Ультразвуковой дефектоскоп

Ультразвуковой дефектоскоп

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля изделий в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности . Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет высокочастотного цифрового преобразования обработки и регистрации в оперативном запоминающем устройстве всех параметров максимумов множества принимаемых сигналов превысивших всвоих зонах контроля установленные уровни регистрации Использование дополнительных блоков с новыми связями позволяет проводить полную аьтоматическую цифровую обработку принимаемых CHI налов и регистрацию их параметров раздельно по каналам в реальном масштабе времени с учетом реальной чувствительности преобразователя и уровня шумов,обеспечить в процессе контроля за один цикл прозвучивания по каждому каналу высокую точность регистрации распределения во времени в зоне контроля максимумов амплитуд принимаемых сигналов и соответствующих им координат глубины залегания дефектов, временную стабильность, независимость от температурных воздействий отклонений питающих напряжений 1 з п ф ты. 2 ич

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

C IIS 6 01 N 29/10

ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPVI ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491483/28 (22) 10.10.88 (46) 15,02.91. Бюл. ¹ 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке нераэрушающих методов и средс-в контроля качества материалов (72) Л.В. Козлов, А.Н, Ралдугин и В.С, Гаврев (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1024828, кл. G 01 N 29/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1385064, кл. G 01 N29/04,,1988, (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля иэделий в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля эа счет высокочастотного цифрового

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля иэделий в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет высокочастотного цифрового преобразования, обработки и регистрации в оперативном запоминающем устройстве всех параметров максимумов множества принимаемых сигналов, превысивших в своих зонах контроля установленные уровни регистрации.

„„. Ж„„1627974 А1 преобразования. обработки и регистрации в оперативном эапомина ощем устройстве всех параметров максимумов множества принимаемых сигналов, превысивших всвоих зонах контроля установленные уровни регистрации. Использование дополнительных блоков с новыми связями позволяет проводить полную аьтоматическую цифровую обработку принимаемых си налов и регистрацию их параметров раздельно по каналам в реальном масштабе вреглени с учетом реальной чувствительности преобразователя и уровня шумов, обеспечить в процессе контроля за один цикл прозвучивания по каждому каналу высокую точность регистрации распределения во времени в зоне контроля максимумов амплитуд принимаемых сигналов и соответствующих им координат глубины залегания дефектов, временную стабильность, независи лость от температурных воздействий. отклонений питающих напряжений, 1 з, и, ф-лы, 2 ил.

На фиг. 1 представлена струк, урная схема ультразвукового (УЗ) дефектоскопа; на фиг. 2 — временные диаграм ы, поясняющие работу дефектоскопа, УЗ дефектоскоп содержит последовательно соединен ные синхронизатор 1 и распределитель 2 импульсов. и цепей из последовательно электроакустически соединенных генератора 3 возбуждения ультразвуковых колебаний (УЗК), вход которого подключен к соответствующему выходу распределителя 2 импульсов, и У3 преобразователя 4, последовательно соединенные коммутатор 5, и входов которого подключены к соответствующим УЗ преобразовате1627974 лям 4, и логарифмический урллитель 6, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП) и регистр 8, счет ик 9 координат. первое оперативное запоминающее устройство 10 (ОЗУ), схему

11 сравнения, по=ледовательно соединенные кварцевый генератор 12, формировг тель 13 управляющих импульсов и мультиплексор 14, сумматор 15, второе ОЗУ

16 и третье ОЗУ 17, входы с первого по и которого подключены к соответствующим г хс1ам первого и второго ОЗУ 10 и 16, к входам с (n - 1) — го до 2п коммутатора 5 и к выходам 1 по и распределителя 2 импульсов, (n + 11-й вход — к второму выходу формирователя 13 уп вляющих импульсов, (n+

+ 2)- и вход- к выходу сумматора 15, (и+ 3)-й вход — к (и+ 1)-му входу первого ОЗУ 1О и к первому выходу ргистра 8, (и + 4) — и вход является входом дефектоскопа от датчика пространственных координат, выход — B!>I ходом УЗ дефектоскопа, выход кварцевого генератора 12 подключен к входу синхронизатора 1 и к первым входам счетчика 9 кооргинат и АЦП 7, первый вход схемы 11 сравнения подключен к выходу мультиплексора 14, второй вход — к выходу АЦП 7, первый и второй выходы — к второму и третье лу входам формирователя 13 управляющих импульссв соответственно, второй вход регистра 8 подключен к третьему выходу формирователя 13 управляющих импульсов, третий вх.-ц — к (n+ 1)-му входу второго

