RU2425362C2 - Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver - Google Patents

Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver Download PDF

Info

Publication number
RU2425362C2
RU2425362C2 RU2009114768/28A RU2009114768A RU2425362C2 RU 2425362 C2 RU2425362 C2 RU 2425362C2 RU 2009114768/28 A RU2009114768/28 A RU 2009114768/28A RU 2009114768 A RU2009114768 A RU 2009114768A RU 2425362 C2 RU2425362 C2 RU 2425362C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
wavelet
frequency
acoustic emission
frequency components
Prior art date
Application number
RU2009114768/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009114768A (en
Inventor
Олег Викторович Башков (RU)
Олег Викторович Башков
Владимир Алексеевич Ким (RU)
Владимир Алексеевич Ким
Дмитрий Александрович Шпак (RU)
Дмитрий Александрович Шпак
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ")
Priority to RU2009114768/28A priority Critical patent/RU2425362C2/en
Publication of RU2009114768A publication Critical patent/RU2009114768A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425362C2 publication Critical patent/RU2425362C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: two sources which imitate acoustic emission signals (calibration signals) are placed at a known distance S from each other on the analysed technical device or sample of the analysed material. Said signals are received with receiving apparatus with parallel data digitisation. The calibrated signals undergo wavelet decomposition. Wavelet decomposition scaling coefficients which correspond to frequency components F1 and F2 are selected (F1 and F2 lie in the spectrum range of the recorded acoustic frequency conversions, F2≥2∗F1). Maxima of the mutual correlation function R which will correspond to time delay between the analysed series of wavelet coefficients are determined. For each of the pairs of wavelet coefficients of frequency coefficients F1 and F2 the delay of propagation of the frequency component F1 relative component F2 is calculated using the formula: Δtk=Δt1-Δt2, where Δt1 and Δt2 is delay between the analysed wavelet coefficients of the pair of calibration signals for frequency components F1 and F2, respectively. The analysed technical device or sample of analysed material is loaded. Acoustic emission signals are recorded. The recorded acoustic emission signals undergo wavelet decomposition, after which the location of acoustic emission sources is determined via defined mathematical processing of the data obtained from the wavelet decomposition.
EFFECT: possibility of determining distance to an acoustic emission signal source using one acoustic emission signal receiver.
8 dwg

Description

Изобретение относится к акустико-эмиссионной диагностике материалов и конструкций и может быть использовано для линейной локации источников акустической эмиссии (АЭ) с применением одного приемника и повышения достоверности при определении местоположения источников сигналов АЭ при применении известных методов линейной, плоскостной и объемной локации.The invention relates to acoustic emission diagnostics of materials and structures and can be used for linear location of acoustic emission sources (AE) using a single receiver and to increase the reliability when determining the location of AE signal sources when using known methods of linear, planar and volumetric location.

