Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

со со

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля качества ч изделий в металлургической и машаностроительной промышленности.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий устройства временной регулировки, которым необходимо постоянство исходного усиления 1.

Недостатком такого дефектоскопа является низкая эффективность его применения, так как схема приемного устройства имеет низкую точность и большую сложность.

Наиболее близким к изобретению по техническому суш,еству является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий блок выделения поверхностного эхо-импульса, последовательно соединенные синхронизатор, второй выход которого связан с входом блока выделения поверхностного эхоимпульса, генератор ультразвуковых колебаний и, приемно-передающий преобразователь, связанные последовательно сумматор, блок амплитудного квантования и индикатор, и блок временной регулировки чувствительности (ВРЧ), выполненный из п параллельно соединенных индентичных каналов. Блок ВРЧ включен между выходом приемно-передающегопреобразователя

и входом блока выделения поверхностного эхо-импульса. Каждый канал блока ВРЧ состоит из .последовательно соединенных резонансного усилителя, ограничителя, разветвителя на k + 1 выходов каскадов и k групп каскадов, состоящих из детектора, видеоусилителя и временного селектора, соединенных последовательно между собой, вход первого канала подключен к преобразователю, а вход каждого последующего - к выходу разветвителя предыдущего канала, соединенного с входа.ми детекторов каждого канала 2.

Недостатком этого дефектоскопа является то, что временное разделениесигнала по зоне контроля производится вселекторах, где искажается амплитуда,поэтому точность контроля низкая.

Целью изобретения являетсяповышение точности контроля.

Эта цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий блок выделения поверхностного эхо-импульса, последовательно соединенные синхронизатор, второй выход которого связан с входом блока выделения поверхностного эхоимпульса, генератор ультразвуковых колебаний и приемно-передающий преобразователь, связанные последовательно сумматор, блок амплитудного квантования и индикатор, и блок временной регулировки чувствительности (ВРЧ),-выполненный из п параллельно соединенных идентичных каналов, вход которого связан с выходом приемно-передающегопреобразователя.

снабжен соединенными последовательно триггером, ждущим кварцевым генератором, k декадными счетчиками частоты, выход последнего из которых связан с входом триггера, второй вход которого связан с выходом блока выделения поверхностного эхо-импульса, двоично-десятичными дешифраторами по числу декадных счетчиков частоты, входы каждого из которых связаны с выходами соответствующего декадного счетчика, п триггерами с k входовой схемой и каждый и наборным полем, включенным между дешифраторами и триггерами, каждый канал блока ВРЧ выполнен в виде последовательно соединенных первого усилителя, детектора, временного селектора и второго усилителя, выход которого соединен с соответствующим входом сумматора.

На чертеже представлена блок-схема ультразвукового дефектоскопа.

Дефектоскоп содержит синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний и блок 3 выделения поверхностного эхо-импульса, подключенные к синхронизатору 1, приемно-передающий преобразователь 4, блок 5 ВРЧ, состоящий из п идентичных и параллельно соединенных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый усилитель 6, детектор 7, временной селектор 8 и второй усилитель 9, сумматор 10, связанный с ним блок 11 амплитудного квантования, соединенный с выходом последнего индикатор 12, п триггеров 13-15 с k - входовой схемой U каждый, к выходам которых подключены вторые входы селекторов 8 каждого канала блока ВРЧ, наборное поле 16, k двоично-десятичных дешифраторов 17-20, k декадных счетчиков-делителей 21-24 частоты импульсов, кварцевый генератор 25 и триггер 26.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы, запускающие генератор 2 ультразвуковых колебаний и управляющие работой блока 3 выделения поверхностного эхо-импульса. Генератор 2 ультразвуковых колебаний возбуждает приемно-передающий преобразователь 4, который преобразует электрический импульс в механические колебания. Эти колебания передаются через слой контактной жидкости 27 в контролируемое изделие 28 и отражаются от его поверхности, дефектов и дна. Отраженные колебания попадают на приемно-передающий преобразователь 4, преобразуются в электрические сигналы, которые поступают в блок 5 ВРЧ, содержащий п идентичных каналов, где усиливаются до величины, необходимой для работы селекторов 8. В зависимости от зоны контроля величина усиления каждого из п первых усилителей 6 подбирается различной. Затем сигнал детектируется в детекторах 7 и поступает на

первые входы селекторов 8. Здесь происходит разделение сигналов по зонам контроля. Выходы селекторов 8 подключаются к вторым регулируемым усилителям 9, которые усиливают сигналы только в отдельных зонах контроля. Выходы всех усилителей 9 подключены к сумматору 10, где сигналы со всех зон контроля суммируются и подаются на блок 11 амплитудного квантования и далее на индикатор 12.

