Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для контрол многослойных сред или в медицинской диагностике. Известен ультразвуковой дефекто скоп, содержащий синхронизатор, ге нераторы зондирующих и стробирующих импульсов, ультразвуковой преобразо ватель, усилитель, основной и допол нительный блоки временной регулиро ки чувствительности (ВРЧ), сумматор и индикатор ij . Недостатком устройства является невозможность получить правильные соотношения эхо-сигнаЛов, поскольку не обеспечивается компенсация потер ультразвуковой энергии, возникаквдих при прохо;кдении сигнала через ряд неоднородностей исследуемой среды. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий после довательно соединенные синхронизато генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, пер вый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные генератор П-образных .импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления. В известном дефектоскопе обеспечивается компенсация потерь ультразвуковой энергии, обусловленных отражением на неоднородностях ереды .2. Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, поскольку не учитывается, что амплитуда следующих после первого эхо-сигнала уже искажена изза предыдущих отражений. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, снабжен подключенными к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом - с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу второго каскада усиления, а вход к его выходу. На чертеже представлена структурная схема дефектоскопа. Ультр.азвуковой дефектоскоп содержит ультразвуковой преобразователь 1, генератор 2 зондирующих импульсов, синхронизатор 3, генера- тор 4 П-образных импульсов,управляемые каскады 5-7 усиления, интегратор 8, блок 9 калибратора, блок 10 цифровой коррекции, индикатор 11, линию 12 задержки. Синхронизатор 3, генератор 2 зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь 1, первый и второй управляемые каскады 5 и б усиления, линия 12 задержки, третий управляемый каскад 7 усиления и индикатор 11 соединены последовательно. Кроме того, последовательно с синхронизатором 3 соединены генератор 4 П-образных им пульсов и интегратор 8, а выход интегратора 8 подключен к управляющему входу первого каскада 5 усиления. С синхронизатором 3 последовательно соединены блок 9 калибратора и блок 10 цифровой коррекции, выход которого подключен к управляющему входу третьего каскада 7 усиления. Второй вход блока 9 калибратора подключен к выходу второго каскада 6 усиления, а второй выход - к его управляющему входу. Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом. Синхронизатор 3 управляет частотой повторения ультразвуковых зондирующих импульсов и синхронизирует работу блока 9 калибратора и блока 10 цифровой коррекции. Под действием импульсов синхронизатора 3генератор 2 формирует электрические импульсы, возбуждающие зондирующие ультразвуковые импульсы, излучаемые ультразвуковым преобразователем 1 в исследуемую среду. С преобразователя 1 на каскад 5 поступают отраженные сигналы. Генератор 4 формирует импульс напряжения прямоугольной формы, передний фронт которого по времени совпадает с моментом излучения ультразвукового зондирующего импульса, а длительность равна длительности развертки. Полученный на выходе генератора 4прямоугольный импульс интегрируется интегратором 8 и подается на управляющий вход каскада 5 усиления, коэффиц-.ент усиления которого изменяется экспоненциально в зависимости от управляющего напря жения. При этом, поступающие с ультразвукового преобразователя 1 отраженные сигналы усиливаются во времени по экспоненциальному закону, тем самым компенсируется уменьшение сигнала, вызванное затуханием в среде, С каскада 5 усиления сигнал поступает на каскад 6 усиления, коэффициент усиления которого зависит от состояния управляющего в хода калибратора 9 и может изменяться с пульта управления дефектоскопа. Далее сигнал проходит ли нию 12 задержки и поступает на вх каскада 7, коэффициент усиления которого зависит от корректирующе сигнала Г с выхода блока 10 цифро вой коррекции. Скорректированный сигнал с каскада 7 усиления посту пает на индикатор 11, Описанная схема ультразвуковог дефектоскопа позволяет корректировать искажения и получать истинные значения амплитуд сигналов отраженных от неоднородностей сле дующим образом. Границы раздела с различными плотностями обозначим числами 1, 2, 3,...,М и охарактеризуем эти границы параметрами Т, Т, RO , где Т - коэффициенты прохоходения ультразвуковой волны через и-ую границу в прямом и обратном направлениях соответст-венно, Вц - коэффициент отражения от н -oil границы, - 1 ,N . При условии, что коэффициенты ражения от неоднородностей малы п сравнению с коэффициентами прохож дения, можно пренебречь многокра ными отражениями. Имеем ,, , V3, U-T;.r 83-T°.T°; Vu -((Т-T v -r . I 2-- NM X, I г I I... где V , .. . , V|4 - амплитуда отраженных от неодн родностей эхо-сигналов. Используя известную зависимос тЧо l-R. находим Т R . «2- .T и гп.у°т.Т° U 1-R,), Ы rrtO trtH fO ,-0 .. 1 -I 2 NM N- iVHi n-RJH-Rll...ii-R,1 цц кроме того, V,, ЬЯ (; 1 iJ-Rj V,, U.R,,... V«.UR, где vr. , Vj, - истинные амплитудаа отраженных сигналов, которые подлежат определению. Определим отношения соответствующих амплитуд в выражениях (1) и (З) . ,. . - V,, -v r-i-RV Г. 1 i VN,M-(VI-RV -R HM Величины Г , Г, ..., Г являются поправочныгли коэффициентами, на которые необходимо умножить наблюдааf.Hiie значения отраженных сигналов, чтобы получить их истинные значения . Нетрудно заметить из выражения (2), что при известном U могут быть вычислены все коэффициенты R, R , т, ,. .. , RN / которые позволяют вычислять поправочные коэффициенты Г , Г ,. .. f Г|( по формулам 4) . Величина U- , т.е. амплитуда ультразвукового импульса, прошедшего в исследуемый объект, определяется в процессе калибровки при помощи блока 9 калибратора по формуле U -- Vo K- , где VQ k амплитуда сигнала, отраженного от границы изделия/ известный коэффициент, зависящий от акустических свойств границы преобразователь - изделие, который устанавливается на пульте управления. На вход блока 10 цифровой коррекции с калибратора подается в цифровой форме сигнал;- U и амплитуды отраженных эхо-сигналов. В блоке .10 осуществляется вычисление поправочных коэффициентов Г, , . . . ,Г| , которые преобразуются затем в аналоговую форму и поступают за управляющий вход третьего каскада 7 усиЛенин. Линия 12 задержки обеспечивает задержку сигнала за время, необходимое для вычислении текущего поправочного коэффициента. f Использование изобретения позволяет повысить точность контроля многослойних сред за счет ком1062599 . пенсации потерь ультразвуковой энергии при отражении от неоднородностей.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединен ные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные .генератор П-обраэных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен подключеннЕЛМИ к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом - с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу s второго каскада усиления, а вход (Л к его выходу.