006.01),
Наиболее близким к изобретению является устройство диагностики начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта, состоящее из двух вибрационных датчиков, аналого-цифровых преобразователей, микроконтроллера, независимого источника вибрационных колебаний, который устанавливается на объекте в любом месте, причем сигналы вибрационных датчиков с помощью аналого-цифровых преобразователей преобразуются в цифровую форму представления и вся дальнейшая обработка сигналов осуществляется на микроконтроллере программными средствами, включая выделение информативных частот, балансировку, сравнение сигналов, сопоставление результатов сравнения с пороговой величиной и выдачу на выходе сигнала, предупреждающего о появлении трещин, если имело место превышение пороговой величины (Патент РФ на изобретение №2284518, кл. МПК G01N 29/04 (2006.01), G01M 7/00 (2006.01), опубликовано 27.09.2006).Closest to the invention is a diagnostic device for the beginning of the destruction process in the structural elements of an object, consisting of two vibration sensors, analog-to-digital converters, a microcontroller, an independent source of vibrational vibrations, which is installed on the object anywhere, and the signals of vibrational sensors using analog-digital converters are converted into digital form of presentation and all further signal processing is carried out on the microcontroller by software mi, including the selection of informative frequencies, balancing, comparing signals, comparing the comparison results with a threshold value and outputting a signal warning of the appearance of cracks if there is an excess of the threshold value (RF Patent for invention No. 2284518, class IPC G01N 29/04 (2006.01), G01M 7/00 (2006.01), published September 27, 2006).
Недостатками данного способа и устройства являются отсутствие возможности проверки исправности вибрационного датчика и необходимость периодического выполнения балансировки выходных сигналов датчиков при исправном состоянии элемента конструкции, кроме того, не обеспечивается наблюдения за динамикой изменения величины трещины.The disadvantages of this method and device are the lack of the ability to check the health of the vibration sensor and the need for periodic balancing of the output signals of the sensors when the structural member is in good condition, in addition, monitoring of the dynamics of the crack magnitude is not provided.
Необходимость выполнения балансировки выходных сигналов датчиков обусловлена следующими причинами. В общем случае объекты могут значительно отличаться друг от друга как по размерам, так и по сложности конструкции. Поэтому возможна ситуация, когда сигналы датчиков, установленных в зоне контроля, на исправных объектах будут отличаться друг от друга. Причиной могут быть особенности конструкции объекта, разница в размещении датчиков и множество других причин, даже таких как присутствие допустимых, в некоторых случаях, нарушений сплошности материала.The need for balancing the output signals of the sensors due to the following reasons. In the general case, objects can significantly differ from each other both in size and in design complexity. Therefore, a situation is possible when the signals of sensors installed in the control zone at serviceable objects will differ from each other. The reason may be the design features of the object, the difference in the placement of sensors and many other reasons, even such as the presence of permissible, in some cases, discontinuities in the material.
Чтобы исключить влияние таких причин, способных вызвать дисбаланс сигналов датчиков, но не имеющих отношения к началу процесса разрушения, и зафиксировать соотношение сигналов датчиков при исправном состоянии элемента конструкции выполняется балансировка сигналов датчиков. Для чего с целью выравнивания сигналов сигнал каждого датчика умножается на свой весовой коэффициент.In order to exclude the influence of such reasons that can cause an imbalance in the sensor signals, but not related to the beginning of the destruction process, and fix the ratio of sensor signals when the structural element is in good condition, the sensor signals are balanced. Why, in order to equalize the signals, the signal of each sensor is multiplied by its own weight coefficient.
Для исключения процесса балансировки предлагается способ, основанный на временном анализе выходного сигнала датчика.To exclude the balancing process, a method based on a temporary analysis of the sensor output signal is proposed.
Цель изобретения - повышение достоверности и информативности в определении как момента появления, так и динамики распространения трещины за счет определения частот вибрации через равные промежутки времени и сравнения их между собой и определения динамики изменения разности частот вибрации относительно двух заданных значений.The purpose of the invention is to increase the reliability and information content in determining both the moment of occurrence and the dynamics of crack propagation by determining vibration frequencies at regular intervals and comparing them with each other and determining the dynamics of changes in the difference in vibration frequencies relative to two specified values.