ОЗУ 16 и к выходу счетчика 9 координат, второй выход — к второму входу мугьтиплексора 14 и первому входу сумматора 15, выход второго ОЗУ 16 подключен к третьему входу мультиплексора 14, выход первого

ОЗУ 10 подключен к второму входу сумматора 15, второй вход АЦП 7 подключен к выходу логарифмического усилителя 6, а етвертый вход формирователя 13 управляк ших импульсов подключен v второму входу счетчика 9 координат и к выходу синхронизатора 1.

Формирователь 13 управляющих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных триггера 18 и первой схемы 19

И, первого одновибратора 20, последовательно соединенных второго одновибратора 21 и схемы 22 ИЛИ, рторой схемы 23 И, инвертора 24, включенного между выходом второго одновибратора 21 и первым входом второй схемы 23 И, и формирователя 25 задержки, ехпд которого является вторым входом формирователя 13 управляющих импульсов, вход подключен к вторпму входу второй схемы 23 И, второй вход первой сх мы 19 И является первым входом формирователя 13 управляющих импульсов. третий

55 вхсд по,клчочен к выходу первого однавибратора 20, выход — к первому входу триггера

18 и является вторым выходом формирователя 13 управляющих импульсов, второй вход схемы 22 ИЛИ подключен к входу второго одновибратора 21 и является третьим входом формирователя 13 управляющих импульсов, третий вход — к второму входу триггера 1Ñ и является четвертым входом формирователя 13 управляющих импульсов, выход — к входу первого одновибратпра 20 и четвертому входу первой сх мы 19 И и является первым выходом формирователя

13 управляющих импульсов, а выход второй схемы 23 И подключен к третьему входу триггера 18 и является третьим выходом формирователя 13 управляющих импульсов.

Позициями 26 — 38 обозначены выходы сигналов с блоков УЗ дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Кварцевый генератор 12 содержит в своем составе кварцевый резонатор и вырабатывает высокостабильные во времени и к внешним воздействиям импульсы 27 преобразования высокой частоты. Выбор частоты -кварцевого генератора определяется необходимой дискретностью (точностью) преобразования и регистрации параметров, принимаемых дефектоскопом сигналов и быстродействием применяемой схемотехники, Длительность периода следования импульсов на выходе кварцевого генератора определяет собой длительность такта преобразования, Импульсы 27 преобоазования с выхода кварцевогс генератора

12 поступают на вход синхронизатора 1, где из них формируются синхроимпульсы 28, например высоксго логического уровня, коорые своим логическим уровнем производят становку схемы дефектоскопа в исходное сосгоялие, а своим задним фронтом определяют начало циклов прозвучивания. Частота следования синхроимпульсов устанавл r àåòñÿ в синхронизаторе 1 извеcTHblMv. способами (не показано). Включенный на выходе синхронизатора 1 распределитель 2 импульсов включает в работу каналы, например, так, что первым синхроимпульсом 28 запускается первый генератор 3 возбуждения ультразвуковых колебаний, вторым синхроимпульсом запускается второй генератор 3 УЗ К и т. д., а по.ле прихода и — го синхроимпульса, запускающего n— - и генератор 3 УЗК, данный цикл повторяется сначала. Каждый иэ и генераторов 3 УЗК возбуждает соответствующий ему ультразвуковой преобразователь 4 и последний посылает ультразвуковой импульс в обьект контроля (не показано). Отра16"7974 женные от неоднородностей объекта контроля сигналы принимаются преобраэовател м 4 и через коммутатор 5 поступают на вход логарифмического усилителя 6, который обеспечивает усиление сигналов в широком динамическом диапазоне (например, 80 В) и имеет в своем составе двухполупериодный детектор. С выхода логарифмического усилителя 6 видеосигнал поступает для преобразования в цифровой код на второй вход АЦП. Последний оцифровывает входной сигнал с частотой следования импульсов 27 преобразования, которые поступают на его первый вход с выхода кварцевого генератора 12. Необходимая разрядность цифрово о преобразования определяется необходимой дискретностью преобразования амплитуды входных сигналов (необходимой точностью регистрируемых амплитуд сигналов), оцифровываемых во всем динамическом диапазоне. Указанные величины связаны зависимостью дА= —, 2" где дА — дискретность преобразования амплитуды входного сигнала;

0 — динамический диапазон входных сигналов;

k — число разрядов АЦП 7 для двоичного кода.

