Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при проведении ме ханизированного :(автоматизированного) ультразвукового контроля металлических изделий с иммерсионным вариантом ввода ультразвука в изделие. Известно устройство, работающее по способу контроля чувствительности измерений при ультразвуковой дефектоскопии, в котором ультразвуковые колебания, отраженные от контактной г верхности призмы и от поверхности изделия, принимаются дополнительным преобразователем, и по относительному изменению амплитуд этих колебаний и амплитуды эхо-сиг нала от отражателя судят о чувстви тельности приемного тракта дефекто скопа и качестве акустического кон такта in . Недостатки дефектоскопа заключа ются в том, что устройство требует второй дефектоскоп, а также специальнЕлй искатель с двумя преобразователями и кабелями; дефект выявля ется недостоверно, так как сигнал от него может совпасть с сигналом от границы раздела, что вызывает срабатывание аппаратуры как о нару шении акустического контроля. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковой дефектоскоп, содерж щий последовательно соединенные пье преобразователь, усилитель и элект ронно-лучевую трубку, последователь но соединенные синхронизатор и генератор развертки, подключенный к Iвторому входу электронно-лучевой трубки, генератор зондирующих импульсов, включенный между вторым вы ходом синхронизатора и входом усилителя, подключенный к последнему сумматор и индикаторы дефекта и акустического контакта 2 . Недостатком известного дефектоск па является низкая надежность контроля . Целью изобретения является повышение надежности контроля. Поставленная цель достигаете-; те что ультразвуковой дефектоскоп,содержащий последовательно соединенны пьезопреобразователь, усилитель и электронно-лучевую трубку, последовательно соединенные синхронизатор ,и генератор развертки,подключенный второму входу электронно-лучевой трубки, генератор зондирующих импул сов, включенный между вторым выходо синхронизатора и входом усилителя, подключенный к последнему сумматор и индикаторы дефекта и акустическог контакта, снабжен последовательно соединенными и подключенными к втор му выходу генератора зондирующих им пульсов первой и второй линиями задержки, соединенными с ними двумя каналами из последовательно соединенных фазоинвертора и делителя напряжений, выходы каналов объединены и подключены к входу сумматора, подключенными к выходам последнего последовательно соединенными первым блоком разделения, третьей линией задержки, третьим фазоинвертором и первой схемой совпадения, подключенной к индикатору акустического контакта, и вторым блоком разделения, выход которого подключен к второму входу первой схемы совпадения,и последовательно соединенными четвертой линией задержки, подключенной к усилителю, и второй схемой совпадения, второй вход которой подключен к выходу первого блока разделения, а выход - к индикатору дефектов. На чертеже представлена блок-схема дефектоскопа. Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные пьезопреобразователь 1 с выполненнрл)ми в его призме 2 искусственными отражателями 3 и 4, пьезоэлементом 5, который устанавливается на изделие 6 с дефектом 7 через слой 8 контактной жидкости, усилитель 9 и электрон но-лучевую трубку 10, последователь(ю соединенные синхронизатор 11 и генератор 12 развертки, подключенный к второму входу электронно-лучевой трубки ОЛТ) 10, генератор 13 зондирующих импульсов, включенный между вторым входом синхронизатора 11 и входом усилителя 9, подключенный к последнему сумматор 14, индикаторы 15 и 16 дефекта и акустического контакта соответственно, последовательно соединенные и подключенные к второму выходу генератора 13 зондирующих импульсов первую 17 и вторую 18 линии задержки, соединенные с ними два канала 19 и 20 из последовательно соединенных фазоинвертора 21, 22 и делителя 23, 24 напряжений, выходы каналов 19, 20 объедиР ень и подключены к входу сумматора 14, подключенные к выходу последнего последовательно соединенные первый блок 25 разделения, третью линию 26 задопм ки, третий фазоинвертор 27 и первуьсхему 28 совпадения,подключенную к индикатору 16 акустического контакта, и второй блок 29 разделения, выход которого подключен к второму входу первой схемы 28 совпадения, и последовательно соединенные четвертую линию 30 задержки, подключенную к усилителю 9, и вторую схему 31 совпадения, второй вход которой подключен к выходу первого блока 25 разделения, а выход - к индикатору 15 дефектов.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор 13 зондирующих импульсов вырабатывает зондирующие импульсы, которые поступают на пьезоэлемент 5 и линию 17 задержки. Пьезоэлемент 5 преобразовывает электричес кий импульс в ультразвуковой, который проходит в теле призмы 2, в контактный слой 8 жидкости, затем в контролируемое изделие 6 и , отразившись от дефекта 7, возвращается к пьезоэлементу 5, где преобразовывается в электрический импульс и поступает на вход усилителя 9. Кроме того, ультразвуковой импульс частично отражается от всех границ раздела призмы 2 контактного слоя 8 жидкости контролируемого изделия б и отражателей 3 и 4. Таким образом, на входе усилителя 9 в общем случае появляются три импульса: от искусственных отражателей 3 и 4 и от дефекта 7, которые высвечиваются на ЭЛТ 10. С выхода усилителя 9 эхоимпульсы поступают на один из входов сумматора 14 и линию 30 задержки. На второй вход cyt-матора 14 поступают зондирующие импульсы от генератора 13, которые, пройдя через линии 17 и 18 задержки, фазои-нверторы 21 и 22, делители 23 и 24 напряжений, приобретают необходимую полярность, амплитуду -и временное положение.

