Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий

Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний ультразвуковыми методами и может быть использовано в машиностроении для контроля качества материалов и изделий, преимущественно крупногабаритных и с болыпим затуханием ультразвука. Цель изобретения - повьапение надежности и достоверности ультразвукового контроля за счет повьппения пороговой чувствительности, исключения возможности пропуска дефекта и уменьшения мертвой зоны контроля. В устройстве осуществляется зондирование контролируемого изделия 22 акустическими сигналами, излучаемыми пьезоизлучателем 7, фаза которых изменяется в соответствии с псевдослучайной кодовой последовательностью, задаваемой формирователем 3, Эхосигналы от дефектов обрабатьтаются в двух каналах устройства с использованием демодуля- (блоки 10 и 15), фильтрадии в оптимальных фильтрах 12 и 17 и возведения в квадрат в квадраторах 18 и 19, после чего суммируются сумматором 20. 1 ил. (Л

Ф

" 1 ",СОЮЗ СОВЕТСНИХ .ч = СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

4-",,);, РЕСПУ Б Л И Н (19) (ll) ()1) С 01 И 29/04 ВСЕСЯОЗН А%

13,",,„1З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

gg И1КОТЕХА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4214106/25-28 (22) 13.01.87 (46) 23.05. 88. Вюл. )) 19 (72) В.К. Качанов, И.В. Соколов, Г.A. Апатырев, Д.А. Рапопорт и В.В. Рябов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й.- 1190254, кл. С 01 N 29/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ HATEPHAJIOH И ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к технике неразрунающих испытаний ультразвуковыми методами и может быть использовано в машиностроении для контроля качества материалов и иэделий, преимущественно крупногабаритных и с большим затуханием ультразвука. Цель изобретения — повышение нацежности и достоверности ультразвукового контроля эа счет говьппения пороговой чувствительности, исключения воэможности пропуска дефекта и уменьшения мертвой" эоны контроля. В устройстве осуществляется зондирование контролируемого изделия 22 акустическими сигналами, излучаемыми пьезоизлучателем 7, фаза которых изменяется в соответствии с псевдослучайной кодовой последовательностью, задаваемой формирователем 3. Эхосигналы от дефектов обрабатываются в двух каналах устройства с использованием демодуляции (блоки 10 и 15), фильтрации в оптимальных фильтрах 12 и 17 и возведения в квадрат в квадраторах 18 и 19, после чего суммируются сумматором 20.

1 ил.

1397830

Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний ультразвуко-, выми методами и может быть использовано в машиностроении для контроля качества материалов и изделий, преимущественно крупногабаритных и с большим затуханием ультразвука.

Цель изобретения — повышение надежности и достоверности ультраэвуко-!р вого контроля за счет повышения пороговой чувствительности, исключения возможности пропуска дефекта и уменьшения "мертвой эоны контроля.

На чертеже представлена структур- !5 ная схема устройства ультразвукового контроля материалов и изделий. устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидальных сигналов, формирователь 2 2р прямоугольных импульсов, генератор

3 псевдослучайной кодовой последовательности, формирователь 4 периода последовательности, аналоговый ключ

5, усилитель 6 мощности и излучающий 25 пьеэопреобразователь 7, балансный модулятор 8, первым входом подключенный к генератору 1 синусоидальных сигналов, вторым — к второму входу генератора 3, выходом — к управляюще-3р му входу аналогового ключа 5, последовательно соединенные входной усилитель 9, первый демодулятор 10, первый фильтр 11 низких частот, первый оптимальный фильтр 12, измеритель

13 временных интервалов и входной преобразователь 14, соединенный с входными усилителем 9, подключенные к выходу усилителя 9 последовательно соединенные вторые демодуляторы 15, 4О второй фильтр 16 низких частот и второй оптимальный фильтр 17, первый квадратор 18 и второй квадратор 19, входами соединенные соответственно с выходами первого 12 и второго 17 оп- 45 тимальных фильтров, сумматор 20, входами подключенный к выходам квадраторов 18 и 19, выходом — к входу измерителя 13 временных интервалов, фазовращатель 21, входом подключенный к выходу генератора 1 синусоидальных

50 сигналов, а выходом — к второму входу второго демодулятора 15. Кроме того, на чертеже показано контролируемое изделие 22 с дефектом 23.