Для достижения технического результата изобретения в вибрационном способе диагностики начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта, заключающемся в определении места возможного разрушения на начальном этапе на основе знаний особенностей конструкции и опыта разрушений аналогичных конструкций, в установке датчика вибраций на месте возможного разрушения элемента диагностируемого объекта, создании вибрационных колебания в контролируемом элементе конструкции путем использования любого независимого источника вибрационных колебаний, который устанавливают на объекте в любом месте, дополнительно определяют исправность вибрационного датчика на основе анализа амплитуды вибрации и осуществляют индикацию исправности датчика, периодически через равные интервалы времени осуществляют измерение частот вибраций, и их взаимный анализ момент появления неравенства квалифицируется как начало процесса разрушения контролируемого элемента конструкции объекта, и осуществляют индикацию момента возникновения трещины, определяют на основе динамики изменения разности частот вибрации скорость развития трещины и ее индикацию.To achieve the technical result of the invention in a vibrational method for diagnosing the beginning of the destruction process in the structural elements of the object, which consists in determining the place of possible destruction at the initial stage on the basis of knowledge of the structural features and the experience of the destruction of similar structures, in installing a vibration sensor in place of the possible destruction of the element of the diagnosed object, creating vibrational vibrations in a controlled structural element using any independent source of vibration oscillations, which are installed on the object at any place, additionally determine the health of the vibration sensor based on the analysis of the amplitude of vibration and provide an indication of the health of the sensor, periodically at equal intervals measure the frequency of the vibrations, and their mutual analysis, the moment of occurrence of the inequality qualifies as the beginning of the process of destruction of the controlled structural element of the object, and provide an indication of the moment of occurrence of a crack, determined on the basis of the dynamics of changes in different STI vibration frequency of the speed of the crack and its indication.
Для осуществлении заявляемого способа в устройстве диагностики начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта состоящем из исследуемой конструкции объекта, механически связанной с возбудителем колебаний и датчика вибрации, дополнительно введены блок обработки сигналов, индикатор исправности датчика, индикатор появления трещины, индикатор скорости изменения трещины, причем выходы датчика вибрации и возбудителя колебаний соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки сигналов, первый, второй, третий выходы которого соединены соответственно с входом индикатора исправности датчика вибрации, с входом индикатора появления трещины, с входом индикатора скорости изменения величины трещины.To implement the proposed method in the device for diagnosing the beginning of the destruction process in the structural elements of the object consisting of the studied object structure, mechanically connected with the pathogen and the vibration sensor, an additional signal processing unit, a sensor health indicator, a crack appearance indicator, a crack change rate indicator, and outputs vibration sensor and vibration exciter are connected respectively to the first and second inputs of the signal processing unit, the first, second, third Exit of which are connected respectively to the input indicator serviceability vibration sensor to an input indicator crack occurrence, with the input velocity change indicator value crack.
Кроме того, блок обработки сигналов состоит из первого, второго, третьего пороговых устройств, первого, второго, третьего, четвертого элементов И, первого, второго, третьего и четвертого элемента И-НЕ, сдвигового регистра, генератора импульсов, первого, второго и третьего счетчиков, первого и второго вычитающих устройств, первой и второй дифференцирующих цепей, линии задержки, элемента ИЛИ, триггера, делителя, задатчика сигналов, кнопки «Обнуления», причем первый и второй входы блока обработки сигналов соединены соответственно с первым входом первого порогового устройства и через первый элемент И-НЕ со вторым входом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового устройства, второй вход которого соединен с первым выходом задатчика сигналов, выход первого порогового устройства одновременно является первым выходом блока обработки сигналов, выход первого элемента И соединен с первым входом сдвигового регистра, второй вход которого соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, выход которой одновременно соединен со вторыми входами первого, второго, третьего счетчиков и элемента ИЛИ, при нажатии кнопки «Обнуления» сигнал поступает на вход первой дифференцирующей цепи, первый, второй, третий и четвертый выходы сдвигового регистра соединены соответственно со вторым и, через второй элемент И-НЕ, первым входом второго элемента И, со вторым и через третий элемент И-НЕ первым входом третьего элемента И, генератор импульсов соединен с третьими входами второго, третьего и четвертого элементов И, выходы второго и третьего элемента И соединены соответственно через первый и второй счетчики с первым и вторым входами первого вычитающего устройства, выход которого одновременно является вторым выходом блока обработки информации и соединен с входом линии задержки и первыми входами второго и третьего пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно со вторым и третьим выходами задатчика сигналов, выходы второго и третьего пороговых устройств соответственно через триггер и четвертый элемент И-НЕ соединены с первым и вторым входами четвертого элемента И, выход которого через третий счетчик соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен