Цифровой ультразвуковой дефектоскоп "авгур"

Цифровой ультразвуковой дефектоскоп "авгур"

Реферат

 

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения: для получения изображения контролируемого сечения и непосредственного измерения размеров дефекта в устройство введены формирователь 13 развертки В-типа, формирователь 17 ВРЧ-характеристики и формирователь АРД-диаграммы, управляемые через блок I управления, связанные входами с ПЗУ 19, а выходами - с блоком 12 отображения. Между усилителем 7 и блоком 9 АЦП включен блок 8 предварительной обработки, выполненный в виде схемы фильтрации, схемы выделения огибающей и коммутатора обеспечивающего различное прохождение сигнала с усилителя 7 к блоку 9 АЦП через эти схемы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии, проведения исследовательских, методических и учебных работ.

Известен ультразвуковой дефектоскоп [1] , содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, пьезоэлектрический преобразователь, усилитель и автоматический сигнализатор дефектов, индикатор, блоки управления усилителем, ВРЧ, блок формирователя строба автоматического сигнализатора дефекта и т.д. Использование дефектоскопа позволяет производить предварительную настройку на любое число программ контроля, то есть повысить производительность контроля, и не требует перенастройки дефектоскопа при изменении объекта контроля или этапа контроля объекта.

Недостатками этого дефектоскопа являются невозможность исследования спектра принимаемых эхо-сигналов в реальном масштабе времени, недостаточная помехоустойчивость, невозможность контроля изделий большой толщины и материалов с повышенным коэффициентом затухания.

Известен цифровой ультразвуковой дефектоскоп [2], содержащий блок управления, формирователь зондирующих импульсов, коммутатор, аттенюатор и предварительный усилитель, соединенный с коммутатором ультразвуковой преобразователь, блок АЦП, блок буферной памяти, блок накопления и блок отражения, блок временного усреднения, блок цифровой фильтрации, блок спектрального анализа. Устройство также содержит программируемое запоминающее устройство (ПЗУ), в которое заранее введены необходимые значения параметров.

Недостатками его являются невозможность получения изображения контролируемого сечения, отсутствие временной регулировки чувствительности, что не позволяет непосредственно измерять эквивалентные размеры дефекта.

Эти недостатки в известном техническом решении, содержащем блок управления, подключенные к одному из его выходов и соединенные последовательно секвенсор, формирователь зондирующих импульсов, коммутатор, второй вход которого подключен к одному из выходов блока управления, и усилитель, соединенный с коммутатором ультразвуковой преобразователь, подключенные каждый к соответствующему выходу блока управления и соединенные между собой последовательно блок АЦП, блок буферной памяти, блок накопления и блок отображения, выходы блоков накопления и блока буферной памяти связаны с соответствующими входами блока управления, блок временного усреднения, входы которого соединены соответственно со вторым выходом блока буферной памяти и одним из выходов блока общего управления, а выход - с третьим входом блока накопления, блок цифровой фильтрации, включенные между соответствующим выходом блока управления и третьим входом блока отображения, блок спектрального анализа, подключенный к выходу блока управления, выход которого подключен к четвертому входу блока отображения, программируемое запоминающее устройство (ПЗУ), выход которого подключен ко второму входу блока цифровой фильтрации, второй вход усилителя подключен к выходу блока управления, устраняются за счет того, что цифровой ультразвуковой дефектоскоп снабжен формирователем развертки B-типа (в яркостном виде), связанным управляющим входом с блоком управления, а выход - к четвертому входу блока накопления, блоком предварительной обработки, подсоединенным к отдельному выходу блока управления и включенным между усилителем и блоком АЦП, формирователем ВРЧ-характеристики и формирователем диаграмм амплитуда - расстояние - диаметр (АРД), подключенными к соответствующим выходам с пятым и шестым входами блока отображения, вторые входы - с соответствующими выходами ПЗУ, а усилитель выполнен со схемой управляемой временной регулировки усиления.

А также за счет того, что блок предварительной обработки выполнен в виде схемы фильтрации, схемы выделения огибающей и коммутатора, предназначенного для подключения этих схем к усилителю и блоку АЦП.

На фиг.1 представлена блок-схема дефектоскопа; на фиг.2 - блок-схема выполнения блока предварительной обработки.

Дефектоскоп содержит блок 1 управления, последовательно соединенные секвенсор 2, формирователь 3 зондирующих импульсов, коммутатор 4, ультразвуковой преобразователь 5, с выходом которого через коммутатор 4 связаны последовательно соединенные аттенюатор 6, усилитель 7, блок 8 предварительной обработки, блок 9 АЦП, блок 10 буферной памяти, блок 11 накопления и блок 12 отображения. Формирователь 13 развертки B-типа подсоединен к выходу блока 1 управления, а его выход подключен ко входу блока 11 накопления. К отдельным выходам блока 1 управления подсоединены блок 14 временного усреднения, имеющий вход от входа блока 10 буферной памяти и выход - ко входу блока 11 накопления, и блок 15 цифровой фильтрации, выход которого соединен со входом блока 12 отображения. Блок 16 спектрального анализа включен между блоком 1 управления и блоком 12 отображения.

