Устройство для ультразвукового теневого контроля изделий

Устройство для ультразвукового теневого контроля изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к облаЬти неразрушающего контроля изделий ультразвуковым теневым методом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства контроля за счет раздельной регистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на раз (Л оо ел to оо 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 11 4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4071463/25-28 (22) 02.06.86 (46) 15. 11..87. .Бюл. .К - 42 (72) Е.А.Пахомов, 10.Г.Кутюрин, Д.Е.Ефимов и В.В.Рябов (53) 620, 179 ° 16 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 290216, кл. С О1 Н 29/04, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 947748, кл . G 01 N 29/04, 1982.

ÄÄSUÄÄ 1352346 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

ТЕНЕВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий ультразвуковым теневым методом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства контроля за счет раздельной регистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на раз135? 346 личном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадающие проекции на поверхность изделия. При регистрации начала первого дефекта последовательно двумя парами преобразователей 2 и 3, 5 и 6 код числа на выходе счетчика 24.пропорционален протяженности первого дефекта, а напряжение U на выходе регулируемого усилителя 26 пропорционально глубине залегания первого дефекта. Регистратор 8 регистрирует глубину залегания первого дефекта и его начало. Аналогично с

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий ультразвуковым теневым методом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет раздельной регистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих идентично совпадающие проекции на поверхность изделия.

На чертеже представлена структур— ная схема устройства.

Устройство содержит генератор l зондирующих импульсов, два канала измерений, первый из которых состоит из электроакустически последовательно соединенных излучающего преобразователя 2, подключенного к выходу генератора 1 зондирующих импульсов, приемного преобразователя 3, усилителя 4; второй канал состоит из электроакустически последовательно соединенных излучающего преобразователя

5, подключенного к выходу генератора

1 зондирующих импульсов, приемного преобразователя 6, усилителя 7; регистратор 8, два канала обработки сигнала, первый канал состоит из последовательно соединенных порогового блока 9, формирователя 10 импульсов, схемы ИЛИ 11, триггерй 12, схемы

И 13, счетчика 14, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 15, регулируепомощью счетчика 14, цифроаналогового преобразователя 15, регулируемого усилителя 6 регистрируются начало и глубина второго дефекта. Блок 40 выборки-хранения совместно с блоками

41 и 42 совпадения служат для сравнения глубины зале.-.ания начала первого и второго дефектов с глубиной залегания окончившегося дефекта и определяют, какой из дефектов закончился. Таким образом, регистратор 8 кроме глубины залегания каждого из дефектов регистрирует протяженность каждого из них, 1 ил, 2 мого усилителя 16, блока 17 выборкихранения, электронного ключа 18, подключенного к первому входу регистратора 8; второй канал состоит из пос.> ледовательно соединенных порогового .блока 19, формирователя 20 импульсов, схемы ИЛ1 21, триггера 22, схемы И

23, счетчика 24, ЦАП 25, регулируемогс усилителя 26, блока 27 выборки"О хранения, электронного ключа 28, подключенного к второму входу регистратора 8, третий пороговый блок 29, вход которого соединен с выходом усилителя 4 первого канала измерений, четвертый пороговый блок 30, вход которого соединен с выходом усилителя

7 второго канала измерений, задатчик

31 порогового сигнала, выход которого подключен к вторым входам третьего

20 порогового блока 29 и порогового блока 19 второго канала обработки сигнала, второй выход задатчика 31 порогового сигнала подключен к вторым входам четвертого порогового блока 30

25 и порогового блока 9 первого канала обработки сигнала, третий формирователь 32 импульсов, вход которого подключен к выходу третьего порогового блока 29, а выход — к второму вхо30ду схемы ИЛИ 21 второго канала обработки сигнала, четвертый формирователь 33 импульсов, вход которого подключен к выходу четвертого порогового блока 30, выход — к второму входу схемы KIH 11 первого канала обработ52346

55 з 13 ки сигнала, третий триггер 34 и пятый формирователь 35 импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу триггера 12 первого канала обработки сигнала, третью схему И 36, первый и второй входы которой подклю. чены соответственно к выходу третьего триггера 34 и выходу пятого формирователя 35 импульсов, выход третьей схемы И 36 подключен к второму входу блока 17 выборки-хранения первого канала обработки сигнала, шестой формирователь 37 импульсов, вход которого подключен к выходу триггера

