Ультразвуковой дефектоскоп

Ультразвуковой дефектоскоп

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП , содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь , усилитель, первый селектор, первый пиковый детектор, соединенньш вторым входом с синхронизатором. компаратор и регистратор, и первьш формирователь строб-импульсов, соединенный своим выходом с вторым входом первого селектора, о т л iчающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен соединенными последовательно с синхронизатором вторым формирователем строб-импульсов, вторым селектором, соединенным вторым входом с вторым выходом усилителя, вторым пиковым детектором, соединенным вторым входом с синхронизатором, и схемой совпадений, соединенной своим выходом с вторым входом компаС € ратора, и включенным между выходом первого формирователя строб-импульсов и вторьгм входом схемы совпадений формирователем нормализоианных импульсов , а выход второго формирователя строб-импульсов соединен с входом первого формирователя стробимпульсов . О СХ) 00 00 CAD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 511 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3549389/25-28 (22) 04.02,83 (46) 23.04 ° 84, Бюл. 1i -15 (72) П.Ф. Шаповалов, А.М, Грозман>

В.С. Гаврев и С.Б. Бирюков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт но разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (53) 620.!79.16(088,8) (56) 1,Авторское свидетельство СССР

Р 280033, кл. G 01 N 29/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 987509, кл. G 01 N 29/04, 1978 (прототип), (54)(57) 1. .XllhTYABBYKOBOH gE@EKTOСКОП, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, первый селектор, первый пиковый детектор, соединенный вторым входом с синхронизатором,,,SU.„1087883 A компаратор и регистратоp и первый формирователь строб-импульсов, соединенный своим выходом с вторым входом первого селектора, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен соединенными последовательно с синхронизатором вторым формирователем строб-импульсов, вторым селектором, соединенным вторым входом с вторым выходом усилителя, вторым пиковым детектором, соединенным вторым входом с синхронизатором, и схемой совпадений, соединенной своим выходом с вторым входом компаратора, и включенным между выходом первого формирователя строб-импульсов и вторым входом схемы совпадений формирователем нормализованных импульсов, а выход второ о формирователя строб-импульсов соединен с входом первого формирователя стробимпульсов.

2. Дефектоскап па п.1, а т л ич а в шийся тем, что он снабжен блоком определения отношения амплитуд, соединенным первым входом с выходом первого пикового детектора, вторым входом — с выходом второго пикового детектора, а третьим вхо.— дам — с выходом формирователя нормализованных импульсов.

3, Дыфектоскоп па п,1, о т л ич а ю шийся тем, чта ан снабжен соединенными последовательно схемой ИЛИ, соединенной своими входами первого и вгорага пиковых детекторов, схемой запрета и регистра.-. торам акустичес:аго контакта, и саединенным с формирователем нормализованных импульсов делителем, подключенным к второму входу схемы запрета.

Изобретение относится к измери- . тельной технике и может быть применено для неразрушающего ультразвукового контроля изделий плоской формы, например листов и плит.

Известен ультразвуковой дефекта5 скоп с автоматической регулировкой .чувствительности в зависимости ат состояния акустического контакта, содержащий генератор, преобразователь, предварительный усилитель, регулируемый усилитель, селектор данного сигнала и пиковый детектор..

В дефектоскапе коэффициент усиления регулируемого усилителя авто15 матически изменяется таким образом, чтобы поддерживать постоянным.уро".вень донного сигнала на выходе усилителя (11 .

Недостатком дефектаскапа. является

20 низкая достоверность контрсля, обусловленная тем, что регулируемый усио литель должен иметь большой запас по усилению, Эта приводит к возрастанию уровня шумов усилителя, что вносит погрешность в результаты конт25 роля. Этот же недостаток обусловлен тем, что при изменении коэффициента усиления необходима изменять параметры временной регулировки чувствительности и уровень отсечки, чта ЗО не обеспечивается в устройстве.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий пас- З5 ледовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, первый селектор, первый пиковый детектор, саединеныйл втарьм входом с 40

2 синхронизатором, компаратар, регистратор, и первый формирователь стробимнульсав, соединенный своим выходом с вторым входом первого селектора 12"1, Недостаткам известного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленная тем, чта порог срабатывания компаратара определяется па усредненному значению и донных сигналов, которое отражает качество акустического контакта не в текущем периоде а за и предыдущих периодов посылки зондирующих импульсов, чта приводит к запаздыванию информации а состоянии акустического кантакTB