Известен способ измерения расстояния от единственного приемника до источника сигнала АЭ [1], где измеряется разность времени Δt между началом сигнала АЭ и максимумом этого сигнала или максимумом его огибающей, пришедшим на приемник АЭ. Вычисление расстояния осуществляют по формуле L=K*Δt, где К - определяемый экспериментально коэффициент пропорциональности. Недостатком данного способа является зависимость точности определения расстояния от необходимости четкой фиксации начала сигнала и зависимость от числа предварительных измерений разности времени Δt имитационных сигналов АЭ на заранее известных расстояниях «источник-приемник». Число предварительных измерений при этом должно быть достаточно для построения аппроксимирующей зависимости.A known method of measuring the distance from a single receiver to the source of the AE signal [1], where the time difference Δt between the beginning of the AE signal and the maximum of this signal or the maximum of its envelope arriving at the AE receiver is measured. The calculation of the distance is carried out according to the formula L = K * Δt, where K is the experimentally determined coefficient of proportionality. The disadvantage of this method is the dependence of the accuracy of determining the distance from the need for a clear fixation of the beginning of the signal and the dependence on the number of preliminary measurements of the time difference Δt of the AE simulation signals at predetermined source-receiver distances. The number of preliminary measurements should be sufficient for constructing an approximating dependence.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ [2] измерения расстояния от единственного приемника АЭ до источника АЭ, где измеряют разность времени прихода Δt на приемник АЭ двух различных типов волн или частотных составляющих одного типа волны, порожденных одним актом АЭ. Физически возможность определения данного расстояния указанным образом объясняется тем, что в дисперсных волноводных системах волновые пакеты с различными центральными частотами распространяются с неодинаковыми фазовыми и групповыми скоростями. Это подтверждается известным из практики физической акустики фактом изменения формы и амплитуды упругого импульса в зависимости от пройденного им в среде распространения, в частности в твердом теле, пути. Поэтому один и тот же путь волновые пакеты с различными центральными частотами пройдут за разное время, что, с учетом величин групповых скоростей каждого пакета, позволяет произвести необходимые вычисления. Скорости V1 и V2 двух различных типов волн или частотных составляющих одного типа волны должны быть заранее известны или измерены. Вычисление расстояния осуществляют по формуле:The closest analogue of the invention is the method [2] measuring the distance from a single AE receiver to the AE source, where the difference in the arrival time Δt at the AE receiver of two different types of waves or frequency components of the same type of wave generated by one AE event is measured. Physically, the possibility of determining this distance in this way is explained by the fact that in dispersed waveguide systems, wave packets with different central frequencies propagate with different phase and group velocities. This is confirmed by the fact of a change in the shape and amplitude of an elastic impulse, depending on the path propagated by it in a medium, in particular in a solid body, known from the practice of physical acoustics. Therefore, wave packets with different central frequencies will travel the same path at different times, which, taking into account the values of the group velocities of each packet, allows us to make the necessary calculations. The velocities V 1 and V 2 of two different types of waves or frequency components of the same type of wave must be known or measured in advance. The calculation of the distance is carried out according to the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где V1, V2 - скорости распространения различных гармонических составляющих акустического сигнала.where V1, V2 are the propagation velocities of various harmonic components of the acoustic signal.

Недостатком ближайшего аналога является необходимость знания скоростей V1 и V2 распространения волн, а также сложное аппаратное решение, заключающееся в изготовлении прецизионных пар фильтров электрических сигналов для выделения частотных компонентов сигналов АЭ с целью распознавания времени прихода на приемник АЭ первого и второго типа акустических волн или частотных составляющих одного типа волн для определения Δt.A disadvantage of the closest analogue is the need to know the wave propagation velocities V 1 and V 2 , as well as a complicated hardware solution consisting in the manufacture of precision pairs of electric signal filters to isolate the frequency components of AE signals in order to recognize the time of arrival of the first and second types of acoustic waves at the AE receiver or frequency components of one type of wave to determine Δt.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи определения расстояния до источника сигнала АЭ с помощью одного приемника сигналов АЭ.The claimed invention is directed to solving the problem of determining the distance to the source of the AE signal using one receiver of AE signals.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении достоверности при определении местоположения источников сигналов АЭ при применении известных методов линейной, плоскостной и объемной локации и определении местоположения источников сигналов АЭ помощью одного приемника сигналов АЭ, если отсутствует техническая возможность установки двух и более приемников сигналов АЭ. Кроме того, существенно упрощается схема аппаратурной реализации данного метода по сравнению с ближайшим аналогом: регистрация сигналов АЭ осуществляется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), вся дальнейшая обработка осуществляется с применением методов цифровой обработки сигналов.In the process of solving this problem, a technical result is achieved, which consists in increasing reliability when determining the location of AE signal sources when using known methods of linear, planar and volumetric location and determining the location of AE signal sources using one AE signal receiver, if there is no technical possibility to install two or more receivers AE signals. In addition, the hardware implementation scheme of this method is significantly simplified in comparison with the closest analogue: AE signals are recorded using an analog-to-digital converter (ADC), all further processing is carried out using digital signal processing methods.