22 второго канала обработки сигнала, первый блок 38 задержки, вход которого подключен к выходу пятого формирователя 35 импульсов, а выход — к второму входу счетчика 14 первого канала обработки сигнала, второй блок

39 задержки, вход которого подключен к выходу шестого формирователя 37 импульсов, а выход — к второму входу счетчика 24 второго канала обработки сигнала, второй вход блока 27 выборки-хранения второго канала обработки сигнала подключен к выходу шестого формирователя 37 импульсов, третий блок 40 выборки-хранения, первый вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя 16 первого канала обработки сигнала, первый блок

41 совпадения и второй блок 42 совпадения, входы которых подключены к выходу третьего блока 40 выборки-хранения, второй вход первого блока 41 совпадения подключен к выходу блока !

7 выборки-хранения первого канала обработки сигнала, второй вход второго блока 42 совпадения подключен к выходу блока 27 выборки-хранения второго канала обработки сигнала, выход первого блока 41 совпадения подключен к второму входу электронного ключа 18 первого канала обработки сигнала, выход второго блока 42 совпадения подключен к второму входу электронного ключа 28 второго канала обработки сигнала, четвертый триггер

43, вход которого подключен к выходу триггера 22 второго канала обработки сигнала, седьмой формирователь 44 импульсов, вход которого подключен к выходу четвертого триггера 43, а выход подключен к третьим входам блоков 17 и 27 выборки-хранения, четвертую схему И 45, первый вход которой подключен к выходу пятого формирователя 35 импульсов, второй вход — к второму выходу третьего триггера 34, а выход — к второму входу третьего блока 40 выборки-хранения, генератор

46 тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам схе» И

13 и 23 первого и второго каналов обработки сигнала. устройство для ультразвукового теневого контроля изделий работает следующим образом.

Две пары ультразвуковых преобразователей 2, 3 и 5, 6 устанавливаются относительно контролируемого изделия

47 по схеме Х. Перед на алом контроля устройство приводится в исходное состояние, при котором сигналы на выходах блоков 17, 27 и 40 выборки-хранения и счетчиков 14 и 24 имеют нулевые значения. Па выходах триггеров

12, 22, 43 и первом выходе триггера

34 — "0", на втором выходе триггера

34 — "1". Генератор 1 зондирующих импульсов возбуждает излучающие преобразователи 2 и 5, которые излучают в контролируемое изделие 47 ультразвуковые колебания. Прошедшие через изделие ультразвуковые колебания принимаются приемными преобразователями 3, 6 и преобразуются в электрические сигналы. Электрический сигнал с приемного преобразователя 3 усиливается усилителем 4 и поступает на первые входы пороговых блоков 9 и 29.

Электрический сигнал с приемного преобразователя 6 усиливается усилителем 7 и поступает на первые входы пороговых блоков 19 и 30. В пороговых блоках 19 и 29 осуществляется сравнение сигналов, поступающих па их первые входы, с пороговьм сигналом U, поступающим на их вторые

» входы с первого выхода задатчика 31 порогового сигнала. Если сигнал, поступивший на первый вход порогового блока 19 или 29, превышает пороговый сигнал U, на выходе порогового бло»»» ка 19 или 29 формируется сигнал "0".

В пороговых блоках 9 и 30 осуществляется сравнение сигналов, поступивших на их первые входы, с пороговым сигналом 11, поступающим на их вторые входы с второго выхода задатчика

31 порогового сигнала. Если сигнал, поступивший на первый вход порогового блока 9 или 30, превышает пороговый сигнал Б„, на выходе порогового

1352346 блока 9 или 30 формируется сигнал

"0" .

Формирователи 10, 20, 32, 33 им1 I I! пульсов при изменении сигнала 0 на их входе в "1 и при изменении сигнала "I" на их входе в "0" формируют на своем выходе короткий импульс положительной полярности. При перемещении первого дефекта в зону контроля первого канала измерений на выхо- 10 де третьего формирователя 32 импульсов формируется короткий импульс положительной полярности, поступающий через схему ИЛИ 21 на вход триггера

22, на выходе которого устанавлива- 15 ется сигнал "1". При этом импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов поступают через схему И 23 на первый вход счетчика 24, с выхода которого сигнал в виде двоичного ко- 20 да, соответствующего количеству подсчитанных импульсов, поступает на вход ЦАП 25, который преобразует двоичный код в аналоговый сигнал.