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

Цель достигается тем, чта ультразвуковой дефектаскап, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усили- . тель, первый селектор, первый пиковый детектор, соединенный вторым входом с синхронизатором, компаратар и регистратор, и первый формирова-. тель ".òðîá-импульсов, соединенный своим выходам с Вторым ВхОдОм первого селектора, снабжен соединенными последовательно с синхронизатором вторым формирователем строб-импульсов, вторым селектором, соединенным вторым входам с вторым выходам усилителя, вторым пиковым детектором, соединенным вторым входом г. синхронизатором, и схемой савпаде ий, соединенной своим выходом с втарьм входам кампаратора, и включенным между вьжодам первого формирователя строб-импульсов и вторым входом схе

3 10678 мы совпадений формирователем нормализованных импульсов, а выход второго формирователя строб-импульсов соединен с входом первого формирователя строб-импульсов.

Кроме того, дефектоскоп снабжен блоком определения отношения амплитуд, соединенным первым входом с выходом первого пикового детектора, вторым входом — с выходом второго пикового детектора, а третьим входом — с выходом формирователя нормализованных импульсов.

Кроме того, дефектоскоп снабжен соединеннь ми последовательно схемой ИЛИ, соединенной своими. входами с выходами первого и второго пикового детектора, схемой запрета и регистратором акустического контакта, и соединенными с формирователем нормализованных импульсов делителем подключенным к второму входу схемы запрета, На фиг.l показана структурная схема предлагаемого дефектоскопа; на фиг.2 — временные диаграммы. ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, преобразователь 3, усилитель 4, первый селектор 5, пер30 вый пиковый детектор,б, соединенный вторым входом с синхронизатором 1, компаратор 7 и регистратор 8, первый формирователь 9 строб-импульсов, соединенный своим выходом с вторым 35 входом первого селектора 5, соеди- ненный последовательно с синхронизатором 1 второй формирователь 10 строб-импульсов, второй селектор 11, соединенный вторым входом с вторым выходом усилителя 4, второй пиковый детектор 12, соединенный вторым вхо- дом с синхронизатором 1, схему 13 совпадений, соединенную своим выходом с вторым входом компаратора 7, 45 включенный между выходом первого формирователя 9 строб-импульсов и вторым входом схемы 13 совпадений фор" мирователь 14 нормализованных импульсон, блок 15 определения атно- Ы шения амплитуд, соединенный первым входом с выходом первого пикового детектора 6, вторым входом — с вы- ходом второго пикового детектора 12, третьим входом — с выходом формиро- 55 вателя 14 нормализованных импульсов, соединенные последовательно схему ИЛИ 16, соединенную своими

83 4 входами с выходами первого 6 и вто1 рого 12 пиковых детекторов, схему 17 запрета и регистратор 18 акустического контакта, и соединенный с формирователем 14 нормализованных импульсов делитель 19, подключенный к второму входу схемы !7 запрета.

На фиг.2 приняты обозначения: a— импульсы синхронизатора; о — сигналы с первого выхода усилителя; о — сигналы с второго выхода усилителя; 5„ - зондирующий импульс:

b ; эхо-сигнал дефекта; о — донный сигнал; 8 — строб-импульс эоны дефекта; ъ -строб-импульс донного сигнала; 3 -сигнал дефекта на выходе второго селектора; е — донньФ сигнал на выходе первого селектора;

Ф вЂ” сигнал на выходе первого пикового детектора; 3 " сигнал с выхода компаратора; р — сигнал с выхода второго пикового детектора; K— нормализованный импульс; h — сигнал на выходе схемы совпадений.

Дефектоскоп работает следующим образам.

Синхронизатор 1 импульса,-и Ot включает генератор 2 зондирующих импульсов и второй формирователь 10. строб-импульсов. Генаратор 2 зондирующих импульсов возбуждает преобразователь 3, который периодически посылает в изделие 20 импульсы ультразвуковых колебаний. Эти колебания, отразившись от дефекта или противоположной грани (дна )изделия 20, возвращаются к преобразователю 3, преобразуются им в электрические сиг" калы, которые усиливаются усилите-. лем 4. Причем коэффициент усиления на первом выходе 6 подбирается та". ким, чтобы донный сигнал á быд ненасыщен. Коэффициент усиления на втором выходе F усилителя 4 должен быть таким, чтобы обесне амплитуду 5 от недопустимого дефекта, достаточную для срабатывания (после прохождения через второй селектор 11, второй пиковый детектор 12 и схе-. му 13 совпадений) компаратора 7.