Указанный технический результат достигается применением специальных методов цифровой обработки спектров принятых сигналов АЭ. Оцифрованный сигнал АЭ подвергается вейвлет-разложению (WT), в результате которого спектр сигнала АЭ представляется дискретным набором частотных вейвлет-коэффициентов. Каждый набор частотных вейвлет-коэффициентов соответствует своему масштабу разложения (а) и определен числом интервалов дискретизации, установленным настройками АЦП. Вследствие дисперсии звуковой волны время распространения различных гармонических составляющих акустического сигнала от источника до приемника сигналов АЭ неодинаково и по разнице времени прихода Δt этих гармонических составляющих можно судить о расстоянии (L) от источника до приемника. Таким образом, для определения расстояния до источника сигналов АЭ достаточно определить задержки на различных масштабах разложения (а) частотных вейвлет-коэффициентов, возникающие при распространении сигналов. Расчет времени задержки необходимо производить относительно двух калибровочных сигналов, т.е. с известным расстоянием до приемника.The specified technical result is achieved by using special methods of digital processing of the spectra of the received AE signals. The digitized AE signal undergoes wavelet decomposition (WT), as a result of which the spectrum of the AE signal is represented by a discrete set of frequency wavelet coefficients. Each set of frequency wavelet coefficients corresponds to its decomposition scale (a) and is determined by the number of sampling intervals established by the ADC settings. Due to the dispersion of the sound wave, the propagation time of various harmonic components of the acoustic signal from the source to the AE signal receiver is not the same and the difference in the arrival time Δt of these harmonic components can be used to judge the distance (L) from the source to the receiver. Thus, to determine the distance to the source of AE signals, it suffices to determine the delays at different decomposition scales (a) of the frequency wavelet coefficients arising from the propagation of signals. Calculation of the delay time must be performed with respect to two calibration signals, i.e. with a known distance to the receiver.

Для апробирования метода был проведен ряд экспериментов с использованием модельных сигналов заданной длительности возбуждения, излучаемых на заранее установленных расстояниях источник-приемник (Фигура 1 - Схема для имитации сигналов АЭ, регистрируемых на различных расстояниях источник-приемник сигналов АЭ). Расстояние источник-приемник изменялось в пределах 20÷200 мм, длительность модельных возбуждающих сигналов изменялась в пределах 1÷10 мкс.To test the method, a series of experiments was carried out using model signals of a given excitation duration emitted at predetermined source-receiver distances (Figure 1 - Scheme for simulating AE signals recorded at different source-receiver distances of AE signals). The source-receiver distance varied within 20–200 mm, and the duration of model exciting signals varied within 1–10 μs.

Предложенный метод реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

На образце исследуемого материала на известном расстоянии друг от друга и от преобразователя АЭ в одну линию располагают источники, имитирующие сигналы АЭ различной длительности (Фигура 1). Регистрируют сигналы АЭ и подвергают их цифровой обработке - разложению в спектр с применением вейвлетов (Фигуры 2, 3). На фигурах 2 и 3 представлены цветовые диаграммы вейвлет-спектров сигналов АЭ, возбуждаемых на расстояниях 20 и 30 мм от приемника АЭ соответственно. Масштаб разложения (а) изменялся от 30 до 128, частота дискретизации АЦП - 6,25 МГц. Существует связь между масштабом разложения (а) и соответствующей ему частотой компоненты анализируемого сигнала:On a sample of the studied material at a known distance from each other and from the AE transducer, sources simulating AE signals of various durations are placed in one line (Figure 1). AE signals are recorded and digitally processed - decomposed into a spectrum using wavelets (Figures 2, 3). Figures 2 and 3 show color diagrams of the wavelet spectra of AE signals excited at distances of 20 and 30 mm from the AE receiver, respectively. The decomposition scale (a) varied from 30 to 128, the sampling frequency of the ADC was 6.25 MHz. There is a relationship between the decomposition scale (a) and the corresponding frequency of the component of the analyzed signal:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где: Fa - частота на масштабе (a), Fc - центральная частота вейвлета на масштабе а=1, Т - период дискретизации АЦП.where: F a is the frequency on the scale (a), F c is the center frequency of the wavelet on the scale a = 1, T is the ADC sampling period.

Частоты F1 и F2 для численного анализа коэффициентов вейвлет-разложения выбирают из условия их расположения в диапазоне спектра регистрируемых акустическими преобразователями частот, а также из условия F2≥2*F1. В данном случае выбраны два масштаба вейвлет-разложения (а): F1 (а73) и F2 (а41), что соответствует частотным компонентам сигналов АЭ с центральными частотами ~57 кГц и ~102 кГц для выбранного типа вейвлета. Критерием выбора масштабов вейвлет-разложения (а) может быть существенное разнесение соответствующих им частотных компонент сигнала (в два и более раза), а также учет характеристик усилительного тракта (Фигура 4).The frequencies F1 and F2 for the numerical analysis of the wavelet decomposition coefficients are selected from the condition of their location in the spectrum range recorded by acoustic frequency converters, as well as from the condition F2≥2 * F1. In this case, two wavelet decomposition scales (a) were chosen: F1 (a73) and F2 (a41), which corresponds to the frequency components of AE signals with center frequencies of ~ 57 kHz and ~ 102 kHz for the selected type of wavelet. The criterion for choosing the scale of the wavelet decomposition (a) can be a significant diversity of the corresponding frequency components of the signal (two or more times), as well as taking into account the characteristics of the amplification path (Figure 4).