Например, динамический диапазон амплитуд 80dB на восьмиразрядном АЦП оцифрован с дискретностью =0,3dB, Применение АЦП с большим числом разрядов позволяет преобразовывать с меньшей дискретностью больший динамический диапазон, Если принять рабочую частоту УЗ преобразователя равной 1 МН2, а длительность отраженных сигналов = 3 — 5 ее периода, то при частоте следования импульсов преобразования 20 МН2 принятый сигнал будет оцифрован 60 — 100 раэ, т. е. дискретность (точность) регистрируемой координаты отражателя определяется длительностью такта преобра вания. С выхода АЦП 7 k — разрядный цифровой код амплитуды преобразуемого сигнала поступает на первый вход регистра 8 и второй вход схемы 11 сравнения.

Счетчик 9 координат синхроимпульсом с выхода синхронизатора 1, либо импул ьсом от передней грани объекта контроля, выделяемым известными способами в случае работы в иммерсионном варианте (не показано), сбрасывается в ноль и после этого момента до своего заполнения производит последовательный счет импульсов 27 преобразования, поступающих на его первый вход с выхода кварцевого генератора 12.

Таким образом, дискретность отсчета и измерения (регистрации) координат равна длительности такта преобразования. Разрядность р счетчика 9 координат определяется необходимым диапазоном зоны контроля. максимально возможной координатой (глубиной) залегания регистрируемых отражателей при заданной дискретности регистрации координат. Названные величины связаны зависимостью д(=—

2Р где Ol — дискретность отсчета и измерения координат (длительность такта преобразования); — максимальная координата залегания отражателей; р — число разрядов счетчика 9 координат для двоичного кода.

Своим выходом счетчик 9 координат во время работы дефектоскопа производит последовательную выборку адресов второго

ОЗУ 16, а будучи подключенным к третьему входу регистра 8, позволяет регистрировать в последнем текущие значения координаты обрабатываемого сигнала в любом такте преобразования.

Первое 03У 10 и второе ОЗУ 16 имеют одинаковую внутреннюю структуру и состоят каждое из и (по числу каналов) одинаковых областей (страниц) памяти. Перед началом контроля с помощью известного программатора в соответствующие области памяти каждого ОЗУ записывается информация для каждого канала соответственно.

Так, в первое ОЗУ 10 записываются кривые корректировки амплитуд регистрируемых сигналов с учетом чувствительности преобразователей. Эти кривые для каждого преобразователя могут быть либо снятыми экспериментально, либо рассчитанными на основе известных АРД-диаграмм. Корректура амплитуды сигнала из соответствующей области памяти первого ОЗУ 10 выводится по поступающей в него на вход и+ 1 координате, зарегистрированной для этого сигнала в регистре 8.

Во второе ОЗУ 16, в соответствующую для каждого канала область памяти, записывается сложная кривая, учитывающая ряд параметров контроля для данного канала— зону контроля, уровень отсечки шумов, браковочный уровень, причем два последних в общем случае представляют собой уровень регистрации. Кривые, записанные в каждую из областей памяти второго ОЗУ 16, в общем случае будут иметь вид кривых уровней регистрации в зонах контроля, а вне зоны контроля имеют место прямоли1627974

10 нейные roðèçoíòàëüíûå участки с максимальной амплитудой.

Таким образом, второе ОЗУ 16 выполняет роль одновременно формирователя кривой уровня регистрации и формирователя зоны контроля для каждого канала соответственно, что позволяет также исключить из схемы каждого канала дефекто=копа такой традиционный блок, как формирователь зоны контроля. Включение в работу той или иной области памяти каждого ОЗУ в процессе "он1роля производится одновременно с включением в работу соответствующего УЗ преобразователя сигналом с соотвествующего выхода распределителя 2 импульсов.

