Разработка автоматического устройства регистрации крутильных волн в проволоке, страница 2

                          v – скорость распространения крутильной волны 3250м/с.

Следовательно f =1МГц.

Блок-схема экспериментальной установки.

            Для проведения экспериментальных исследований  была создана специальная экспериментальная установка, реализующая эхо-импульсный метод. Структурная схема установки представлена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема экспериментальной установки

Установка состоит из двух зависимых частей, соединяющихся кабелями. Первый модуль включает блок генератора и предварительного усилителя (ГПУ), блок электромагнито-акустического преобразователя (ЭМАП). ЭМАП – излучатель устанавливается вблизи торца проволоки на расстоянии, определяемом рабочей частотой установки, и подключается к генератору и предварительному усилителю блока ГПУ. Контакт ЭМАП с торцом проволоки осуществляется с помощью магнитов и одинарного слоя электроизоляционной ленты.

Второй модуль включает центральный процессор (ЦП), модуль аналогового ввода-вывода (АЦП) с подключенным к нему блоком программируемого усилителя и коммутации (УК), а также источника питания (БП). Ко входу коммутатора УК подключается блок ГПУ. Аналоговый сигнал с выхода программируемого усилителя блока УК поступает на плату АЦП, установленную в каркас. Информационные сигналы поступают из платы АЦП.

            Генератор блока ГПУ вырабатывает электрический импульс, подаваемый на излучатель блока ЭМАП, что приводит к возникновению акустического импульса, распространяющегося в прутке со скоростью V крутильной волны (V = 3250 м/c). Зондирующий импульс должен иметь крутой передний фронт для получения короткого импульса, а следовательно малой неконтролируемой мёртвой зоны со стороны излучения (приема).

            Акустический импульс, отражённый от дефектов проволоки типа нарушения сплошности, а также от его конца, принимаются на том же торце проволоки приёмником блока ЭМАП и в виде электрического сигнала и поступает на предусилитель. Предусилитель обеспечивает фильтрацию и предварительное усиление сигналов без ограничения и имеет фиксированный коэффициент усиления. Предусилитель, должен иметь малые собственные тепловые шумы и широкую полосу пропускания для неискажённого приёма эхо-импульсов от противоположного торца, а следовательно, для уменьшения мёртвой зоны со стороны донной поверхности. Программируемый усилитель осуществляет дальнейшее усиление сигналов, его коэффициент усиления автоматически выбирается так, чтобы измеряемый сигнал не входил в ограничение. Электрический сигнал с усилителя поступает на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП и далее обрабатывается ЦП и сохраняется в ОЗУ. Результаты прозвучивания объекта контроля выводятся на экран персонального компьютера в виде графической дефектограммы. Блок источника питания обеспечивает стабилизированное питание всех электронных схем блоков. Управление работой всех электронных узлов системы производится программно.