Устройство работает следующим об55 разом, Формирователь 2 из синусоидального сигнала формирует прямоугольные импульсы, осуществляя привязку начальной фазы сигнала несущей фазоманипулированных колебаний. Закон манипуляции фазы задается генератором 3 псевдослучайной кодовой последовательнос— ти. Формирователь 4 периода следования вырабатывает последовательность импульсов, определяющих период и длительность открытого состояния ключа 5.

При необходимости формирования квазинепрерывного фаэоманипулированного сигнала управляющий вход ключа

5 отключается от выхода формирователя 4 и на него подают постоянный потенциал, удерживающий ключ в открытом состоянии.

Синусоидальные колебания с выхода генератора 1 поступают на первый вход балансного модулятора 8, осуществляющего манипуляцию фазы в соответствии с псевдослучайной кодовой последовательностью, поступаемой с выхода формирователя 3. С выхода модулятора 8 кваэинепрерывный фазоманипулированный сигнал поступает на информационный вход аналогового ключа 5, с выхода которого фаэоманипулированный импульсный сигнал, усиленный усилителем 6 мощности, возбуждает излучающий пьезопреобразователь 7, осуществляющий прямое электроакустическое преобразование. Зондирующий акустический фазоманипулированный сигнап распространяется в иэделии 22, отражается от дефекта 23 и принимается приемным пьеэопреобраэователем 14, с выхода которого после соответствующег0 усиления усилителем 9 сигнал поступает на первый 10 и второй 15 демодуляторы. Двухканальное построение приемного тракта устройства обеспечивает ему инвариантность по отношению к фазе колебаний несущей эхо-сигнала.

Модулирующая фазу псевдослучайная кодовая последовательность выделяется из эхо-сигнала демодулятором (10 или

15) того канала, в котором сдвиг фазы между несущей эхо-сигнала и опорным синусоидальным сигналом равен 0 или 180

Фазовращатель обеспечивает относительный сдвиг фаэ синусойдальных сигналов, поступающих на вторые входы демодуляторов 10 и 15, равный 90 на рабочей частоте генератора 1 синусоидальных колебаний. Далее кодовая последовательность фильтруется фильтром

11 (16) низкой частоты и "сжимается"

1397830

Составитель Г, Максимочкин

Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга

Редактор В. Данко

Заказ 2600/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, .4 оптимальным фильтром 12 (17) . После возведения в квадрат квадратором 18 (19) сжатые эхо-сигналы каждого канала поступают на первый и второй вхо5 ды сумматора 20 и далее на измеритель

13 временных интервалов, в качестве которого можно испольэовать осциллограф.

Генератор цифровой псевдослучайной 10 кодовой последовательности был построен (и испытан) на базе цифрового регистра сдвига с обратными связями, организованными с помощью логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Практичес- 15 кая реализация аналогового варианта оптимального фильтра осуществлялась с использованием многоотводньм электромагнитных линий задержки (типа

ЛЗТ 4,0 х 1200). 20

Применение в устройстве в качестве зондирующих сигналов фазоманипулированных сигналов, распределенных по закону псевдослучайной последовательности с базой, большей единицы, построение приемной части по квадратурному, двухканальному принципу и использование раздельных приемного и излучающего пьеэопреобразователей обеспечивает существенное уменьшение 30 мертвой зоны" контроля, повышение пороговой чувствительности и уменьшение пропусков дефектов.

Формула из обр ете ния 35

Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных сигналов, формирова- 40 тель прямоугольных импульсов, генератор псевдослучайной кодовой последовательности, формирователь периода последовательности, аналоговый ключ, усилитель мощности и излучающий пьезопреобраэователь, балансный модуля— тор, первым входом подсоединенный к генератору синусоидальных сигналов, вторым входом — к второму выходу генератора псевдослучайной кодовой последовательности, а выходом — к управляющему входу аналогового ключа, последовательно соединенные входной усилитель, первый демодулятор, второй вход которого подключен к вьгходу генератора синусоидальных сигналов, первый фильтр низких частот и первый оптимальный фильтр и измеритель временных интервалов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности и достоверности ультразвукового контроля, оно снабжено приемным пьеэопреобразователем, соединенным с входным усилителем, подключенными к выходу у"илителя последовательно соединенными вторым демодулятором, вторым фильтром низких частот и вторым оптимальным фильтром, первым и вторым квадраторами, входами соединенными соответственно с выходами первого и второго оптимальных фильтров, подключенным к выходам первого и второго квадраторов сумматором, выходом соединенным с входом измерителя временных интервалов, и фазовращателем, входом подключенным к выходу генератора синусоидальных сигналов, а выходом — к второму входу второго демодулягора.