I 25

При перемещении первого дефекта в зону контроля второго канала измерений формирователь 20 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ

21 на вход триггера 22, на выходе которого устанавливается сигнал "0", и импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов не .пропускаются схемой И 23 на первый вход счетчика

24. Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на входы шесто-, го формирователя 37 импульсов и четвертого триггера 43, который устанавливается в состояние 1 . Формирова- 40 тели 35, 37 и 44 импульсов при изменении сигнала "l" на их входе в "0" обеспечивают формирование на выходе короткого импульса положительной по лярности. Триггеры 34 и 43 изменяют свое состояние на противоположное при изменении сигнала "1" на их входе в "0". Шестой формирователь 37 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, который поступает одновременно на вход второго блока 39 задержки и второй вход блока 27 выборки-хранения. На выходе регулируемого усилителя 26 в момент перемещения первого дефекта в зону контроля второго канала измерений формируется сигнал U пропорциональный глубине залегания первого дефекта

Vn Т

U = — — " — ° ct м (2 g 1 где V— скорость перемещения контролируемого иэделия 47; количество импульсов генератора 46 тактовых импульсов, подсчитанных счетчиком 24 за интервал времени между обнаружением первого дефекта разными каналами измерений; период следования импульсов генератора 46 тактовых импульсов; половина угла между направ,лениями измерения преобразователей 2 и 5. и, При поступлении импульсного сигнала с выхода шестого формирователя.37 импульсов на второй вход блока 27 выборки-хранения сигнал U< с выхода регулируемого усилителя 26 записывается в блок 27 выборки-хранения. После этого с выхода второго блока 39 задержки на второй вход счетчика 24 поступает сигнал, возвращающий его в исходное состояние, при котором сигнал на выходе имеет нулевое значение. Сигнал U с выхода блока 27 выборки-хранения поступает на первый вход электронного ключа 28 и второй вход второго блока 42 совпадения, обеспечивающего сравнение сигналов, поступающих на его входы, и при совпадении их амплитуд формирующего на выходе сигнал, закрывающий электронный ключ 28. В случае, если амплитуды сигналов, поступающих на входы блока 42 совпадения, не совпадают, на выходе блока 42 совпадения формируется сигнал, открывающий электронный ключ 28. К описанному выше моменту времени на первый вход второго блока 42 совпадения с выхода третьего блока 40 выборки-хранения поступает сигнал, амплитуда которого равна нулю, поэтому на выходе блока

42 совпадения формируется сигнал, открывающий электронный ключ 28.

При этом сигнал U с выхода блока 27 выборки-хранения пропускается на вы-, ход электронного ключа 28 и поступает на второй вход регистратора 8, который обеспечивает регистрацию начала первого дефекта и глубины его залегания. При перемещении в зону контроля первого канала измерений второ135 го дефекта, глубина залегания которого отлична от глубины залегания пер— вого дефекта, на выходе порогового блока 9 формируется сигнал "1". Формирователь 10 импульсов по перепаду напряжения на входе формирует им- . пульс положительной полярности, поступающий через схему ИЛИ 11 на вход триггера 12, на выходе которого устанавливается сигнал "1 . При этом импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов через схему И 13 поступают на вход счетчика 14, с выхода которого сигнал в виде двоичного кода, соответствующего количеству подсчитанных импульсов,-поступает на вход ЦАП 15, амплитуда сигнала на выходе которого пропорциональна количеству импульсов, поступивших на первый вход счетчика !4. При перемещении второго дефекта в зону контроля второго канала измерений на выходе четвертого порогового блока 30 формируется сигнал "1". Четвертый формирователь 33 импульсов формирует короткий импульс положительной полярности, поступающий через схему ИЛИ 11 на вход триггера 12, на выходе которого устанавливается сигнал "0". При этом прекращается поступление импульсов с генератора 46 тактовых импульсов через схему И 1 3 на первый вход счетчика 14. Сигнал с выхода триггера !2 одновременно поступает на вход третьего триггера 34 и вход пятого формирователя 35 импульсов. На первом выходе триггера 34 устанавливается сигнал 1 111, 20

40

11 торого устанавливается сигнал 1

При этом импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов через схему

И 13 поступают на первый вход счетчика 14. К моменту перемещения конца дефекта в зону контроля второго канала измерений на выходе регулируемого усилителя 16 формируется сигнал U ,пропорциональный глубине залегания