При использовании усилителя с большим динамическим диапазоном выходы

b и о могут быть объединены, При необходимости вместо одного усилителя 4 с двумя выходами мажет быть использовано два усилителя с разными коэффициентами усиления °

Видеосигналы 5 с первого усилителя 4 и строб-импульсов 1- пер3 10878 вого формирователя 9 строб-импульсов поступают на входы первого се-. лектора 5 с выхода которого донньй сигнал е поступает на первый пиковый детектор 6, на выходе которого появится импульс ж, амплитуда которого равна или пропорциональна амплитуде сигнала е . Разряжается первый пиковый детектор 6 при подаче импульса сх синхронизатора. 1п

Сигнал к поступает на вход компаратора 7.

Видеосигнал с второго выхода усилителя 4 и строб-импульсов е второго формирователя 1О строб-импульсов поступают на вход второго селек " тора ll с выхода которого сигнал д от дефекта поступает на вход второго пикового детектора 12, с выхода которого импульс и . с амплитудой, равной (пропорциональной) амплитуде импульса д (следовательно, и сигнала 22) поступает на вход схемы 13 совпадений. На другой вход схемы 13 совпадений поступает нормализованный импульс к с формирователя 14 нормализованных импульсов, включаемого задним фронтом стробимпульса., Амплитуда импульса должна быть больше максимально возможной амплитуды импульса и . При этом условии импульс h на выходе схемы 13 совпадений по амплитуде будет равен амплитуде импульса и

Таким образом, импульс л, прапор3 циональный амплитуде сигнала Б2 от дефекта, будет сравниваться компаратором 7 с амплитудой сигнала пропорциональной амплитуде донного сигнала 6> в том же периоде

40 зондирования. Б тех случаях, когда амплитуда сигнала больше амплитуды сигнала с, на выходе компаратора 7 появятся сигналы з, которые будут отмечены регистратором 8, как дефекты. ,1

Для расширения динамического диапазона компенсации в качестве KQMHH ратора может быть применена схема сравнения кодов, при этом амплитуды сигналов на входе компаратора 7 должны быть преобразованы в код, для чего между выходами первого пикового детектора 6 и схемы 13 совпаде." ний и соответствующими входами компаратора 7 должны быть установлены аналого.-..цифровые преобразователи.

Для определения размеров дефекта необходимо определить отношение амплитуд сигнала от дефекта и донного сигнала, что осуществляется блоком 15 определения отношения амплитуд, на первый вход которого подается сигнал ж с выхода первого пикового детектора 6,, на второй — сигнал и с выхода второго пикового детектора 12, на третий вход управления — сигнал к с выхода формиров-теля 14 нормализованньп; импульсов, длительность которого определяет время проведения измерения отношения амплитуд импульсов :к и и

3 дефектоскопе также осуществляется регистрация ухудшения акустического контакта ниже допустимого уровня, При наличии акустического контакта сигнал или сигнал р (или оба эти сигнала ), поступая через схему ИЛИ 16 на первый вход запрета схемы 17 запрета, препятствуют прохождению импульса К, уменьшенного делителем 19, через схему 17 запрета. При нарушении контакта отсутствует как сигнал ;к „ так и сигнал у., в этом случае импульс к пройдет через схему 17 запрета и будет зафиксирован регистратором 18 акустического контакта (при необходимости он может быть использован и для блокировки регистратора 8), При использовании усилителя с большим динамическим диапазоном, например, выходы б и Б могут быть соединены между собой, но при этом на входе первого селектора 5 должен быть установлен регистратор уровня донного сигнала.

Изобретение позволяет повысить достоверность контроля эа счет компенсации состояния акустического контакта в.каждом периоде, что иск— лючает запаздывание информации о состоянии акустического контакта, Достоверность также повышается за счет измерения отношения амплитуд донного сигнала и сигнала дефекта и за счет регистрации непроконтролированных из-за нарушения акустического контакта участков изделия.

1087883

dl Ф2

7 Г

Составитель М, Наумов

Редактор Л, Козорнз Техред С.Мигунова Корректор И..Эрдейн

Заказ 2649/40

df

Й

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д.4/ >

Силиал ППП "Патент:, г. Ужгород, ул. Проектная, 4