На Фигурах 5 и 6 представлены графики коэффициентов вейвлет-разложения масштабов (а73) и (а41) для модельных сигналов с расстоянием источник-приемник 20 мм и 30 мм соответственно.Figures 5 and 6 show graphs of the wavelet expansion coefficients of scales (a73) and (a41) for model signals with a source-receiver distance of 20 mm and 30 mm, respectively.

Оценим задержку коэффициентов вейвлет-разложения масштабов (а73) и (а41), для чего вычислим функцию взаимной корреляции R для указанных коэффициентов:Let us estimate the delay of the wavelet expansion coefficients of scales (a73) and (a41), for which we calculate the cross-correlation function R for the indicated coefficients:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где: [a, b] - интервал, на котором определяется задержка между сигналами f и g; τ - величина сдвига по оси времени.where: [a, b] is the interval over which the delay between the signals f and g is determined; τ is the amount of shift along the time axis.

Максимум функции взаимной корреляции R будет соответствовать временной задержке между анализируемыми рядами данных. На Фигуре 7 изображен график функции взаимной корреляции между коэффициентами вейвлет-разложения масштаба а73 (~57 кГц) двух модельных сигналов, расположенных на расстояниях источник-приемник 20 мм и 30 мм. На Фигуре 8 изображен график функции взаимной корреляции между коэффициентами вейвлет-разложения масштаба а41 (~102 кГц) двух модельных сигналов, расположенных на расстояниях источник-приемник 20 мм и 30 мм.The maximum of the cross-correlation function R will correspond to the time delay between the analyzed data series. The Figure 7 shows a graph of the cross-correlation function between the wavelet decomposition coefficients of the scale a73 (~ 57 kHz) of two model signals located at source-receiver distances of 20 mm and 30 mm. Figure 8 shows a graph of the cross-correlation function between the wavelet decomposition coefficients of the a41 scale (~ 102 kHz) of two model signals located at source-receiver distances of 20 mm and 30 mm.

На основании полученных данных о смещении максимумов вейвлет-коэффициентов соответствующих масштабов разложения сигналов АЭ (19 и 10 дискретных интервалов для масштабов разложения а73 и а41 соответственно) оценивают величину задержки распространения частотной компоненты сигнала 57 кГц от частотной компоненты 102 кГц. В данном случае она равна: 19-10=9 дискретных интервалов. Данная задержка пропорциональна расстоянию между двумя источниками сигналов АЭ (для рассмотренного примера расстояние между источниками составляет 30-20=10 мм). Расстояние до источника АЭ, находящегося на неизвестном расстоянии от приемника, после этого рассчитывают с использованием взаимной корреляции коэффициентов вейвлет-разложения для пары: сигнал источника АЭ, находящегося на неизвестном расстоянии - сигнал имитирующего источника АЭ. Таким образом, методика определения расстояния до источника сигнала АЭ может быть представлена следующими этапами.Based on the data on the shift of the maxima of the wavelet coefficients of the corresponding decomposition scales of AE signals (19 and 10 discrete intervals for decomposition scales a73 and a41, respectively), the propagation delay of the frequency component of the signal 57 kHz from the frequency component 102 kHz is estimated. In this case, it is equal to: 19-10 = 9 discrete intervals. This delay is proportional to the distance between the two sources of AE signals (for the considered example, the distance between the sources is 30-20 = 10 mm). The distance to the AE source located at an unknown distance from the receiver is then calculated using the cross-correlation of the wavelet decomposition coefficients for the pair: the signal of the AE source located at an unknown distance is the signal of the simulated AE source. Thus, the method for determining the distance to the AE signal source can be represented by the following steps.

1. На исследуемом техническом устройстве или образце исследуемого материала размещают два источника, имитирующих сигналы АЭ, на известном взаимном расстоянии S друг от друга и известном расстоянии от приемника сигналов АЭ. Данные сигналы АЭ, излучаемые имитирующими источниками, будем считать калибровочными.1. Two sources simulating AE signals are placed on the studied technical device or sample of the studied material at a known mutual distance S from each other and a known distance from the receiver of AE signals. These AE signals emitted by simulating sources will be considered gauge.