Другие области |,мяти каждого ОЗУ в это время находятся в выключенном состоянии, имея на своих информационных выходах высокий импеданс 3ro позволяет в каждом

ОЗУ объединить в общую шину все разряды информационных выходов всех областей соответственно. Адресные входы всех областей памяти в каждом ОЗУ также объединены по разрядам. Число разрядов р адресных входов первого и второго ОЗУ 10 и 16 равно числу разрядов счетчика 9 координат. Число разрядов k выходов каждого из этих ОЗУ равно числу разрядов АЦП 7, Во воемя работы дефектоскопа сигналами с выхода счетчика 9 координат иэ второго ОЗУ 16 ча третий вход мультиплексора 14 последова-ельно извлекается кривая уровня регистрации из; зответствующей для данного канала области памяти, а по зарегистрированному в регистре 8 текущему зчачению координаты обрабатываемого сигнала извлекают из соответствующей области первого ОЗУ 10 на второй вход сумматора 15 корректуру амплитуды для текущего значения амплитуды сигнала в данном такте преобразования.

Сумматор 15 производит оперативное сум чирование двух k — разрядных исел, одно из которых поступает íà его первый вход с второго выхода регистра 8 и является текущим значением амплитуды обрабатываемого сигнала в данном такте преобразования, а второе число поступает на второй вход сумма1ора 15 с выхода nepeoi o

ОЗУ 10 и является корректурой для данного значения амплитуды. Соответственно, на выходе сумматора 15 появляется скорректировачное текущее значение амплитуды (k — разрядов), передаваемое íà (n + 2)-й вход третьего ОЗУ 17 одновременно. На (n + 3) — и вход последнего с первого выхода регистра 8 передается соответствующее ему текушее значение координаты, Третье ОЗУ 17 предназначено для запиcv. a него скорректированных и обработан15

50 ных параметров зарегистрированных сигналов, Оно,как и первые два ОЗУ дефектоскопа, состоит из одинаковых областей памяти, так, что регистрация и запись параметров с гналов осуществляется раздельно по каналам их принявшим. Выборка области памяти ОЗУ производится соответствующим импульсом с выхода распределителя 2 импульсов. Третье ОЗУ 17 является оперативным запоминающим устройством с последовательной выборкой, или, в простом случае, содержит в своем составе счетчик адреса, все разряды выходов которого соответственно соединены с адресными входами всех областей памяти данного ОЗУ.

Импульс 38 записи параметров, поступающий на (n + 1)-й вход данного ОЗУ с второго выхода формирователя 13 управляющих импульсов, своим передним фронтом производит запись параметров зарегистрированного сигнала в соответствующую облас ь памяти ОЗУ, а своим задним фронтом производит увеличение адреса на выходе счетчика адреса на единицу, выбирая следующий адрес ОЗУ и подготовив место для следующей записи.

Разрядность адресов третьего ОЗУ 17 определяется необходимым количеством регистрируел1ой в ОЗУ информации и воэмо.кностями ее оперативного вывода (считывания) иэ него, Число разрядов его информационных входов определяется суммой разрядов всех регистрируемых параметров для одного зарегистрированного сигнала дефекта. Это число разрядов амплитуды К, поступающей на (п + 2)- л вход ОЗУ, число разрядов координаты р, поступающей на (n + 3)-й вкод, к ним необходимо приплюсова.ь число ра=рядов пространственных координат, поступающих в третье ОЗУ 17 от датч .ка пространственных координат положения сканирующей системы (не показано).

Таким об.абазом, по одному адресу в соответствуют; i область памяти третьего ОЗУ

17 записывается "слово дефекта", содержащее информацию об отоажателе, зарегистрированном в конкретном канале.

Кроме того, последний адрес ячейки соответствующей области памяти третьего

ОЗУ 17, в которую была произведена запись параметров зарегистрированного дефекта, одновременно служит счетчиком числа дефектов, зарегистрированных в данном канале за определенный отрезок процесса контроля, Эта информация может оперативно, либо послс какого-то этапа контроля, быть выведена из третьего ОЗУ 17 на регистратор (не показано), например ЭВМ, подключенную к нему своей общей шиной. На

ЭВМ эта информация может быть также,:62 974

5

10 подвергнута дальнейшей обработке. Кроме того, ЭВМ своей общей шиной может быть подключена к первому ОЗУ 10 и второму

ОЗУ 16 и выступать для них в качестве программаторара.

