181197. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés előerősítővel ellátott piezoelektromos jelvevő elrendezés jeladó elrendezéssé történő vezérelt átalakítására
3 181197 4' nél, ahol a vizsgált szerkezet különböző részeit lehet a több érzékelővel egyszerre megfigyelni, vagy akusztikus emissziós roncsolásmentes anyagvizsgálatoknál, ahol az érzékelők által szolgáltatott jelek időkülönbségéből lokalizálható az anyagmeghibásodás helye. A gyakorlatban számos esetben előfordul, hogy a vizsgált szerkezet a vizsgálat ideje alatt nem közelíthető meg sokszor még hosszabb időre sem. (Például magas hőmérséklet, rádióaktív sugárzás, mérgező vegyi anyagok, robbanásveszély, stb. miatt.) Az olyan esetekben, amikor több jelvevő elrendezést alkalmazunk nagy szerkezetek vizsgálatára, és a jelfeldolgozó távol helyezkedik el a vizsgált szerkezettől, előnyös lehet, ha távolról (célszerűen a jelfeldolgozó helyéről) is ellenőrizni tudjuk a jelvevő-elrendezések egyes elemeinek műszaki állapotát. (Például hogy a vizsgált szerkezet és a jelvevő közötti kapcsolat nem romlott-e, az előerősítő megfelelően működik-e, a vezetékek nem szakadtak-e, stb.) A jelvevő-elrendezések távolról történő ellenőrizhetősége különösen akkor fontos, ha a vizsgált szerkezet nem közelíthető meg a vizsgálat ideje alatt, így a jelvevő elrendezés nagy része is megközelíthetetlen. Ebben az esetben nincs is más út, mint vagy lemondunk az ellenőrzésről, vagy a távellenőrzés megoldását alkalmazzuk. Mint ismeretes, a jelvevő-elrendezések összes elemeinek ellenőrzése a következőképpen történik: a vizsgált szerkezetben valamilyen eszközzel mesterségesen létrehoznak olyan mechanikai rezgéseket, amelyeket a jelvevők érzékelni tudnak. A jelfeldolgozó bemeneténél — tehát a jelvevő elrendezés kimeneténél — a mesterségesen keltett rezgések hatására megfelelő elektromos jel akkor és csak akkor jelenik meg, ha a jelvevő-elrendezés összes eleme megfelelően működik. A bevezetésben említettük, hogy a piezoelektromos eszközök is alkalmasak mechanikai rezgések előidézésére az úgynevezett jeladó elrendezés esetében. A technika jelenlegi állásánál a jelvevő-elrendezések ellenőrzésére különálló jeladó-elrendezéseket alkalmaznak. Nagy szerkezetek esetében egyetlen jeladó alkalmazása nem is elegendő, mivel azzal nem lehet olyan erős rezgéseket létrehozni a vizsgált szerkezetben, hogy az összes, egymástól távollevő jelvevő érzékelni tudja azt. Ilyen esetben tehát több jeladó elrendezésre van szükség. Az 1. ábrán mutatjuk be egy nagy szerkezet vizsgálatának elrendezését, ahogy azt a technika jelenlegi állása szerint végzik. A 20 vizsgált szerkezet — például nagyméretű tartály — falára helyezik el a 11 i,2...n jelvevőket, amelyek mindegyike a közelében levő 121>2.