2. Определяют частоты F1 и F2 калибровочных сигналов АЭ для последующего анализа из условий: F1 и F2 должны соответствовать линейной части АЧХ усилительного тракта, F2≥2*F1.2. Determine the frequencies F1 and F2 of the calibration signals of the AE for subsequent analysis from the conditions: F1 and F2 must correspond to the linear part of the frequency response of the amplifier path, F2≥2 * F1.

3. Осуществляют вейвлет-разложение анализируемых (калибровочных) сигналов АЭ и выделяют вейвлет-коэффициенты масштабов разложения, соответствующих частотным компонентам F1 и F2.3. The wavelet decomposition of the analyzed (calibration) AE signals is carried out and the wavelet coefficients of the decomposition scales corresponding to the frequency components F1 and F2 are extracted.

4. Определяют максимумы функции взаимной корреляции R для каждой из пар вейвлет-коэффициентов частотных компонент F1 и F2. Максимум взаимной корреляции R соответствует временной задержке между анализируемыми рядами вейвлет-коэффициентов.4. Determine the maxima of the cross-correlation function R for each of the pairs of wavelet coefficients of the frequency components F1 and F2. The maximum cross-correlation R corresponds to the time delay between the analyzed series of wavelet coefficients.

5. Рассчитывают задержку распространения частотной компоненты F1 относительно частотной компоненты F2 по формуле: Δt=Δt1-Δt2, где Δt1 и Δt2 - задержки между анализируемыми вейвлет-коэффициентами пары калибровочных сигналов для частотных компонент F1 и F2 соответственно.5. The propagation delay of the frequency component F1 relative to the frequency component F2 is calculated by the formula: Δt = Δt1-Δt2, where Δt1 and Δt2 are the delays between the analyzed wavelet coefficients of the pair of calibration signals for the frequency components F1 and F2, respectively.

6. Осуществляют регистрацию сигналов АЭ в процессе испытания исследуемого технического устройства или нагружения образца исследуемого материала.6. Carry out the registration of AE signals in the process of testing the investigated technical device or loading a sample of the studied material.

7. Повторяют пп.3-5 для пар сигналов АЭ, одним из которых является какой-либо из калибровочных, вторым - один из зарегистрированных сигналов АЭ, расстояние до которого необходимо определить, рассчитывая тем самым задержку Δti распространения частотной компоненты F1 относительно F2 для i-го сигнала и одного из калибровочных сигналов.7. Repeat steps 3-5 for pairs of AE signals, one of which is one of the calibration ones, the second is one of the registered AE signals, the distance to which must be determined, thereby calculating the propagation delay Δt i of the frequency component F1 relative to F2 for ith signal and one of the calibration signals.

8. Рассчитывают искомое расстояние Si для всех зарегистрированных сигналов АЭ по формуле:8. Calculate the desired distance S i for all registered AE signals according to the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

Результаты экспериментов показали, что предлагаемый способ определения местоположения источников АЭ дает достаточно высокую для практического применения точность (1 мм при частоте дискретизации АЦП 6,25 МГц и полосе частот усилителя и преобразователя АЭ 30-500 кГц), которая зависит от частоты дискретизации применяемого при регистрации сигналов АЭ АЦП и частотных характеристик усилительного тракта, и прост в реализации.The experimental results showed that the proposed method for determining the location of AE sources gives accuracy that is sufficiently high for practical use (1 mm at a sampling frequency of the ADC of 6.25 MHz and the frequency band of the amplifier and AE converter 30-500 kHz), which depends on the sampling frequency used during registration AE ADC signals and frequency characteristics of the amplifier path, and is easy to implement.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Российской Федерации №2229121, кл. G01N 29/14, 2002. Способ определения расстояния между преобразователем и источником акустической эмиссии (оценка задержки по максимуму амплитуды или огибающей сигнала).1. Patent of the Russian Federation No. 2229121, cl. G01N 29/14, 2002. A method for determining the distance between the transducer and the acoustic emission source (estimating the delay by the maximum amplitude or envelope of the signal).

2. Авторское свидетельство СССР №1536304, кл. G01N 29/04, 1990. Устройство для акустико-эмиссионной диагностики трубопроводов.2. USSR copyright certificate No. 1536304, class. G01N 29/04, 1990. Device for acoustic emission diagnostics of pipelines.