Регистр 8 предназначен для записи текущих значений регистрируемых сигналоя, На его первый вход поступают k — разрядов текущих значений амплитуды обрлбатывлемых сигналов с выхода ALlU 7, а на третий вход — соответствующие им р разрядов текущих значений координат с выхода счетчика 9 координат. На второй вход регистра 8 поступают импульсы 34 записи текущих параметров с третьего выхода формирователя

13 управляющих импульсов (порядок ик формирования рассмотрен ниже), К-разрядный мультиплексор 14 типа

"два направления — в одно" пропускает на свой k — разрядный выход либо злрегистрлрованное в регистре 8 текущее знлч.ние амплитуды обрабатываемого поступлю,це"-. на второй вход мультиплексора. л 1бс текущее зна,ание кривой уровня регистрации с выхода второго 03У 16, поступающее нл pf o третий вход. Эти значения могут оперативно передаваться через мультиплексор 11 на первый вход схемы 11 сравнения. Управление направлением переда <и через мул=типлексор осуществляется упрлвлчющими логическими уровнями 35, поступающими на первый вход мультиплексора 14 (вход направления передачи) с первого выхода формирователя 13 управляющих импульсов. Высокий логический уровень на песвом входе мультиплексора 14 соответствуег пропусканию через него информации с е а третьего входа, а низкий логический урсвень соответствует пропускан 1fo нл вых fд мультиплексора 14 информлции с его второго входа.

Схема 11 сравнения предназначена для оперативного сравнения в ходе преобразования и обработки сигналов двух k-рлзрядных чисел, поступающих на ее pðâûé и второй входы. Результатом сравнения двух чисел А и В могут быть соотношения

А> В, А = В, А < В. Пусть первый вход схемы сравнения будет входом числа Б, второй вход — число А, т. е, число А — всегда есть текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала, поступающее с выхода АЦП 7.

Число В может иметь два значения в зависимости от направления передачи через мультиплексор. Выходы схемы 11 сравнения оперативно определяют результат сравнения чисел Аи В, причем вь полнение одного из трех возможных соотношений определяет установление высокого логического уровня на ее соответствующем выходе на все вре1t„=

55 мя выполнения данного соотношения. При э ом на двух других выходах схемы 11 сравнения устанавливаются низкие логические уровни. Пусть первый выход схемы 11 срав-!

IPHI1f3 определяет ссо1ношение А > В, второй выход определяет соотношение А < В.

Выход схемы 11 срлпления, определяющий

COn HOIIIeIfI1e A =- В, В даННОМ СЛуЧаЕ НЕ используется (Hp. показано). Логические уровни и их изменения с первого и второго вь ходов схемы 11 гргвнения в качестве упрлвля он,их воздействий передаются соответственно на второй и третий входы формирователя 13 „правляющих импульсов.

C . рмировэтель 13 управляющих импе гьсоз -OI ro».ций >1з определенным обра30>л с един нных известных логических зл: мег то", предназначен для формирова ия p "1р львов 34 злписи е регистр 8 текущ 1х ", нлч:. 1и л параметров сигнала, пр..в >tf".льц гс, JOBpf h регистрлции и свой ж» (г вень л nред !I:Y:f;å;ë такте преобразоf3;- » дл» < сг ми ро. лн 1я импульсов 38 ЗЭрис.1 е т е ье ОЭУ 17 скорректированных плрль етрсз злрегистрирова ного дефекта а также дл» формирования импульсов

3". уп -; вRPния HP.nðлвлением передачи через му;,-гиплексор 14, при определении на схеме 11 сравнения теку,цего положения

avon 1туд ... O5p;! лты..лемого сигнала в данно тлкге пресбрлзовлния относительно Tf: кугце о Значения в данном же такте псеобрл"o»- «,I уровня регистрации и отнсситель; î yap записанного в регистр 8 наибольшего тскуцгf р зн:1чения амплитуды

:Io с сигнал:I в o. »c 1 из пред дущих тактов прpoбслooг.л иq с л секл в ноль три гера 18 формироьлтел,« "3 упрлвл. сщих импульсов осуществляе1гя по сигнлллм на его первом и втором .=хрдлк. Из1ленение логическогс уровня с низкого нл высокий нл третьем входе триггера 18 у:тлнлвливлет па его выходе высокий уровень (фиг, °, п. 36). Первый и второй сднрвибрлторы 20 и 21 злпусхлются изменением I3voäíoão лс,:.1ческого уровня с низкого нл высокий. Oбл они формируют на своих выходах импульсы длительностью, рллнсlf длительности такта преобразования, причем нл сь ходе первого одновибратсрл 20 фсрмирмтся импульс 37 низкого лсгичес сгс у,",offнч, л нл выходе второго однсвибраторл 21 формируется импульс 31 высскогс гогическofo уровня, ОдновибраTop 20 является c;,íoâèáðàòoðof; с повторны л запуском. Импульс нл его выходе прсдлеллется всякий рлз с приходом запусклющ:гс импульса во вре;ля действия предь,дущего, так что между соседними так1лми nреэсрлзоллния нл его выходе не воз1627974