через второе вычитающее устройство со вторым и третьим выходами задатчика сигналов, выход линии задержки через вторую дифференцирующую цепь и первый вход элемента ИЛИ соединен со вторым входом триггера, выход делителя является третьим выходом блока обработки сигналов.In addition, the signal processing unit consists of the first, second, third threshold devices, the first, second, third, fourth AND elements, the first, second, third and fourth AND elements, the shift register, the pulse generator, the first, second and third counters , the first and second subtracting devices, the first and second differentiating circuits, the delay line, the OR element, the trigger, the divider, the signal setter, the “Reset” button, the first and second inputs of the signal processing unit being connected respectively to the first input the house of the first threshold device and through the first AND-NOT element with the second input of the first AND element, the first input of which is connected to the output of the first threshold device, the second input of which is connected to the first output of the signal setter, the output of the first threshold device is simultaneously the first output of the signal processing unit, the output of the first element And is connected to the first input of the shift register, the second input of which is connected to the output of the first differentiating circuit, the output of which is simultaneously connected to the second inputs of the first , of the second, third counters and the OR element, when the “Zero” button is pressed, the signal is fed to the input of the first differentiating circuit, the first, second, third and fourth outputs of the shift register are connected respectively to the second and, through the second AND-NOT element, the first input of the second element And, with the second and through the third element AND NOT the first input of the third element And, the pulse generator is connected to the third inputs of the second, third and fourth elements And, the outputs of the second and third element And are connected respectively through the first and second count sensors with the first and second inputs of the first subtractor, the output of which is simultaneously the second output of the information processing unit and is connected to the input of the delay line and the first inputs of the second and third threshold devices, the second inputs of which are connected respectively to the second and third outputs of the signal setter, the outputs of the second and of the third threshold devices, respectively, through a trigger and a fourth AND element NOT connected to the first and second inputs of the fourth And element, the output of which through a third counter is connected to rvym divider input, a second input of which is connected via a second subtractor to the second and third outputs of the set point signal, the output of the delay line via the second differentiating circuit and the first input of the OR element is connected to the second input flip-flop, the divider output is a third output of the signal processing unit.
Кроме того, сигналы вибрационных датчиков с помощью аналого-цифровых преобразователей АЦП преобразуют в цифровую форму представления и всю дальнейшую обработку сигналов осуществляют на микроконтроллере или любом ином устройстве обработки цифровой информации программными средствами, включая формирование трех заданных сигналов, сравнение амплитуды вибрации с первым заданным значением и выдачу информации об исправности вибрационного датчика при превышении первого заданного значения, измерение частот вибрации через равные интервалы времени, сравнение частот вибраций между собой и в случае появления разностного сигнала, что квалифицируется как начало процесса разрушения, осуществление индикации о появлении трещины, оценивание динамики развития трещины на основе динамики изменения разности частоты вибраций ΔF относительно двух заданных значений.In addition, the signals of vibration sensors using analog-to-digital converters of the ADC are converted into digital representations and all further signal processing is carried out on a microcontroller or any other device for processing digital information by software, including the formation of three preset signals, comparing the vibration amplitude with the first preset value and the issuance of information about the health of the vibration sensor when the first preset value is exceeded, the measurement of vibration frequencies at regular intervals time, comparing the vibration frequencies with each other and in the case of the appearance of a difference signal, which qualifies as the beginning of the fracture process, providing an indication of the appearance of a crack, assessing the dynamics of crack development based on the dynamics of the difference in the frequency of vibrations ΔF relative to two specified values.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий.New features that have significant differences in the method is the following set of actions.
1. Определяют исправность вибрационного датчика на основе анализа амплитуды вибрации.1. Determine the health of the vibration sensor based on the analysis of the amplitude of vibration.
2. Осуществляют индикацию исправности датчика.2. Indicate the health of the sensor.
3. Осуществляют измерение частот вибрации периодически, через равные интервалы времени, и их сравнение между собой.3. Measure vibration frequencies periodically, at regular intervals, and compare them with each other.
4. Определяют момент появления неравенства частот и квалифицируют это как начало процесса разрушения контролируемого элемента конструкции объекта.4. Determine the moment of occurrence of frequency inequality and qualify this as the beginning of the process of destruction of the controlled structural element of the object.
5. Осуществляют индикацию момента возникновения трещины.5. Indicate the moment of occurrence of the crack.