При хорошем акустическог-: тнтакте эхо-импульсы от отражателей 3 и 4 имеют определенную амплитуду и временное расположение, по которым производят настройку делителей 23 и 24 напряжений. В сумматоре 14 зондирующие импульсы и эхо-импульсы взаимно компенсируются с точностью порога срабатывания исполнительных устройств. На выходе суг/п татора 14 нет никакого сигнала, и, следовательно, на выходах индикаторов 15 и 16 не появляются сигналы о плохом акустическом контакте или о том, что данную область изделия надо проконтролировать еще раз.

При полном отсутствии акустического контакта на границе раздела призма 2 - контактный слой 8 жидкости эхо-импульс от отражателя 3 резко возрастает, а эхо-импульс от отражателя 4 уменьшится практически до нуля. В этом случае на выходе су№1атора 14 появляются два разнополярных импульса, так как эхо-импульсы уже не компенсируются зондирующими импульсами. Положительный импульс попадает на линию 26 задержки, где задерживается до прихода отрицательного импульса, далее проходит через фазоинвертор 27, где меняет полярность на прО1Ивоположную, и попадает на вход схемы 28 совпаде-. НИИ. Отрицательный импульс попадает на второй вход схемы 28 совпадения. Так как оба импульса совпадают во времени, то индикатор 16 акустического контакта дает сигнал о плохом акустическом контакте. Кроме того, положительный импульс попадает на вход схемы 30 совпадений, но не создает на

0 ее выходе сигнала, так как на втором входе этой схемы 30 нет совпадающего во времени импульса.

При полном отсутствии акустического контакта на границе раздела контактный СЛОЙ 8 жидкости - контро5лируемое изделие 6 амплитуда эхоимпульса от отражателя 3 остается практичч ски неизменной, а амплитуда эхо-импульса от отражателя 4 возрастает. В этом случае в сумматоре 14

0 полностью компенсируется только первый импульс, а второй - лишь частично. Этот импульс имеет положительную полярность и попадает на линию 26 задержки и схему 28 совпадений. Прой5дя через линию 26 задержки, фазоинвертор 27 и схему 28 совпадений, этот импульс но создает на ее выходе сигнала, так как на втором входе .г 28 совпадений нет импульса,

0 совпадающего с ним во времени. Эхоимпульсы от усилителя 9 дефектоскопа попадают на линию 30 задержки, где сдвигаются во времени на время и первый из них теперь совпадает во

5 времени с вторым импульсом из сумматора 14. Индикатор 15 дефектов дает сигнал, свидетельствующий о том, что контролируемую в данный момент зону изделия 6 необходимо проконтро0лировать еще раз, так как такая же ситуация может возникнуть при поступлении эхо-сигнала от дефекта 7, совпадающего во времени с ЭХО-СИГЕШлом от отражателя 4.

5

В случае прихода эхо-сигналов от дефектов, залегающих па произвольной глубине, на.обоих индикаторах 15 и 16 устройства не появляются никакие сигналы, так как на схемах 28 и 31

0 совпадений нет совпадающих во времени импульсов.

Предлагаемый дефектоскоп позволяет с высокой надежностью осуществлять контроль деталей за счет определения

5 качества акустического контакта обеих граЕшц контактной жидкости. Кроме того, имеется возможность использовать сигналы, поступающие на индикаторы 15 и 16 как сигналы для

0 принятия автоматическим устройством, например, для }зключения nporpaMi.M возврата изделия и исходную позицию и повторное проверки.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединенные пьезопреобразователь, усилитель и электронно-лучевую трубку, последовательно соединенные синхронизатор и генератор развертки, подключенный к второму входу электронно-лучевой трубки, генератор зондирующих импульсов, включенный между вторым выходом синхронизатора и входом усилителя, подключенный к последнему cy lмaтop и индикаторы дефекта и акустического контакта, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьпления надежности контроля, он снабжен последовательно соединенными и подключенными с второму выходу генератора зондирующих импульсов первой и второй линиями задержки, соединенными с ними двумя каналами из последовательно соединенных фазоинвертора и делителя напряжений, выходы 1саналов соединены и подключены к входу сумматора, подключенными к выходам последнего последовательно соединенными первым блоком разделения,третьей линией задержки, третьим фазоинвертором и первой схемой совпадения, подключенной к индикатору акустического кон- § такта, и вторым блоком разделения, выход которого подключен к второму входу первой схемы совпадения, и последовательно соединенными четвертой линией задержки, подключенной к усилителю, и второй схемой совпадения, второй вход которой подключен к выходу первого блока разделения, а выход - к индикатору дефектов iramt) СО -1 ее 00