5

20 никает импульс переключения. Импульс на выходе одновибратора 21 заканчивается с началом следующего такта преобразования, чтобы в начале последнего направление передачи через мультиплексор 14 определялось уже не импульсом с выхода одновибратора 21, а уровнем с второго выхода (А < В) схемы 11 сравнения. Формирователь 25 задержки формирует импульс 33 постоянной длительности, задеD>KBHHblpl относительно переднего фронта изменения логических уровней, поступающих на второй вход формирователя 13 управляющих импульсов для записи регистрируемых параметров в данном такте. Длительность сформированного импульса короче длительности такта преобразования. Величина его задержки определяется быстродействием применяемой схемотехники, а точнее величиной апертурной задержки многоразрядных схем (АЦП, схема сравнения, ОЗУ).

Синхроимпульс 28 с выхода синхронизатора 1 сбрасывает в ноль триггер 18, тем самым блокируется выход первого элемента

19 И, а через элемент 22 ИЛИ устанавливает на мультиплексоре 4 направление передачи, соответствующее пропусканию через него на первый вход схемы 11 сравнения (вход числа В) содержимого начальной ячейки соответствующей области (памяти) второго ОЗУ 15, С началом цикла проэвучивания в первом такте преобразования на схеме 11 сравнения текущее значение амплитуды сигнала преобразования сравнивается с соответствующим ему уровнем регистрации в зоне контроля (фиг. 2, и, 26) либо, если эона контроля начинается с задержкой относительно начала цикла прозвучивания, с максимальной амплитудой кривой вне зоны контроля, причем в этом случае -юбая возможная амплитуда сигнала превысить ее не сможет. Следовательно, до начала зоны контроля не возможно изменение уровня с низкого на высокий на первом выходе схемы 11 сравнения (выход А > В) и на втором и третьем выходах формирователя 13 управляющих импульсов импульсы записи не будут сформированы. На втором выходе схемы 11 сравнения поддерживается высокий уровень (выход А < В), т. е, в первом такте преобразования в зоне контроля текущее значение амплитуды сигнала сравнивается с соответствующим уровнем регистрации эа счет высокого уровня (фиг.

2, и. 35) на первом входе мультиплексора 14, Этот уровень не изменяется и во все последующие такты преобразования до тех пор, пока не будет нарушено соотношение А < В, где  — уровень регистрации, т. е. пока сигнал не превысит уровень регистрации (фиг. 2, 25

:0

55 и. 26). В первом же такте преобраэова -,ия при превышении текущим значением амплитуды сигнала уровня регистрации произойдет изменение уровня (с низкого на высокий на первом выходе (A > В) схемы 11 сравнения (фиг. 2, и. 30), Одновременно на ее втором выходе (А < В) устанавливается низкий уровень (фиг, 2, и, 29), По указанному изменению уровня на выходе А > В формирователь 25 задержки вырабатывает задержанный импульс 33 внутри такта преобразования, Этот импульс через второй элемент 23 И подается на второй вход регистра 8, в который осуществляется запись текущих параметров принимаемого сигнала. Этим же импульсом триггер 18 устанавливается в единичное состояние.

Изменение уровня с высокого на низкий на втором выходе (А < В) схемы 11 сравнения, пройдя через элемент 22 ИЛИ, переключает мультиплексор 14, С выхода последнего на первый вход схемы 11 срав нения начинают подаваться сигналы с регистра 8 текущего значения амплитуды предыдущего такта преобоаэования или в начале цикла зондирования — уровень нуля, Следовательно, до момента записи в регистр 8 текущего значения амплитуды принимаемого сигнала в данном такте преобразования выполняется соотношение А >В, а после него — А = В.

На первом выходе схемы 11 сравнения вновь устанавливается низкий уровень, а на втором его выходе низкий уровень остается.