Claims (1)

Способ определения местоположения источников акустической эмиссии (АЭ), заключающийся в том, что на исследуемом техническом устройстве или образце исследуемого материала на известном взаимном расстоянии S друг от друга размещают два источника, имитирующих сигналы АЭ (калибровочные сигналы), регистрируют их приемной аппаратурой с параллельной оцифровкой данных, осуществляют вейвлет-разложение калибровочных сигналов, выделяют вейвлет-коэффициенты масштабов разложения, соответствующих частотным компонентам F1 и F2 (F1 и F2 расположены в диапазоне спектра регистрируемых акустическими преобразователями частот, F2≥2·F1), определяют максимумы функции взаимной корреляции R, которые будут соответствовать временной задержке между анализируемыми рядами вейвлет-коэффициентов, для каждой из пар вейвлет-коэффициентов частотных компонент F1 и F2, рассчитывают задержку распространения частотной компоненты F1 относительно компоненты F2 по формуле: Δtk=Δt1-Δt2, где Δt1 и Δt2 - задержки между анализируемыми вейвлет-коэффициентами пары калибровочных сигналов для частотных компонент F1 и F2 соответственно, осуществляют нагружение исследуемого технического устройства или образца исследуемого материала, регистрируют сигналы АЭ, осуществляют вейвлет-разложение зарегистрированных сигналов АЭ, по максимумам функций взаимной корреляции Ri каждой из пар вейвлет-коэффициентов частотных компонент F1 и F2 анализируемых сигналов и одним из калибровочных сигналов определяют расстояние до используемого в расчете источника калибровочных сигналов по формуле:
Figure 00000005
где Δti - задержка распространения частотной компоненты F1 относительно F2 для i-го и калибровочного сигналов, отличающийся тем, что задержку распространения частотных компонент F1 и F2 сигналов АЭ рассчитывают с применением методов цифровой обработки сигналов посредством программного обеспечения по полученным вейвлет-коэффициентам масштабов разложения, соответствующих частотам F1 и F2 сигналов АЭ в вейвлет-спектр, и определяют по временному смещению локальных максимумов вейвлет-коэффициентов на основании линейной зависимости между задержкой распространения частотной компоненты F1 относительно частотной компоненты F2 от расстояния между источниками сигналов АЭ, что позволяет осуществлять расчет искомого расстояния Si для всех сигналов АЭ, зарегистрированных на данном объекте по формуле:
Figure 00000006
A method for determining the location of sources of acoustic emission (AE), which consists in the fact that two sources simulating AE signals (calibration signals) are placed on a technical device or a sample of the material under study at a known mutual distance S from each other, recorded by their receiving equipment with parallel digitization data, carry out the wavelet decomposition of the calibration signals, extract the wavelet coefficients of the decomposition scales corresponding to the frequency components F1 and F2 (F1 and F2 are located in the range of the spectrum recorded by acoustic frequency converters, F2≥2 · F1), determine the maxima of the cross-correlation function R, which will correspond to the time delay between the analyzed series of wavelet coefficients, for each of the pairs of wavelet coefficients of the frequency components F1 and F2, calculate the propagation delay of the frequency components F1 relative to components F2 according to the formula: Δtk = Δt1-Δt2, where Δt1 and Δt2 are the delays between the analyzed wavelet coefficients of the pair of calibration signals for the frequency components F1 and F2, respectively Actually, the studied technical device or sample of the studied material is loaded, AE signals are recorded, wavelet decomposition of recorded AE signals is carried out, according to the maxima of the cross-correlation functions R i of each of the pairs of wavelet coefficients of the frequency components F 1 and F 2 of the analyzed signals and one of the calibration signals determine the distance to the source of calibration signals used in the calculation according to the formula:
Figure 00000005
where Δt i is the propagation delay of the frequency component F1 relative to F2 for the ith and calibration signals, characterized in that the propagation delay of the frequency components F1 and F2 of the AE signals is calculated using digital signal processing methods using software using the obtained wavelet coefficients of the decomposition scales, corresponding to the frequencies F1 and F2 of the AE signals in the wavelet spectrum, and is determined by the time offset of the local maxima of the wavelet coefficients based on the linear relationship between the arrears Coy propagation frequency component F1 F2 relative to frequency components of the distance between sources of AE signals, which allows calculation of desired distances S i for all AE signals detected at the facility by the formula:
Figure 00000006
RU2009114768/28A 2009-04-21 2009-04-21 Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver RU2425362C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009114768/28A RU2425362C2 (en) 2009-04-21 2009-04-21 Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009114768/28A RU2425362C2 (en) 2009-04-21 2009-04-21 Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009114768A RU2009114768A (en) 2010-10-27
RU2425362C2 true RU2425362C2 (en) 2011-07-27

