Устройство для ультразвукового контроля листов Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразруш ющему контрсилю изделий и может быть использовано для ультразвукового Контроля листов, полос. Известно устройство для ультра звукового контроля полос методом нормальных волн, содержащее ультразвуковой преобразователь и дефектоскоп l . Недостатком данного устройства является низкая достоверность контр ля, обусловленная недостаточной чув ствительностью нормальных волн к наиболее опасным дефектам типа расслоения кромки полосы. Наиболее близким к изобретению по технической.сущности и достигай™ мому результату является устройство для, ультразвукового контроля листов содержащее последовательно соединен ные синхронизатор, генератор ультра звуковых колебаняй, излучающий прео разователь, приемный преобразовател и усилитель,.и Ьснрвной измерительный канал, выполненный в виде соеди ненных последовательно с синхрониза тором формирователя строб-импульсов временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, пикового детектора и регистратора Недостатком известного устройства является низкая достоверность контро ля, обусловленная тем, что не обесп чивается разделение влияния дефекта и акустического контакта на сигнал, поступающий на приемНЕ й преобразователь. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Эта цепь достигается тем, что устройство для ультразвукового контроля листов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основ ной измерительный канал,, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, и пикового детектора и регистратора, снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором-основного канала, первым дополнител.ьным каналом, вьлполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, врем ного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя строб-импульсов основного канала, схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом пикового детектора основного канала, схемы запрета, соединенной вторым входом с синхронизатором, счетчика и регистратора, и вторым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем и регистратора, схема запрета основного канала соединена вторым входом с выходом временного селектора первого дополнительного канала, а второй вход пикового детектора основного канала соединен с выходом формирователя строб-импульсов того же канала. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для ультразвукового контроля листов; на фиг. 2 временные диaгpaм 1Ы, поясняющие его работу. Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4 и усилитель 5, основной измерительный канал б, выполненный в виде соединен1«дх последовательно с синхронизатором 1 формирователя 7 строб-импульсов, временного селектора 8, соединенного вторым входом с усилителем 5, пикового детектора 9, соединенного с выходом временного селектора 7, схемы 10 запрета и регистратора 11, первый дополнительный канал 12, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором 1 формирователя 13 строб-импульсов, временного селектора 14, соединенного вторым входом с усилителем 5, пикового детектора 15, соединенного вторым входом с выходом формирователя 7 строб-импульсоз, схемы 16 ИЛИ, соединенной вторьпу рходом с выходом пикового детектора 9, схемы 17 запрета, соединенной вторыг/j входом с синхронизатором 1, счетчика 18 и регистратора 19, и второго дополнительного канала 20, выполненного в виде соединенных последовательно с синхронизатором 1 формирователя 21 строб-импульсов, временного селектора 22, соединенного вторым входом с выходом усилителя 5, и регистратора 23, а второй вход схемы 10 за.дрета соединен с выходом временного селектора 14. Временные диграммы (фиг. 2) содержат импульсы 24 синхронизатора 1; импульсы 25 с выхода усилителя 5; прошедший теневой сигнал 26} эхо-сигнал 27 от кромки листа, либо от других препятствий, расположенных в зоне от места ввода колебаний в лист до его противоположной кромки; импульсы 28 с выхода формирова.теля 7 стробимпульсов основного канала б; импульсы 29 с выхода формирователя 13 стробимпульсов первого дополнительного

канала 12; импульсы 30 с выхода формирователя 21 строб-импульсов второго дополнительного канала 20; теневой сигнал 31 с выхода временного селектора 8 основного канала б; импульсы 32 с выхода пикового детектора 10 основного канала 6; эхо-сигнал 33 с выхода временного селектора 14 первого дополнительного канала 12; импульс 34 с выхода схемы 10 запрета основного канала 6; импульсы 35 с выхода пикового детектора 15 первого дополнительного канала 12; суммарный :игнал 36 с выхода схемы 16 ИЛИ; сигнал 37 на выходе схемы 17 запрета первого дополнительного канала 12.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы 24 синхронизатора 1 включают генератор 2 ультразвуковых колебаний и формирователи 7, 13 ,21. строб-импульсов. Генератор вырабат-ывает электрические импульсы, которЕЛё излучающим преобразователем 3 преобразуются в акустические импульсы, вводимые в изделие 38 (лист). Излучающий и приемный преобразователи 3 и 4 расположены симметрично относительно плоскости листа 38. Угол наклона преобразователей обеспечивает возбуждение и прием нормальной волны распространяющейся от зоны расположения преобразователей у кромки листа до противоположной кромки. В зоне расположения преобразователей возбуждается также объемная волна, т..е. создаются усилия для контроля кромки теневыг методом. Ввиду того, что преобразователи подобраны для эффективного возбуждения нормальных волн, объемная волна возбуждается не оптимапьным образом, но ее интенсивности достаточно для прозвучивания листов небольшой толщины - до 6 мм.