6. Определяют скорость развития трещины на основе динамики изменения частоты вибрации.6. Determine the rate of crack development based on the dynamics of changes in the frequency of vibration.
7. Осуществляют индикацию скорости развития трещины.7. Carry out an indication of the rate of crack development.
Существенными отличительными признаками по устройству является блок обработки сигналов и связи между известными и новыми элементами.The salient features of the device is the signal processing and communication unit between known and new elements.
На фиг.1 показана структурная схема устройства, на фиг.2 - структурная схема блока обработки сигналов, на фиг.3 - алгоритм работы микропроцессора, на фиг.4 - алгоритм измерения частот вибраций.In Fig.1 shows a structural diagram of the device, Fig.2 is a structural diagram of a signal processing unit, Fig.3 is a microprocessor operation algorithm, Fig.4 is a vibration frequency measurement algorithm.
Устройство диагностики начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта состоит из исследуемой конструкции 1 объекта, механически связанного с возбудителем 2 колебаний датчика 3 вибрации, блока 4 обработки сигналов, индикатора 5 исправности датчика, индикатора 6 появления трещины, индикатора 7 скорости изменения трещины, причем выход датчика вибрации соединен с первым входом блока обработки сигналов, второй вход которого соединен с выходом возбудителя 2 колебаний, первый, второй, третий выходы блока 4 обработки сигналов соединены соответственно с входом индикатора 5 исправности датчика вибрации, с входом индикатора 6 появления трещины, с входом индикатора 7 скорости изменения величины трещины.The diagnostic device for the beginning of the destruction process in the structural elements of the object consists of the investigated
Блок 4 обработки сигналов состоит из первого 8, второго 9, третьего 10 пороговых устройств, первого 11, второго 12, третьего 13, четвертого 14 элементов И, первого 15, второго 16, третьего 17 и четвертого 18 элементов И-НЕ, сдвигового регистра 19, генератора 20 импульсов, первого 21, второго 22 и третьего 23 счетчиков, первого 24 и второго 25 вычитающих устройств, первой 26 и второй 27 дифференцирующих цепей, линии 28 задержки, элемента ИЛИ 29, триггера 30, делителя 31, задатчика 32 сигналов, кнопки 33 «Обнуления», причем первый и второй входы блока 4 обработки сигналов соединены соответственно с первым входом первого 8 порогового устройства и через первый 15 элемент И- НЕ со вторым входом первого 11 элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого 8 порогового устройства, второй выход соединен с первым выходом задатчика 32 сигналов, выход первого 8 порогового устройства является первым выходом блока 4 обработки сигналов, выход первого 11 элемента И соединен с первым входом сдвигового регистра 19, второй вход которого соединен с выходом первого 26 дифференцирующего усилителя, выход которого одновременно соединен со вторыми входами первого 21, второго 22, третьего 23 счетчиков и элемента ИЛИ 29, первый, второй, третий и четвертый выходы сдвигового регистра 19 соединены соответственно со вторым и через второй 16 элемент И-НЕ с первым входом второго 12 элемента И, со вторым и через третий 17 элемент И-НЕ первыми входами третьего 13 элемента И, генератор 20 импульсов соединен с третьими входами второго 12, третьего 13 и четвертого 14 элементов И, выходы второго 12 и третьего 13 элементов И соединены соответственно через первый 21 и второй 22 счетчики с первым и вторым входами первого 24 вычитающего устройства, выход которого одновременно является вторым выходом блока 4 обработки информации и соединен с входом линии 28 задержки и первыми входами второго 9 и третьего 10 пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно со вторым и третьим выходами задатчика 32 сигналов, выходы второго 9 и третьего 10 пороговых устройств соответственно через триггер 30 и четвертый 18 элемент И-НЕ соединены с первым и вторым входами четвертого 14 элемента И, выход которого через третий 23 счетчик соединен с первым входом делителя 31, второй вход которого соединен через второе 25 вычитающее устройство со вторым и третьим выходами задатчика 32 сигналов, выход линии 28 задержки через вторую 27 дифференцирующую цепь и первый вход элемента ИЛИ 29 соединен со вторым входом триггера 30, первый выход задатчика 32 сигналов через кнопку 33 «Обнуления» соединен с входом первой 26 дифференцирующей цепи, выход делителя 31 является третьим выходом блока 4 обработки сигналов.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Сначала осуществляется подготовка устройства к работе, при нажатии кнопки 33 «Обнуления» сигнал поступает на вход первой 26 дифференцирующей цепи, с выхода которой сигнал обнуления поступает одновременно на вторые входы сдвигового регистра 19, первого 21, второго 22, третьего 23 счетчиков и элемента ИЛИ 29, с выхода которого поступает на второй вход триггера 30 (фиг.2).First, the device is prepared for operation, when the “Reset”