Family

ID=44041883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009114768/28A RU2425362C2 (en) 2009-04-21 2009-04-21 Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425362C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104965026A (en) * 2015-05-25 2015-10-07 北京理工大学 Method for predicating critical instability of brittle material through using energy characteristic value of acoustic emission signal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985024A (en) * 1975-02-28 1976-10-12 Grumman Corporation Acoustic emission process and system for improved flaw source location
SU1019316A1 (en) * 1981-11-26 1983-05-23 Институт Проблем Машиностроения Ан Усср Acoustic emission source coordinate determination device
SU1583834A1 (en) * 1988-03-09 1990-08-07 Предприятие П/Я Г-4736 Device for determining coordinates of source of signal of acoustic emission
SU1730573A1 (en) * 1989-10-27 1992-04-30 Научно-исследовательский институт технологии машиностроения Method of determination of coordinates of acoustic emission sources
RU2150698C1 (en) * 1997-11-25 2000-06-10 Государственный Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина Multichannel acoustic emission device to test articles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985024A (en) * 1975-02-28 1976-10-12 Grumman Corporation Acoustic emission process and system for improved flaw source location
SU1019316A1 (en) * 1981-11-26 1983-05-23 Институт Проблем Машиностроения Ан Усср Acoustic emission source coordinate determination device
SU1583834A1 (en) * 1988-03-09 1990-08-07 Предприятие П/Я Г-4736 Device for determining coordinates of source of signal of acoustic emission
SU1730573A1 (en) * 1989-10-27 1992-04-30 Научно-исследовательский институт технологии машиностроения Method of determination of coordinates of acoustic emission sources
RU2150698C1 (en) * 1997-11-25 2000-06-10 Государственный Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина Multichannel acoustic emission device to test articles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104965026A (en) * 2015-05-25 2015-10-07 北京理工大学 Method for predicating critical instability of brittle material through using energy characteristic value of acoustic emission signal

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009114768A (en) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103750861B (en) A kind of based on ultrasonic liver fat detection system
CN109991590B (en) A system and method for testing the low frequency emission characteristics of a transducer in a confined space pressure tank
Benmeddour et al. Experimental study of the A0 and S0 Lamb waves interaction with symmetrical notches
EP3164680B1 (en) Method of measuring time of flight of an ultrasound pulse
Sheng et al. Application of pulse compression technology in electromagnetic ultrasonic thickness measurement
CN111586546A (en) A method and system for measuring the emission response of a low frequency transducer resonance point
WO2005015254A3 (en) Apparatus and method for performing time delay estimation
Miqueleti et al. Acoustic impedance measurement method using spherical waves
RU2425362C2 (en) Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver
WO1988001054A1 (en) Measuring metal hardness utilizing ultrasonic wave time-of-flight
RU2460093C1 (en) Method of measuring distance using sonar
JP2001343365A (en) Method of measuring thickness resonance spectrum of metal sheet and method of measuring electromagnetic ultrasonic wave of metal sheet
JP2011047763A (en) Ultrasonic diagnostic device
Chai et al. Characterization of Deep Surface-Opening Cracks in Concrete: Feasibility of Impact-Generated Rayleigh-Waves.
RU2673871C1 (en) Method of measuring sound surface reflection coefficient
RU2648292C1 (en) Resonance method of ultrasonic thickness measurement
CN103364779B (en) Fixed forwarding strength-based target echo wave strength measurement method and fixed forwarding strength-based target echo wave strength measurement system
RU2628672C1 (en) Method for leak tightness control and determining leak point coordinate in product pipeline and device for its implementation
RU2397490C2 (en) Method of determining distance between converter and source of acoustic emission
RU2480740C1 (en) Method of measuring propagation delays of ultrasonic waves in anisotropic media and apparatus for realising said method
Xing et al. Estimation of diffraction effect in ultrasonic attenuation by through-transmission substitution technique
RU2593622C1 (en) Method of measuring radial velocity of object at its noise emission
US5369997A (en) Active doublet method for measuring small changes in physical properties
RU2650747C1 (en) Method and device for determining the location of the pipeline passage
Strange et al. What is the true time range of a GPR system?

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140422