На временные селекторы 8 каждого канала поступают импульсы с триггеров 13-15. Число триггеров равно числу каналов контроля.

На р - входовую схему U триггеров через наборное поле поступают эталонные импульсы, которые получаются следующим образом.

На первый вход триггера 26 с выхода блока 3 выделения поверхностного эхо-импульса поступает импульс, соответствующий эхо-импульсу, отраженному от поверхности контролируемого изделия. Триггер переходит в первое устойчивое состояние, при этом ждущий кварцевый генератор 25, подключенный к выходу этого триггера, начинает выдавать короткие видеоимпульсы. Они поступают на несколько последовательно соединенных декадных счетчиковделителей 21-24 частоты. Число их зависит от длительности контроля и от точности, с которой необходимо задавать длительность селектирующих импульсов. В общем случае число счетчиков равно k. Через 10k импульсов кварцевого генератора на последнем выходе последнего счетчика-делителя 24 появляется импульс, который подается на второй вход триггера 26. Последний переходит во второе состояние и запирает ждущий кварцевый генератор 25. В результате на выходе последнего получается пачка импульсов. Выходы k - декадных счетчиков-делителей 21-24 соответственно подключаются к входам k двоично-десятичных дещифраторов 17-20 так, что на десяти выходах первого дещифратора 17 получаются импульсы с частотой, в десять раз меньщей частоты генератора, и сдвинутые на каждом из десяти выходов друг относительно друга на период следования импульсов генератора 25. Длительность каждого импульса равна расстоянию между передними фронтами импульсов генератора

Q 25. На выходах второго дещифратора 18 получаются импульсы в десять раз длиннее, частотой, в десять раз меньшей частаты импульсов предыдущего дешифратора 17, и сдвинутые друг относительно друга на период следования импульсов с выходов

5 предыдущего дешифратора.

Все импульсы группами по десять с выходов каждого дешифратора 17-20 подаются на входы наборного поля 16, причем число таких групп импульсов равно k. Подавая по одному из каждого ряда с по мощью наборного поля 16 на триггеры 13-15 с k - входовой схемой U на входах, можно получить селекторный импульс любой длительности в пределах расположения пачки импульсов кварцевого генератора с точностью и стабильностью, равными длительности и стабильности импульсов этого генератора.

Таким образом, точность измерений повышается за счет того, что регулировка

0 усилителей блока ВРЧ осуществляется раздельно и независимо, что позволяет легко и с большой точностью выравнивать амплитуду сигналов от одинаковых дефектов, находящихся на разной глубине, т.е. в разных зонах контроля; с помощью наборного поля можно перестраивать без смены резисторов и конденсаторов, создавать п селектирующих импульсов любой длительности в любом месте контролируемой зоны, причем возможно формировать любые комбинации этих импульсов

. J

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий блок выделения поверхностного эхо-импульса, последовательно соединенные синхронизатор, второй выход которого связан с входом блока выделения поверхностного эхо-импульса, генератор ультразвуковых колебаний и приемнопередающий преобразователь, связанные последовательно сумматор, блок амплитудного квантования и индикатор, и блок временной регулировки чувствительности, выполненный из п параллельно соединенных индентичных каналов, вход которого связан с выходом приемно-передаюшего преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен соединенными последовательно триггером, ждущим кварцевым генератором k декадными счетчиками частоты, выход последнего из которых связан с входом триггера, второй вход которого связан с выходом блока выделения поверхностного эхо-импульса, двоично-десятичными дешифраторами по числу декадных счетчиков частоты, входы каждого из которых связаны с выходами соответствующего декадного счетчика, п триггерами с k - входовой схемой и каждый и наборным полем, включенным между дешифраторами и триггерами, каждый канал блока ВРЧ выполS нен в виде последовательно соединенных сл первого усилителя, детектора, временного селектора и второго усилителя, выход которого соединен с соответствующим входом сумматора.