С начала следующего такта преобразования на схеме 11 сравнения происходит сравнение текущего значения амплитуды сигнала с выхода АЦП 7 со значением амплитуды этого сигнала, записанным в предыдущем такте преобразования в регистр 8. Если вновь вь полнится соотношение А > В, то в последний будет записано новое значение амплитуды и координаты. Ситуация повторяет я до тех пор, пока амплитуда сигнала возрастает, При этом отслеживается и зарегистрирован максимум (локальный максимум) амплитуды сигнала со своей координатой, Все это время низкий уровень с выхода элемента 22 ИЛИ держит закрытым первый элемент 19 И. В первом же такте преобразования, в котором значение амплитуды с выхода АЦП 7 станет меньше значения, зарегистрированного в предыдущем такте преобразования в регистре 8, на схеме 11 сравнения выполняется соотношение

А < В и впервые с начала данного цикла прозвучивания на ее втором выходе происходит изменение уровня с низкого на высокий. Этим изменением запускается второй одновибратор 21, высокий логический уро13

1627974 вень (фиг. 2, и, 31) с выход:; кг<тссаго через элемент 22 L1J< Yi перекл.счает <п удерживает в этом положении ь даннг< . Tëêòe преабпазованил мультиплексор 14 так, что на первый вход схемы 11 сравненил поступает уровень регистрации, Запущенный этим же изменением первый одновибратор 20 низким уровнем на своем выходе (фиr, 2, и. 37) в течение этого же такта преобразования держит закрытым первый эл мент,9 И. Foли текущее значение амплитуды сиг><ала в данном такте преобразования сказывается меньше значения, зарегистрированного в регистре 8, а после переключения мультиплексора 4 оказывается выше уровня регистрации, т.е. выполняется ссатношение

А> В, то это вызывает в этом же такте преобразования обратные изi1ег е,<ил HG выходах схемы 11 сравнения — на втором в..<ходе уровень вновь станет ни .им, а:<а первом происходит изменение с низкого .;а вь<сакий. Это изменение не прсхадит через второй элеменг 23 И, так как ан закрыл в течение данного такта преобразования низким уровнем с выхода инвертора 24 (ф«г. 2, и. 32). С началом последующего такта преобразованил зэка<,чива<отсл импульсы ла выходах одновибратаров. Если текущее значение амплитуды сигнала в.ioeь ока;<-,ется меньше значенил, зареги=трираваннаго в регистре 8, и выше уровня регистрации для данного такта преобразования, та ситуация повторяется, т. е. проис ади< двойное сравнивание на схеме 11 сравнения и импульсы записи на выходах фсрмиравателл

13 управляющих импульсов lle формируются, Если же в одном из последующих так< ав преобразования при сравнении окажется, что текущее значение амплитуды сигнала больше значения, записанного ранее в регистр 8 (т, е. ранее был зарегистрирован локальный максимум), то в последний производится запись новых параметров, как описано выше. Если в одном из i< леду<ощих тактов преобразования окажешься, что текущее значение амплитуды сигнала меньше записанного в регистре 8 и меньше уровня регистрации в этом такте преобразования, т. е. сигнал, снижаясь от максимума амплитуды, перешел уровень регистрации сверху вниз,.гогда выполняется соотношение А < В при любом значении В, т, е, высокий уровень со второго выхода схемы 11 сравнения

<ереэ элемент 22 ИЛИ поступает на четвертый вход первого элемента 19 И и длится более одного такта пресбразования. После окончания отрицательного импульса на Bbl ходе первого одновибратара 20 íà третьем входе первого элемента 19 И также устанавливается высокий уровень. Высокии уровень на выходе триггера 18 был установлен в момент превышения сигналом уровня регистрации. Поэтамч следующий импульс преобразования с выхода кварцевого генератора

5 12 проходит через первый элемент 19 И на и < 1 вход1ретьего ОЗУ 17 в качестве импульса 38 записи, а, придя на первый вход триггера 18, сбрасывает его в ноль, вернув схему формирователя 13 управляющих импульсов

10 в исходное состояние.