55 конца дефекта. При перемещении конца дефекта, в зону контроля второго канала измерений на выходе четвертого порогового блока 30 формируется сигПятый формирователь 35 импульсов при перепаде напряжения на входе из

"1" в "0" формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, который через третью схему

И 36 поступает на второй вход блока

17 выборки-хранения. На выходе регулируемого усилителя 16 в момент перемещения второго дефекта в зону контроля второго канала измерений формируется сигнал Uz, пропорциональный глубине залегания второго дефекта. При поступлении импульсного сигнала с выхода третьей схемы И 36 на второй вход блока 17 выборки-хранения сигнал П с выхода регулируемого усилителя 16 записывается в блок 17 выборки-хранения. Сигнал с выхода пятого формирователя 35 импульсов поступает одновременно на вход пер.—

2346 8 вого блока 38 задержки и первый вход четвертой схемы И 45. На второй вход четвертой схемы И 45 с второго выхода третьего триггера 34 поступает сигнал "0" ° При этом четвертая схема

И 45 не пропускает на свой выход импульсный сигнал с выхода пятого формировател; 35 импульсов, и записи сигнала U в третий блок 40 выборки1О храп ния не происходит. После записи сигнала U в блок 17 вьборки-хранения с выхода первого блока 38 задержки на второй вход счетчика 14 поступает сигнал, возвращающий счетчик 14

15 в исходное состояние. Сигнал П с выхода блока 17 выборки-хранения поступает на первый вход электронного ключа -8 и второй вход первого блока

41 совпадения. Последний обеспечива-, ет сравнение сигналов, поступающих на его входы, и при совпадении их амплитуд формирует на своем выходе сигнал, закрывающий электронный ключ !

8. К описанному выше моменту времени на первый вход первого блока 41 совпадения с выхода третьего блока

40 выборки-хранения поступает сигнал, амплитуда которого равна нулю, поэтому на выходе первого блока 41 совпаl дения формируется сигнал, открывающий электронный ключ 18. При этом сигнал U с выхода бпока 17 выборкихранения пропускается на выход электронного ключа 18 и поступает на первый вход регистратора 8, который обеспечивает регистрацию начала второго дефекта и глубины его залегания.

При перемещении конца одного из дефектов в зону контроля первого канала измерений на выходе порогового блока 9 формируется сигнал "0". При

"-том формирователь 10 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ

11 на вход триггера 12, на выходе ко135234

9 нал "0". При этом четвертый формирователь ЗЗ импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ 1 1 на вход триггера 12, на выходе которого устанавливается сигнал "0". При перепаде напряжения на выходе триггера 12 из

"1" в "О" изменяет свое состояние третий триггер 34, на первом выходе которого устанавливается сигнал "0". 10 . Пятый формирователь 35 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через четвертую схему И 45 на второй вход третьего блока 40 выборки-хранения. При этом 15 сигнал U с выхода регулируемого усилителя 1б записывается в третий блок

40 выборки-хранения, после чего счетI чик 14 по сигналу с выхода первого блока 38 задержки возвращается в исходное состояние. Первый блок 41 совпадения обеспечивает сравнение амплитуд сигналов U< и U . При совпадении амплитуд указанных сигналов на второй вход электронного ключа 18 с выхода первого блока 41 совпадения пос тупает сигнал, закрывающий электронный ключ 18. При этом прекращается подача сигнала 11 на второй вход регистратора, а на выходе электронно30

ro ключа 18 устанавливается сигнал, имеющий нулевую амплитуду. Второй блок,42 совпадения обеспечивает сравнение амплитуд сигналов Ь, и U . При совпадении амплитуд указанных сигна лов электронный ключ 28 закрывается по сигналу с выхода второго блока 42 совпадения. При этом прекращается подача сигнала U, на первый вход регистратора, а на выходе электронного ключа 28 устанавливается сигнал, имеющий нулевую амплитуду. Таким образом, осуществляется сравнение глубины залегания начала первого дефекта и глубины залегания начала второго дефекта с глубиной залегания за кончившегося дефекта. В результате сравнения определяется, какой из дефектов закончился, при этом регистратор -8 обеспечивает регистрацию конца соответствующего дефекта. При перемещении конца другого дефекта в зону контроля первого канала измерений иа выходе третьего порогового блока 29 формируется сигнал "0". При этом третий формирователь 32 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ

6 10

21 на вход триггера. 22, на выходе которого устанавлив ается сигнал " 1" ., При перемещении конца дефекта в зону контроля второго канала измерений на выходе порогового блока 19 формируется сигнал "0", При этом формирователь 20 импульсов формирует нз своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ 21 на вход триггера

22, на выходе которого устанавливается сигнал "0". Как следствие этого изменяет свое состояние четвертый триггер 43, на выходе которого устанавливается сигнал "0". При этом седьмой формирователь 44 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий на третьи входы блоков 17, 27, 40 выборки-хранения и возвращающий их в исходное состояние.

