Устройство для возбуждения пьезопреобразователя импульсного дефектоскопа Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

О

со

ел

о

05 05 Изобретение относится к неразрушающеьгу контролю качества материалов ультразвуковыми методами и может быт использовано при разработке ультразвуковых дефектоскопов. Известно устройство для возбуждения пьезопреобраэователя, содержащее синхронизатор, ряд тиристорных генераторов ударных колебаний и пьезопре образователь. В этом устройстве первый тиристор запускается синхроимпульсом, а для формирования последую щих запускающих импульсов использует ся первый период ударных колебаний пьезопреобразователя, возбужденных . предьиущим генератором fij. Однако момент поступления на пьезопреобразователь каждого следующего ударного импульса относительно предьщущего не равен периоду его собственных колебаний, ибо собственные колебания устанавливаются по истечении времени, равного двум-трем перио дам относительно момента ударного возбуждения. Кроме того, тиристоры, как известно, обладают разбросом момента включения относительно запускающего импульса. Таким образом, с помощью этого устройства не удается резонансно воз буждать пьезопреобразователь дефекто скопа, особенно на высоких частотах. Наиболее близким к изобретению является устройство для возбуждения пьезопреобразователя импульсного дефектоскопа, содержащее синхронизатор, последовательно соединенные воз будитель ударных колебаний и временной селектор, усилитель мощности, выход которого предназначен для подключения к пьезопреобразователю, а также формирователь строб-импульсов, вход которого соединен с синхронизатором, а выход - с вторым входом вре менного селектора 2J. Недостатками этого устройства являются низкие точность и производительность, так как ручной настройкой не удается обеспечить совпадение час тоты возбудителя с частотой собствен ных колебаний пьезопреобразователя, которая по ряду причин не остается постоянной с течением времени. Приме нение ручной настройки снижает производительность контроля. Известное устройство неприемлимо для возбуждеН1ГЯ нескольких однотипных пьезопреобразователей в силу допустимого раз броса частот их собственных колеба ий от номинального значения. Целью изобретения является повышение точности и производительности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для возб гиодения пьезопреобразователя импульсного дефектоскопа, содержащее синхронизатор, последовательно соединенные возбудитель ударных колебаний и временной селектор, усилитель мощности, выход которого предназначен для подключения к пьезопреобразователю, формирователь строб-импульса, вход которого соединен с синхронизаторами, а выход - с вторым входом временного се- . лектора, снабжено линией задержки, включенной между временным селектором и усилителем мощности, вход возбудителя ударных колебаний соединен с синхронизатором, а выход - с пьезопреобразователем. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы (формы импульсов). Устройство для возбуждения пьезопреобразователя импульсного дефектоскопа содержит синхронизатор 1, возбудитель 2 ударных колебаний, формирователь 3 строб-импульса, временной селектор 4, линию 5 задержки и усилитель 6 мощности. Выход синхронизатора 1 соединен с управляющим входом возбудителя 2 ударных колебаний и входом формирователя 3 строб-импульса, выход которого соединен с одним входом временного селектора 4. Выход возбудителя 2 ударных колебаний нагружен на обкладки пьезопреобразователя 7 и соединен с другим входом временного селектора 4, выход которого соединен с входом линии 5 задержки. Выход линии 5 задержки соединен с входом усилителя 6 мощности, выход которого нагружен на обкладки пьезопреобразователя 1. На фиг. 2 обозначены: синхроимпульс - а , ударные колебания 5 пьезопреобразователя 7, строб-импульс Ь, поступающий на вход временного селектора 4, радиоимпульс - i на выходе временного селектора 4, радиоимпульс q на выходе линии 5 задержки, радиоимпульс - е на выходе уси.пителя 6 мощности. Устройство работает (.т.Л/ипиим образом.

Передний фронт синхроимпульса, поступающего на управляющий вход возбудителя 2 ударных колебаний, используется для формирования ударного видеоимпульса, которьй в момент нремени t О возбуждает собственные акустические колебания пьезопреобразователя 7. Импульс, представляющий собой импульсную реакцию пьезопреобразователя 7 (Тд - период собственных колебаний пьезопреобразователя 7), поступает на вход временного селектора 4, на другой вход которого поступает строб-импульс с выхода формирователя 3 строб-импульса, запускаемого синхроимпульсом. Длительность строб-импульса Ctj) выбирается равной 4-6 периодам собственных колебаний (TO) пьезопреобразователя 7. Передний фронт этого строб-импульса

задерживается на время Т 5; 2То относительно момента , ибо начальны колебания пьезопреобразователя 7 имеют искаженную форму. Прямоугольны радиоимпульс с выхода временного селектора 4 поступает на вход линии 5 задержки, время распространения импульсов в которой ( ) выбирается больше /1 . В случае некоторого рассогласования волнового, сопротивления линии 5 задержки с нагрузками на ее концах на выходе линии 5 задержки кроме первого (полезного) радиоимпульса появляется второй, третий и т.д. уменьшающиеся по амплитуде радиимпульсы. Эти радиоимпульсы разделены во времени, так как по условию поэтому с помощью дополнительного временного селектора 4, включенного между выходом линии 5

задержки и входом усилителя 6 мощности, можно выделить первьш радиоимпульс (не показано) . Задержант 1Й радиоимпульс на выходе линии 5 задержки поступает на вход усилителя 6 мощности, выходной импульс которого поступает на пьезопреобразователь 7. Излучаемый пьезопреобразователем 7 акустический радиоимпульс используется для контроля качества материала (не показан). Уровень амплитуды ударных колебаний выбирается малым так, чтобы можно бьшо пренебречь интенсивностью волн, излучаемых в контролируемый материал (не показан) этими колебаниями, в сравнении с волнами, излучаемыми радиоимпульсом на выходе усилителя 6 мощности. Самовозбуждения схемы не происходит, так как временной селектор 4 закрыт на время возбуждения пьезопреобразователя 7 радиоимпульсом с выхода- усилителя 6 мощности. При появлении следующего синхроимпульса описанный процесс повторяется в той же последовательности

Таким образом, устройство для возбуждения пьезопреобразователя импульсного дефектоскопа с каждым тактом синхроимпульса возбуждает пьезопреобразователь на частоте собственных колебаний, т.е. разброс толщин пьезопластин и другие факторы не приводят к расстройке частот, а следовательно, не оказывают влияния на амплитуду эхо-сигналоп, т.е. контроль изделия оказывается более точным. При этом отпадает необходимость ручной настройки частот, что повышает производительность.

г)

ff)

)

t

фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ДЕФЕКТОСКОПА, содержащее синхронизатор, последовательно соединенные возбудиШь.К,;...,, тель ударных колебаний и временной ,селектор, усилитель мощности, выход которого предназначен Для подключения к пьезопреобразователю, формирователь строб-импульса, вход которого соединен с синхронизатором, а выход - с вторым входом временного селектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено линией задержки, включенной между временным селектором и усилителем мощности, вход возбудителя ударных колебаний соединен с синхронизатором, а выход с пьезопреобразователем. (Л С