Устройство для ультразвукового контроля

Устройство для ультразвукового контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 572704

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17,03.75 (21) 2114395/28 с присоединением заявки № . (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 02.09.77 (51) М. Кл 2 С 01N 29 04

Государственный комитет

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

В. Т, Глушко, Е. В, Терентьев, А. М. Кущ, А. А. Яланский и В. А. Глухих

Институт геотехнической механики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

F,=а,Vib;, Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения ультразвуковым методом физико-механических параметров торных пород.

Известно устройство для измерения прочности изделия по скорости распространения ультразвуковых волн, содержащее излучающий и приемный датчики, генератор зондирующих импульсов, усилитель и индикатор (1). Недостатком его является низкая достоверность контроля.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по достигаемому эффекту является устройство для ультразвукового контроля, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенный к нему излучающий датчик, приемный датчик, соединенный с ним усилитель и подключенный к нему измеритель скорости распространения ультразвука, блок управления и блок регистрации (2). Недостатком его также является низкая достоверность контроля ввиду ограниченности измерения физико-механических параметров изделий.

Предложенное устройство для повышения достоверности контроля снабжено блоком наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука, вход которого соединен с выходом блока управления, а выход — с измерителем скорости, и блоком смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука, один вход которого соединен с блоком управления, второй

5 вход — с измерителем скорости, а выход — с блоком регистрации.

Предлагаемое устройство позволяет по скоростям ультразвуковых волн, применяя линейные корреляционные зависимости, опреде10 лить физико-механические параметры горны: пород где F; — параметры горных пород, напри15 мер, модуль Юнга, модуль сдвига, коэффициент Пуассона и т. д.; а;, b; — константы корреляционных зависимостей;

V — скорость ультразвуковых волн.

На чертеже показана блок-схема предложенного устройства.

Ультразвуковое устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, излучающий датчик 2, блок 3 установки времени, делительный блок 4, блок 5 визуальной индикации, усилитель 6, приемный датчик 7, электроизмеритель 8 базы, блок 9 наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука, блок 10 смещения линейной за30 видимости скорости васпоостраненпя ультра572704

55 звука, блок 11 регистрации и блок 12 управления.

Генератор 1 зондирующих импульсов соединен с излучающим датчиком 2 и блоком 3 установки времени, который соединен с дели. тельным блоком 4 и блоком 5 визуальной индикации. Блоки 3, 4, 5 образуют электронный измеритель скорости распространения ультразвука. К блоку 5 визуальной индикации через усилитель 6 подключен приемный датчик 7. Электроизмеритель 8 базы соединен с делительным блоком 4.

Блок 9 наклона линейной зависимости соединен со входом делительного блока 4, выход которото через блок смещения линейной зависимости соединен со входом блока 11 регистрации, при этом блоки наклона 9 и смещения 10 своими входами соединены с блоком 12 управления. Блок управления также подключен к блоку 3 установки времени.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 зондирующих импульсов вырабатывает импульсы, поступающие на излучающий датчик 2, а затем по прохождении иследуемой среды принимаемые приемным датчиком 7. После усиления усилителем 6 импульсы подаются в блок 5 визуальной индикации. Сюда же подается импульс метки, вырабатываемый блоком 3 установки времени с задержкой относительно зондирующего импульса. Длительность задержки плавно меняется. Принимаемый сигнал и сигнал метки совмещаются в блоке визуальной индикации.

Выходное сопротивление блока 3 установки времени изменяется пропорционально времени задержки, выход подключен к делительному блоку 4. Делительный блок представляет собой масштабный усилитель, сопротивлением обратной связи которого является датчик базы. Датчик базы механически связан с датчиками 2 и 7. Его сопротивление изменяется пропорционально расстоянию между датчиками. Коэффициент усиления делительного блока определяется выражением

R(S) S

K- — — —, R(t) где R(S) — сопротивление датчика базы;

R (t) — выходное сопротивление блока 3 установки времени;

S — база прозвучивания;

t — время прохождения упругих волн.

На вход делительного блока 4, в зависимости от определяемого параметра, подаются постоянные напряжения с блока 9 наклона, а выходные напряжения суммируются с напряжениями блока 10 смещения. Величины напряжений блоков наклона и смещения линейной зависимости определяются блоком 12

5 и

30 управления. В результате этого на вход блока

11 регистрации подается напряжение

R(S) 7н.1 + 7сил - 7нл 1 + смл, () где U ., — напряжение, подаваемое с блока наклона линейной зависимости;

U,,,; — напряжение, подаваемое с блока смещения линейной зависимости.

При coOTBeTcTBQIQIIJeM выборе Uz. г H Uc >,; напряжение, подаваемое на вход регистрирующего устройства, будет численно равно значению измеряемого параметра F„.

В настоящее время установлено большое количество корреляционных зависимостей между скоростями ультразвуковых волн и различными физико-механическими параметрами торных пород. В общем случае нелинейные корреляционные зависимости в определенных пределах можно представить в виде линейных зависимостей.

Возможно при испытаниях появится небольшое количество образцов, параметры которых не войдут в пределы линейной корреляционной зависимости. Точное определение параметров этих образцов легко получить при сравнении линейной и более точной нелинейной зависимостей.

Автоматическое измерение базы позволяет прозвучивать образцы горных пород практически без обработки поверхностей, поскольку датчики имеют точечные контакты и нет необходимости измерения базы другими инструментами.

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенный к нему излучающий датчик, приемный датчик, соединенный с ним усилитель и подключенный к нему измеритель скорости распространения ультразвука, блок управления и блок регистрации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено блоком наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука, вход которого соединен с выходом блока управления, а выход — с измерителем скорости, и блоком смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука, один вход которого соединен с блоком управления, второй вход — с измерителем скорости, а выход — с блоком ретистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 349940, кл. G 01N 29/04, 1972.

2. Книга «Ультразвуковые методы в ядерной физике», 1972, стр. 368, 572704

Составитель А. Вопилкин

Техред М. Семенов

Редактор Н. Коган

Корректор А. Степанова

Заказ 1939/12 Изд. № 718 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на 6., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2