Под действием возбудителя 2 колебаний на исследуемой конструкции 1 объекта возникают вибрационные колебания, которые с датчика 3 вибрации поступают на первый вход блока 4 обработки сигналов, на второй вход которого поступает сигнал с выхода возбудителя 2 колебаний (фиг.1).Under the action of the pathogen 2 oscillations on the studied
Сигналы через первый и второй входы блока 4 обработки сигналов поступают соответственно на первый вход первого 8 порогового устройства и через первый 15 элемент И- НЕ на второй вход первого 11 элемента И, на первый вход которого поступают сигналы с выхода первого 8 порогового устройства в случае превышения уровня сигнала, поступающего на второй вход с первого выхода задатчика 32 сигналов.The signals through the first and second inputs of the
Сигнал с выхода первого 8 порогового устройства, который является первым выходом блока 4 обработки сигналов, поступает на индикатор 5 исправности датчика.The signal from the output of the first 8 threshold device, which is the first output of the
С выхода первого 11 элемента И сигнал поступает на первый вход сдвигового регистра 19. Сдвиговый регистр 19 обеспечивает измерение частоты вибрации через равные промежутки времени.From the output of the first 11 element And the signal is fed to the first input of the
Это осуществляется следующим образом.This is done as follows.
Сигналы с первого, второго выходов сдвигового регистра 19 поступают на первый и второй выходы второго 12 элемента И через второй 16 элемент И-НЕ и непосредственно, тем самым обеспечивая поступления импульсов с генератора 20 через третий вход элемента И 12 вход счетчика 21 обеспечивая измерения частоты вибрации в первый промежуток времени.The signals from the first, second outputs of the
Во второй промежуток времени, в момент поступления сигналов с третьего входа сдвигового регистра 19, сигналы поступают на второй вход третьего 13 элемента И, на первый вход которого поступает сигнал с выхода элемента И-НЕ 17, обеспечивая поступление сигналов с генератора 20 импульсов на вход второго счетчика и измерение частоты вибрации во второй промежуток времени.In the second period of time, at the time of the arrival of signals from the third input of the
На основе сравнения измеренных частот вибраций в первый и второй промежуток времени осуществляется определение момента возникновения трещины.Based on the comparison of the measured vibration frequencies in the first and second time interval, the moment of crack occurrence is determined.
Сигналы с выходов первого 21 и второго 22 счетчиков поступают на первый и второй входы первого 24 вычитающего устройства.The signals from the outputs of the first 21 and second 22 counters are supplied to the first and second inputs of the first 24 subtractor.
В случае неравенства частот вибрации сигнал с выхода первого 24 вычитающего устройства поступает на вход индикатора 6 наличия трещины.In the case of inequality of vibration frequencies, the signal from the output of the first 24 subtractor is fed to the input of the
Для определения динамики развития трещины сигнал с выхода первого 24 вычитающего устройства поступает также на вход линии 28 задержки и первые входы второго 9 и третьего 10 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы соответственно со второго и третьего выходов задатчика 32 сигналов.To determine the dynamics of crack development, the signal from the output of the first 24 subtractor also goes to the input of the
В случае превышения уровня вибраций двух заданных значений сигналы с выхода второго 9 и третьего 10 пороговых устройств соответственно через триггер 30 и четвертый 18 элемент И-НЕ поступают на первый и второй входы четвертого 14 элемента И, через третий вход которого поступают импульсы с генератора 20 на третий 23 счетчик, с выхода которого сигнал, пропорциональный временному интервалу изменения частот вибраций, поступает на первый вход делителя 31, на второй вход которого поступают сигналы через второе 25 вычитающее устройство, которое связано со вторым и третьим выходами задатчика 32 сигналов, с выхода которого сигнал, поступает на индикатор 7 скорости изменения трещин.If the vibration level of two preset values is exceeded, the signals from the output of the second 9 and third 10 threshold devices, respectively, through a
Для осуществления наблюдения за процессом развития трещины в устройстве предусмотрено периодическое обнуления триггера 30 через линию 28 задержки через вторую 27 дифференцирующую цепь и первый вход элемента ИЛИ 29 (фиг.2.).To monitor the process of crack development, the device provides for periodic zeroing of the
Сигналы с выхода вибрационного датчика как в прототипе можно преобразовать с помощью аналого-цифровых преобразователей в цифровую форму представления и вся дальнейшая обработка сигналов осуществляется на микропроцессоре программными средствами в соответствии с представленным алгоритмами обработки сигналов (фиг.3, фиг.4).The signals from the output of the vibration sensor as in the prototype can be converted using analog-to-digital converters into a digital form of presentation and all further signal processing is carried out on the microprocessor by software in accordance with the presented signal processing algorithms (Fig. 3, Fig. 4).
Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют оценить работоспособность датчика, достоверно определить момент появления трещины и динамику изменения величины трещины.Thus, the proposed method and device can evaluate the operability of the sensor, reliably determine the moment of occurrence of the crack and the dynamics of the magnitude of the crack.
Источник информацииThe source of information
Патент РФ на изобретение №2284518, кл. МПК G01N 29/04 (2006.01), G01M 7/00 (2006.01), опубл. 27.09.2006 (прототип).RF patent for the invention No. 2284518, class. IPC G01N 29/04 (2006.01), G01M 7/00 (2006.01), publ. 09/27/2006 (prototype).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006143226/28A RU2324929C1 (en) | 2006-12-06 | 2006-12-06 | Vibration diagnostic method and equipment for beginning of failure in construction elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006143226/28A RU2324929C1 (en) | 2006-12-06 | 2006-12-06 | Vibration diagnostic method and equipment for beginning of failure in construction elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2324929C1 true RU2324929C1 (en) | 2008-05-20 |
Family
ID=39798887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006143226/28A RU2324929C1 (en) | 2006-12-06 | 2006-12-06 | Vibration diagnostic method and equipment for beginning of failure in construction elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2324929C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191511U1 (en) * | 2019-05-17 | 2019-08-08 | Пазушко Павел Михайлович | DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS |
-
2006
- 2006-12-06 RU RU2006143226/28A patent/RU2324929C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191511U1 (en) * | 2019-05-17 | 2019-08-08 | Пазушко Павел Михайлович | DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4459851A (en) | Method and device for the localization and analysis of sound emissions | |
CN102928514B (en) | Frequency characteristic-based nondestructive detection method of stress waves of wood | |
US8522615B1 (en) | Simplified direct-reading porosity measurement apparatus and method | |
US20130118261A1 (en) | Acoustic structural integrity monitoring system and method | |
KR20100117524A (en) | Structural integrity monitoring system | |
WO1996041158A1 (en) | Method and apparatus for predicting structural integrity by estimating modal damping factor | |
EP0015868B1 (en) | A system for monitoring vibration of an engine | |
CN106932162B (en) | Track dynamic stiffness test method and system | |
RU2324929C1 (en) | Vibration diagnostic method and equipment for beginning of failure in construction elements | |
KR101046748B1 (en) | Dedicated Vibration Diagnosis Method and Analysis System for Generator Stator Windings | |
JP2009025022A (en) | Concrete structure quality inspection method and concrete structure quality inspection device | |
CN111122085B (en) | Structure assembly quality evaluation method based on power distribution characteristics | |
Secanellas et al. | A system designed to monitor in-situ the curing process of sprayed concrete | |
AU674237B2 (en) | Continuous monitoring of reinforcements in structures | |
GB2105465A (en) | Ultrasonic pulse-echo detection of defects | |
JP3917359B2 (en) | Nondestructive compression test method and nondestructive compression test equipment for concrete | |
RU2664795C1 (en) | Multi-channel acoustic-emission system of construction diagnostics | |
JPH03111735A (en) | Automatic young's modulus measuring apparatus | |
RU53781U1 (en) | VIBRATION DEFECTOSCOPE | |
KR100555880B1 (en) | The frequency counter using double edge time interval and the oscillator test device using the counter | |
Manthei et al. | 09-Acoustic Emission measurements during a tensile fatigue test in reinforced concrete. | |
JP2002181677A (en) | Nondestructive compressive strength testing method, stress estimating method and test device for concrete | |
RU2791836C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
JPS5819986B2 (en) | AE Shingo Shinpuku Bunpusokutei Souchi | |
JPH09280939A (en) | Balance apparatus with plurality of metering sensors |