Формирователь 17 ВРЧ-характеристики и формирователь 18 АРД-диаграммы включены также между блоками 1 и 12, а блок 19 ПЗУ соединен своими выходами с формирователями 17 и 18 и с блоком 15 цифровой фильтрации. Блок 8 предварительной обработки содержит схему 20 фильтрации, схему 21 выделения огибающей и связывающий их с дефектоскопом коммутатор 22.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы ультразвуковой преобразователь располагается на поверхности контролируемого материала или изделия. В процессе работы блок 1 управления организует периодически повторяющееся выполнение измерительных циклов. Режимы работы блоков 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18 задаются также от блока 1 управления, цикл начинается с того, что блок 1 управления осуществляет запуск секвенсора 2, который вырабатывает двоичную парафазную последовательность импульсов, поступающих на выходной формирователь 3 импульсов. Сформированный электрический зондирующий сигнал через коммутатор 4 поступает на ультразвуковой преобразователь (УЗП) 5, который преобразует его в ультразвуковую волну, излучаемую в объект контроля. Принимаемые акустические эхо- сигналы преобразуются с помощью УЗП 5 в электрический сигнал, который поступает через коммутатор 4 и аттенюатор 6 на вход усилителя 7. Усилитель 7 осуществляет предварительное усиление сигнала, устанавливает с помощью блока 1 общий коэффициент усиления и закон изменения коэффициента усиления от времени (ВРУ). Блок 8 предварительной обработки может работать в зависимости от команд блока 1 управления в нескольких режимах: либо в случае использования широкополосных сигналов, передает сигнал с усилителя 7 в блок 9 АЦП, или этот сигнал передается через коммутатор 22 на схему 21 выделения огибающей и продетектированный таким образом сигнал через тот же коммутатор 22 подается на блок 9 АЦП, либо, для обычных сигналов, через коммутатор 22 - на схему 20 фильтрации, где осуществляется полосовая фильтрация, соответствующая диапазону частот используемого УЗП 5, а затем через коммутатор 22 - в блок 9 АЦП.

В блоке 9 АЦП поступившие сигналы преобразуются в последовательность двоичных многоразрядных отсчетов, которые передаются для накопления в блок 10 буферной памяти. После того, как буферная память целиком заполняется отсчетами входного сигнала, блок 1 управления завершает измерительный цикл, передавая содержимое буферной памяти на вход блока 14 временного усреднения, где сигналы усредняются и передаются в блок 11 накопления. Одновременно по сигналу с блока 1 управления формирователь 13 развертки B-типа подает периодические сигналы на четвертый вход блока 11 накопления, где формируется массив данных, соответствующих развертке B-типа, который отображается в блоке 12 отображения.

В блоке 16 спектрального анализа через блок 1 управления поступает сигнал с блока 10 буферной памяти, где рассчитывается в реальном масштабе времени спектр эхо-сигнала и затем передается в блок 12 отображения.

При необходимости из блока буферной памяти через блок 1 управления сигнал поступает в блок 15 цифровой фильтрации. Вместе с эхо-сигналом из блока 1 подается команда на выборку определенного вида информации, заложенной в ПЗУ 19 (а именно, импульсная характеристика используемого УЗП 5 в данный момент).

Из блока 11 накопления через блок 1 сигналы передаются либо на формирователь 17 ВРЧ-характеристики, куда по команде с блока 1 из ПЗУ 19 поступает информация, касающаяся параметров среды. Формирователь 17 формирует ВРЧ-характеристику. Дополнительно из блока 10 буферной памяти берется текущий эхо-сигнал, умножается на сформированную ВРЧ-характеристику и поступает в блок 12 отображения. Либо, сигналы из блока 11 накопления через блок 1 поступают на формирователь 18 АРД-диаграммы. В этом блоке с учетом необходимых данных, запрошенных из ПЗУ 19, формируется АРД-диаграмма, которая подается в блок 12 отображения, где накладывается на изображения эхо-сигналов.

Таким образом, использование данного цифрового ультразвукового дефектоскопа, помимо всего прочего, позволяет получить изображение контролируемого сечения, обеспечить временную регулировку чувствительности, то есть получить непосредственно измеренные эквивалентные размеры дефекта.

Формула изобретения

1. Цифровой ультразвуковой дефектоскоп, содержащий блок управления, подключенные к одному из его выходов и соединенные последовательно секвенсор, формирователь зондирующих импульсов, коммутатор, аттенюатор, второй вход которого подключен к одному из выходов блока управления, и усилитель, соединенный с коммутатором ультразвуковой преобразователь, подключенные каждый к соответствующему выходу блока управления и соединенные между собой последовательно аналого-цифровой преобразователь, блок буферной памяти, блок накопления и блок отображения, выходы которых связаны с соответствующими входами блока управления, блок временного усреднения, входы которого соединены соответственно со вторым выходом блока буферной памяти и одним из выходов блока управления, а выход - с третьим входом блока накопления, блок цифровой фильтрации, включенный между соответствующим выходом блока управления и третьим входом блока отображения, блок спектрального анализа, подключенный к выходу управления, выход которого подключен к четвертому входу блока отображения, программируемое запоминающее устройство, выход которого подключен ко второму входу блока цифровой фильтрации, второй вход усилителя подключен к выходу блока управления, отличающийся тем, что он снабжен формирователем развертки для отображения вертикального сечения контролируемого изделия в яркостном виде, связанным управляющим входом с блоком управления, а выходом - к четвертому входу блока накопления, блоком предварительной обработки, подсоединенным к отдельному выходу блока управления и включенным между усилителем и аналого-цифровым преобразователем, формирователем характеристики временной регулировки чувствительности и формирователем диаграммы амплитуда - расстояние - диаметр, подключенными первыми входами к соответствующим выходам блока управления, выходами - с пятым и шестым входами блока отображения, вторыми входами - с соответствующими выходами программируемого запоминающего устройства, а усилитель выполнен со схемой управляемой временной регулировки усиления.

2. Цифровой ультразвуковой дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что блок предварительной обработки выполнен в виде схемы фильтрации, схемы выделения огибающей и коммутатора, предназначенного для поочередного подключения этих схем к усилителю и аналого-цифровому преобразователю.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2