Приемный преобразователь 4 в различные моменты времени принимает колебания, непосредственно прошеддаие от излучающего преобразователя 3 через толщину листа 38 (прсшедагий теневой сигнал, колебания, прошедшие через всю ширину листа 38 и отразившиеся от его края (эхо-сигнал кромки), а также колебания, отрезанные от дефектов, расположенных между преобразователями и кромкой листа (эхо-сигналы дефектов).

Акустические колебания, принятые приемным преобразователем 4, преобразуются им в электрические, усиливаются усилителем Бис его выхода в виде импульсов 25 поступают на входы временных селекторов 8, 14, 22 (усилитель 5 может иметь несколько выходов с различными коэффициентами усиления, в этом случае каждый из выходов подключается к одному иэ временных селекторов 8, 14 или 22), на

другие входы которых поступают стробимпульсы 28-30 с выходов формирователей 7, 13, 21 строб-импульсов.

Тен.евой сигнал 31, выделенный, временным селектором 8, и эхо-сигнал 33, отраженный от любого препятствия (дефект, кромка или другие неоднородности1, выделенный временным селектором 14, поступают соответственно на заряд пиковых детекторов 9 и 15 основного и первого дополнительных каналов 6 и 12. Разряд пиковых детекторов 9 и 15 осуществляется передним фронтом строб-импульсов 28. Сигнал 32 с выхода пикового детектора 9 основного канала 6, соответствующий теневому сигналу 26, поступает на инверсный вход схемы 10 запрета, на неинверсный вход которой поступает сигнал 33. Импульс 34 на выходе схемы 10 запрета будет только в том случае, если при наличии сигнала 33 импульс 3 .будет отсутствовать.

Таким образом, если в листе 38 между преобразователями 3 и 4 появится дефект, например расслоение, то теневой сигнал не сможет пройти на приемный преобразователь 4, а эхо-сигнал, отраженный от препятстви (.кромки, дефекта и т.д.) будет принят этим преобразователем, если акустический контакт не нарушен. Импульс 34 включает регистратор 11, который фиксирует дефект по тени , т.е. признаком дефекта по тени является отсутствие прошедшего теневого сигнала и наличие эхо-сигнала в первом дополнительном канале. Кроме того, импульс 32 с выхода пикового детектора 9 поступает на вход схемы 16 ИЛИ, на второй вход которой поступает импульс 35 с выхода пикового детектора 15, соответствующий эхо-сигналу, отраженному от кромки, либо другого препятствия, СуммарньШ сигнал 36 с выхода схемы 16 ИЛИ поступает на инверсный вход схемы 17 запрета, на неинверсный вход которой поступают импульсы 24 с выхода синхронизатора 1. Сигнал 37 на выходе схемы 17 запрета, соответствующий нарушению акустического контакта, будет только в том случае, если при наличии импульса 24 сигнал 36 отсутствует. Так как синхроимпульсы поступают регулярно, то сигнал 37 о нарушении акустического контакта формируется только тогда, когда отсутствуют как прошедший теневой сигнал, так и эхо-сигнал 27 в первом дополнительном канале, отраженнвлй от препятствия. Сигнал 37 поступает на вход регистратора 19, который фиксирует потерю акустического контакта через счетчик 18, последний вводится для того, чтобы регистратор 19 мог реагировать на потерю акустического

контакта как в одном такте, так и в нескольких подряд (в зависимости от заданного коэффициента пересчета счетчика 18).

Эхо-сигналы от дефектов, вьеделенные селектором 22 и фиксируемые регистратором 23, на временной диаграмме не показаны.

Использование изобретения поэволйет повысить достоверность контроля

листов за счет введения первого дополнительного канала, позволяющего разграничить ситуацию наличия дефекта от нарушения акустического контакта. При этом одним акустическим блоком осуществляется контроль всей ширины листа нормальными волнамии контроль кромки теневым методом, т.е. достигается упрсяцение конструкции акустического блока.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОЮГО КОНТРОЛЯ ЛИСТОВ, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов. временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, к пикового детектора и регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором основного канала, первым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединённого вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя строб-импульсов основного канала, схекш ИЛИ,.соединенной tg вторым входом с выходом пикового ) тектора основного канала, схемой запрета, соединенной вторым входом с синхронизатором, счетчика и регист ратора, к вторым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, и регист ратора, схема запрета основного кана ла соединена вторьм входом с выходом временного селектора первого дополнительного канала, а второй вход пикового детектора основного канала соединен с выходом формирователя строб-импульсов Toto же канала.