Установка для акустического контроля

Установка для акустического контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1ц 49l093

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.07.73 (21) 1944759/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 26.02.76 (51) М. Кл. G Oln 29/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179.16 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. М. Громов, В. В. Кошевой и С. А. Сорока

Физико-механический институт АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения, распознавания или контроля объектов с помощью ультразвуковых волн.

Известна установка для контроля объектов с помощью ультразвуковых волн, использующая способ пространственной фильтрации двумерного спектра объекта. Она содержит генератор электрических колебаний, акустический преобразователь, создающий плоское акустическое поле возле объекта, канал контролируемого объекта, включающий акустическую линзу, осуществляющую двумерное преобразование Фурье акустического поля объекта, пространственный акустический фильтр, устанавливаемый в спектральной плоскости линзы, вторую акустическую линзу, осуществляющую обратное двумерное преобразование Фурье, приемный многоэлементный акустический преобразователь и электронный блок обработки.

Недостатками такой установки являются: многоступенчатость, трудоемкость и сложность процесса изготовления пространственного акустического фильтра для эталонного объекта, необходимость для каждого эталонного объекта изготавливать свой пространственный фильтр. Кроме того, известная установка не обеспечивает возможности путем механического изготовления правильно отобразить в функции пропускания пространственного фильтра плавные изменения интенсивности.

Цель изобретения — расширение возможностей и повышение эффективности контроля

5 объектов методом ультразвуковой дефектоскопии с использованием принципа пространственной фильтрации спектра.

Это достигается тем, что предлагаемая установка содержит отражательный раздели10 тель канала, а пространственный фильтр выполнен в виде двух приемных и одного излучающего многоэлементных элсктроакустических преобразователей и блока сравнения, причем один приемный преобразователь уста15 новлен на выходе канала контролируемого объекта, а второй — на выходе канала эталона, выходы которого из приемных преобразователей связаны с входами блока сравнения, выходы которого соединены с излучающим

20 преобразователем. Кроме того, приемный преобразователь, установленный на выходе канала эталона, связан с блоком сравнения через векторный сумматор, вторые входы которого связаны с генератором через фазовращатель.

25 На чертеже изображена блок-схема предлагаемой установки.

Установка содержит генератор Г электрических колебаний, выход которого соединен с источником 1 ультразвуковых волн, который

30 крепится в отверстии стенки замкнутого ре491093

05 зервуара 2, на полненного жидкостью с малым коэффициентом затухания. Стенки 3 резерву.ара выложены звукопоглощающим материалом. В отверстии одной из стенок резервуара

2 напротив излучателя помещена акустическая линза 4, причем излучатель находится в предельной фокальной плоскости этой линзы на ее оптической осп. На оптической оси линзы 4 в резервуаре 5 помещен пустотелый уголковый отражатель 6. Резервуар 5 заполнен

ТоН жс;кидкостью, что и резервуар 2, 11 все его стенки, за исключением участков поверхности 7, 8 и отверстий 9 и 10, выложены звукопоглощающим материалом. К, отверстиям 9 и 10 примыкают два идентичных резервуара

11 и 12, заполненных той же жидкостью, iTo и резервуар 5.

1отве1этпе 9 слу жит j;IH размещения контролируемого объекта, а отверстие 10 — для размещения эталонного объекта. Внутренние поверхности 13 и 14 этих резервуаров выложены звукопоглощающим материалом, В центре резервуаров 11 и 12 расположены идентичные акустические линзы 15 и 16, в передних фокальпых плоскостях которых находятся плоскОсти ко I Tpo;IHpóåìoÃÎ и эталонного объектов (совпадающие с выходной плоскостью отверстий 9 и 10), а в задних фокальных плоскосл1х помещены два идентичных многоэлементных электроакустических преобразователя 17 и 18 с числом М независимых элементов в каждом. Несколько отдельно устанавливается резервуар 19, идентичный резервуарам 11 и

12, с акустической линзой 20, излучающим Nэлементным преобразователем 21, идентичным преобразователям 17 и 18, и приемным многоэле ici

23 соединен с выходом векторного сумматора

24, первый вход которого связан с одним из N элементов преобразователя 18, а второй вход через фазовращатель 25 — с одним из N выходов генератора. Выход блока 23 соединен с одним из N элементов преобразователя 21.