„n előerősítőre csatlakozik. A 20 szerkezet, all jelvevők, és 12 előerősítők a 21 térben helyezkednek el, amelybe például a vizsgálat ideje alatt nem lehet bemenni. Ezt a 21 teret a 22 fal választja el a 23 tértől, ahol a 24 jelfeldolgozó helyezkedik el, és ahol a személyzet tartózkodhat. All jélvevő-elrendezések ellenőrzésére elhelyeznek a tartály falán k’ számú 111,’2;..k’ jeladót. Az ellenőrzéskor a 24 jelfeldolgozóból elektromos jelet adnak a lli>2*..k’ jeladók egyikére, amely megüti a 20 szerkezetet, és a közelben levő llj,2...n jelvevők érzékelik a rezgéseket, majd a 12 előerősítők felerősítik a kapott jeleket, és azok a 24 jelfeldolgozóba jutnak. így meggyőződhetünk arról, hogy a 111,2, „ n jelvevő elrendezések kifogástalanul működnek-e. Mint látható, a jelenlegi megoldásnál n+k’ számú piezoelektromos érzékelő és ugyanennyi számú jel-táwezeték kell. A 11 i;..k’ jeladó-elrendezések bármelyik elemének meglübásodása esetében nem tudjuk ellenőrizni a közelben levő - egyébként talán kifogástalanul működő — 11 i...n jelvevő elrendezéseket. A piezoelektromos érzékelők és a távvezetékek ára igen magas. így a jelenlegi' megoldás költséges, és bonyolult volta miatt növeli az egész meghibásodási valószínűségét. A találmány célja az, hogy piezoelektromos érzékelőt és 12 előerősítőt tartalmazó mechanikai rezgéseket vagy akusztikus emissziós jeleket érzékelő — jelvevő-elrendezések teljes ellenőrzésére, kalibrálására egy gyors, kényelmes, távolból is vezérelhető megoldást adjon, és amely az eddigi megoldással szemben kevesebb számú, olcsóbb alkatrésszel legyen megvalósítható. à találmányi gondolat lényege az, hogy a piezoomos érzékelőt és 12 előerősítőt tartalmazó jelveyő-elrendezést nem egy különálló, csakis Hr,...k* jeladóként használható elrendezéssel ellenőrizzük, hanem saját magával úgy, hogy a jelvevő elrendezést rövid időre jeladó-elrendezéssé alakítjuk át, vagy egy másik jelvevő elrendezéssel, amelyet az ellenőrzés idejére jeladó-elrendezéssé alakítjuk át. A találmányi gondolat megvalósításához kihasználjuk a piezoelektromos érzékelők reciprok tulajdonságát. \.z átalakítást vezérelt kapcsolóval végezzük oly módon, hogy a kapcsolóval a 12 előerősítő kimenetére csatlakozó távvezetéket átkapcsoljuk a piezoelektromos érzékelőre és a kapcsolót a 12 előerősítő tápfeszültségének megszüntetésével, vagy polaritásáénak megváltoztatásával vezéreljük. ♦ . A találmányi gondolat szerint az ellenőrzési tehát az alábbiak szerint végezzük el: — Ha a vizsgált szerkezeten egyetlen érzékelő van elhelyezve, akkor a jelvevő elrendezést rövid időre jeladó elrendezéssé alakítjuk át. Jeladó-elrendezés időtartamban egy rövididejű elektromos impulzust juttatunk az érzékelőre. Ennek hatására az érzékelő mechanikai ütést mér a vizsgált 20 szerkezetre, amelyben lecsengő jellegű feszültséghullámok alakulnak ki - elkezd rezegni. (Ugyanúgy, mintha kalapáccsal megütöttük volna.) Ezután a jeladó elrendezést gyorsan jelvevő-elrendezéssé alakítjuk vissza, és így az érzékelővel detektálni lehet a 20 szerkezet még tartó rezgését. A detektálás feltétele, hogy a 20 szerkezet hosszabb ideig rezegjen megfelelő energiával, mint amennyi ideig az átkapcsolással járó elektromos rezgések, az előerősítő feléledési ideje, és magának az érzékelőnek az elektromos impulzus hatására létrejött mechanikai rezgései tartanát. Az ellenőrzés során alkalmazhatunk egyetlen impulzust vagy impulzussorozatot, amikor is felváltva alakítjuk át a jelvevő-elrendezést jeladó-elrendezéssé és viszont. — Ha a vizsgált 20 szerkezeten több érzékelő van elhelyezve, akkor egyszerre csak egy jelvevő-elrende-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