При этом. регистратор 8 обеспечивает регистрацию, конца данного дефекта.

Изобретение позволяет определять глубину залегания дефектов, расположенных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадающие проекции на поверхность изделия, и протяженность каждого из выявляемых дефектов в направлении сканирования. формула изобретения

Устройство для ультразвукового теневого контроля изделий, содержащее генератор зондирующих импульсов, два канала измерений, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучающего преобразователя, подключенного к выходу генератора зондирующих импульсов, приемного преобразователя и усилителя, и регистратор, о .т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет раздельной регистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадающие проекции на поверхность изделия, оно снабжено двумя каналами обработки сигнала, каждый йз которых состоит из последовательно соединенных порогового блока, формирователя. импульсов, схемы ИЛИ, триггера, схемы И, счетчика, регулируемого усилителя, блока выборкихранения, электронного ключа, выходы электронных ключей каналов обработки

1352346

Составитель И.Соколов

Техред M.Хоргентал Корректор C.måêìàð Редактор И.Рыбченко

Заказ 5558/41

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигнала подключены к соответствующему входу регистратора,-третьим пороговым блоком, входы порогового блока первого канала и третьего порогового блока соединены и подключены к выходу усилителя первого канала измерений, четвертым пороговым блоком,входы порогового блока второго канала и четвертого порогового блока объединены и подключены к выходу усилителя 10 второго канала измерений, задатчиком порогового сигнала, первый выход которого подключен к вторым входам третьего порогового блока и порогового блока второго канала обработки 15 сигнала, второй выход задатчика порогового сигнала подключен к вторым входам четвертого порогового блока и порогового блока первого канала обработки сигнала, третьим формиро- 20 вателем импульсов, вход которого подключен к выходу третьего порогового блока, а выход — к второму входу схемы ИЛИ второго канала обработки сигнала, четвертым формирователем импульсов, вход которого подключен к выходу четвертого порогового блока, а выход — к второму входу схемы ИЛИ первого канала обработки сигнала, третьим триггером и пятым формирова- 30 телем импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу триггера первого канала обработки сигнала, третьей схемой И, входы которой подключены соответственно к первому вы- 35 ходу третьего триггера и выходу пятого формирователя импульсов, а выход — к второму входу блока выборкихранения первого канала обработки сигнала, шестым формирователем им- 40 пульсов, вход которого подключен к выходу триггера второго канала обработки сигнала, первым блоком задержки, вход которого подключен к выходу пятого формирователя импульсов, 45 а выход — к второму входу счетчика первого канала обработки сигнала, вторым блоком задержки, вход которого подключен к выходу шестого формирователя импульсов, а выход — к второму входу счетчика второго канала обработки сигнала, второй вход блока выборки-хранения второго канала обработки сигнала подключен к выходу шестого формирователя импульсов, третьим блоком выборки-хранения, первый вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя первого канала обработки сигнала, двумя блоками совпадеция, первые входы которых объединены и подключены к выходу третьего блока выборки-хранения, второй вход первого блока совпадения подключен к выходу блока выборки-хранения первого канала обработки сигнала, второй вход второго блока совпадения подключен к выходу блока выборки-хранения второго канала обработки сигнала, выход первого блока совпадения подключен к второму входу электронного ключа первого канала обработки сигнала, выход второго блока совпадения подключен к второму входу электронного ключа второго канала обработки сигнала, четвертым триггером, вход которого подключен к выходу триггера второго канала обработки сигнала, седьмым формирователем импульсов, вход которого подключен к выходу четвертого триггера, а выход — к третьим входам блоков выборки-хранения первого и второго каналов обработки сигнала, четвертой схемой И, первый вход которой подключен к выходу пятого формирователя импульсов, второй вход — к второму выходу третьего триггера, а выход — к второму входу третьего блока выборки-хранения, re" нератором тактовых импульсов, выход которого подсоединен к вторым входам схем И каждого канала обработки сигнала.