Многоэлементный преобразователь 22 связан с блоком электронной обработки 26.

Установка работает следующим образом.

Напряжение ультразвуковой частоты и постоянной амплитуды с выхода генератора подается на источник 1 ультразвуковых волн, который создает в резервуаре 2 бегущую ультразвуковую волну со сферическим фронтом, преобразующуюся акустической линзой 4 в плоскую. С помощью уголкового отражателя

6 и отражающих стенок 7 (8) плоский фронт ультразвуковых волн одинаково облучает контролируемый и эталонный объекты, размещенные в отверстиях 9 и 10. Акустические линзы

15 и 16 создают в плоскостях преобразователей 17 и 18 ультразвуковые поля, связанные с полями в плоскостях отверстий 9 и 10 двумерным преобразованием Фурье (т. е. образуется спектр пространственных частот контролируе)

-10 мого и исследуемого объектов) . На выходе каж ого из элементов преобразователей 17 и

18 генерируется напряжение, пропорциональное средней амплитуде давления в соответствующей области пространственных частот, занимаемой этим элементом. 3TQ напряжение с выходов преобразователя 17 подается на первый вход блока сравнения 23, а напряжение с выходов преобразователя 18 — на один из входов векторного сумматора 24. На его второй вход подается папряжснис с одного пз выходов генератора чсрез фазовращатель 25.

1Ia выходах сумматоров 24 формируется электрическая голограмма Фурье-спектра эталонного объекта, которая подается на один из входов блока сравнения. Блок сравнения предназначен для изменения коэффициента передачи напряжения от элемента преобразователя 17 к соответствующему элементу преобразователя 21 в соответствии с напряжением на выходах сумматоров, т. е. в соответствии с голограммой Фурье-спектра эталонного объекта. Приемные преобразователи 17 и 18, излучающий преобразователь 21 совместно с блоком сравнения и блоками формирования электрической голограммы представляют собой пространственный фильтр, перестраиваемый в соответствии с эталонным объектом.

С помощью фазовращателя 25 регулируется наклон плоского опорного луча, необходимого для формирования голограммы, формируемой электрическим путем. В резервуаре 19 происходит обратное преобразование Фурье отфильтрованного поля контролируемого объекта.

Г1риемный преобразователь 22 регистрирует распределение акустического поля, которое математически описывается функциональными членами, один из которых представляет собой функцию корреляции контролируемого и исследуемого объектов. Анализ этой функции и принятие решения производится блоком электронной обработки.

Предмет изобретения

Установка для акустического контроля объектов, содержащая генератор электрических колебаний, акустический преобразователь плоского поля, канал контролируемого объекта, включающий акустическую линзу двумерного преобразования Фурье, канал эталона с второй акустической линзой двумерного преобразования Фурье, пространственный фильтр, третью акустическую линзу двумерного преобразования Фурье, приемный многоэлементный преобразователь и электронный блок обработки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения возможностей и повышения эффективности контроля, она снабжена отражательным разделителем каналов, а пространственный фильтр выполнен в виде двух приемных и одного излучающего многоэлементных преобразователей и блока сравнения, один приемный преобразователь установлен

491093

Составитель В. Иванов

Текред Т. Курилко

Корректоры: A. Николаева и Е. Давыдкина

Редактор И. Бродская

Заказ 186/18 Изд. ¹ 141 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 на выходе канала контролируемого объекта, а второй — на выходе канала эталона, выходы которого из приемных преобразователей связаны с входами блока сравнения, выходы которого соединены с излучающим преобразователем.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что приемный преобразователь, установленный на выходе канала эталона, связан с блоком сравнения через векторный сумматор, 5 вторые входы которого связаны с генератором через фазовращатель.