На основании изложенного процесс обработки сигнала подразделяется на три характерные области: I — текущее значение амплитуды обр-<ба1ываемого сигнала ниже

15 соответствую<цего текущего значения амплитуды кривой уров«я регистрации, хранимой ео втором 03У 16. Здесь в каждом такте г<сеаг ".:азоланил текущее значение амплитУр .-.I СИгНаЛа СРаВНИВаЕтСЯ таЛЬКО С COOT20 веществу<ос<им зна<ением амплитуды точки кривой из в;араго ОЗУ 18 и импульсы на выходах схемы 11 сравнения и формирователя 13 управляющих импульсов не формиру<а<сл; 2 — текущее значение амплитуды

25 сигнала превысило уровень регистрации и с ка.кдым тактам преобразования возрастает. Здесь текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала в каждом новом такте преобразования сравнивается со

30 значением амплигуды этого сигнала, запис <н«в<к< в реги-Тр 8 в предыдущем такте преабра .-.ванил, при этсм на третьем выходе фасмиравателл 13 управллю<цих импульсов фаp:<иDуются ИMпульсы 34 записи

35 íoab

50 абеспечиваетсл переключением мультиплексора 14 импульсами с первого выхода формирователя 13 управляющих импульсов, а импульсы загиси на его втором и третьем выходах не формируются; 4 — текущее зна55 чение обрабатываемого сигнала ниже ранее зарегистрированного в регистре 8 значения амплитуды этого сигнала и ниже уровня регистрации. здесь после снижения заднего

<ррснта сбрабать:ваемсго ниже уровня регистрации в конце данного такта преобра15

1627974

5

55 зования в формирователе 13 управляющих импульсов вырабатывается импульс

38 записи в ОЗУ 17 параметров дефектов, соответствующих максимальному значению амплитуды сигнала, Таким образом, использование изобретения позволяет проводить полную автоматическую цифровую обработку принимаемых сигналов и регистрацию их параметров раздельно по каналам в реальном масштабе времени с учетом реальной чувствительности преобразователя и уровня шума, обеспечить в процессе контроля высокую точность регистрации максимумов амплитуд принимаемых сигналов и соответствующих им координат глубины залегания дефектов и сканирующего блока, временную стабильность, независимость от температурных воздействий и отклонений питающих напряжений.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор и распределитель импульсов. и цепей из последовательно злектроакустически соединенных генератора возбуждения уль раэвуковых колебаний, вход которого подключен к соответствующему выходу распределителя импульсов, и ультразвукового преобразователя, последовательно соединенные коммутатор, и входов которого подключены к соответствующим ультразвуковым преобразователям, и логарифмический усилитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и регистр, счетчик координат, первое оперативное запоминающее устройство и схему сравнения, входы с (п < 1)-ro по 2п коммутатора подключены к выходам с первого по п распределителя импульсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности и производительнос и. он снабжен последовательно соединенными кварцевым генератором, формирователем управляющих импульсов и мультиплексором, сумматором, вторым оперативным запоминающим устройством и третьим оперативным запоминающим устройством, входы с первого по и которого подключены к соответствующим входам первого и второго оперативного запоминающего устройства и к выходам распределителя импульсов, (n + 1) — и вход — к второму выходу формирователя управляющих импульсов, (и + 2)-й вход — к выходу сумматора, (и + 3) — и вход — к (n + 1) — му входу первого оперативного запоминающего устройства и к первому выходу регистра, (n + 4) — и вход является входом дефектоскопа от датчика пространст15

35 венных координат, выход — выходом дефектоскопа, выход кварцевого генератора подключен к входу синхронизатора и к первым входам счетчика координат и аналогоцифрового преобразователя, первый вход схемы сравнения подключен к выходу мультиплексора, второй вход — к выходу аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы — к второму и третьему входам формирователя управляющих импульсов соответственно, второй вход регистра подключен к третьему выходу формирователя управляющих импульсов, третий вход — к (и + 1)-му входу второго оперативного запоминающего устройства и к выходу счетчика координат, второй выход — к второму входу мультиплексора и первому входу сумматора, выход второго оперативного запоминающего устройства подключен к третьему входу мультиплексора, выход первого оперативного запоминающего устройства подключен к второму входу сумма"тора, второй вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу логарифмического усилителя, а четвертый вход формирователя управляющих импульсов подключен к второму входу счетчика координат и к выходу синхронизатора.

2. Дефектоскоп по п, 1, о т r, и ч а ю щ и йс я тем, что формирователь управляющих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных триггера и первой схемы И, первого одновибратора, последовательно соединенных второго одновибратора и схемы ИЛИ, второй схемы И, инвертора, включенного между выходом второго одновибратора и первым входом второй схемы И, и формирователя задержки, вход которого s íëÿåòñÿ вторым входом фор