Устройство для ультразвукового контроля качества материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

СО

со ел

4

ел

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединен : ные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель, к выходу которого подключены первый и второй пороговые элементы, и преобразователь временного интервала в цифровой код, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено дифференцирующим усилителем, включенным между приемным преобразователем и усилителем, и последовательно соединенными первым и вторым триггерами ворот, подключенными к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов, и коммутаторам, входы коммутатора соединены с выходами триггеров, a выход е с преобразователем временного интервала в цифровой (Л код, второй вход первого триггера ворот соединен с синхронизатором.

Фиг.1 Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов ультразвуковым методом и мо жет быть использовано в строитель- стве, горной и другохраслях промьщленности. Известно устройство, реализующее способ контроля скорости распространения импульсов ультразвуковых колебаний в материалах, содержащее генератор синхроимпульсов, генератор импульсов ультразвуковых колебаний, излучающий и приемньй акустические преобразователи, усилитель, первую пороговую схему, формирователь временных ворот, вторую пороговую схему, формирователь вспомогательньрс временных ворот, генератор строб импульсов, схему совпадения-, преоб|разователь временного интервала в цифровой код и цифровые индикаторы . Это устройство позволяет измерять время прохождения ультразву ка в материале при заданном времени нарастания фронта первого вступления сигнала до некоего уровня. Поэтому при измерениях в материалах с сильным частотно-зависимым затуханием оно обеспечивает меньшую точность измерений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ультразвукового контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель, к выходу которого подключены первый и второй пороговые элеме ты, и преобразователь временного интервала в цифровой код 2J . Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, связанная с влиянием изменения ампли туды первой полуволны принятого сигнала вследствие частотно-зависимого затухания. Целью изобретения является повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем что устройство для ультразвукового контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучаклций и приемный преобразователи, усилитель, к вьйсоду которого подключены .первый и второй пороговые элементы, и преобразовател временного интервала в цифровой код, снабжено дифференцирующим усилителем, включенным между приемным преобразователем и усилителем и последовательно соединенными первым и вторым триггерами ворот, подключенными к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов, и коммутатором, входы которого соединены соответственно с выходами триггеров ворот, а выход - с преобразователем временного интервала в цифровой код, второй вход первого триггера ворот соединен с синхронизатором. На фиг. 1 представлена блок схема устройства для ультразвукового контроля качества материалов; на фиг, 2 временные эпюры, поясняющие работу схемы. Ультразвук.овое устройство для контроля качества материалов содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4, дифференцирующий усилитель 5,усилитель 6, к которому подключены первьй и второй пороговый элементы 7 и 8. Первый пороговый элемент 7 связан с последовательно соединенными первь1м триггером 9 ворот, вторым триггером 10 ворот, коммутатором 11 и преобразователем 12 временного интервала в цифровой код. Синхронизатор 1 через триггер 9 :связан с коммутатором 11, а второе пороговое устройство 8 подключено к второму входу триггера 10. Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов работает следующим образом. Синхр1онизатйр 1 вырабатывает синхроимпульс 13, который запускает генератор 2 зондирующих импульсов. Генератор 2 формирует электрический импульс, который преобразуется преобразователем 3 в акустический и излучается в материал. Прощедший акустический импульс преобразуется в электрический преобразователь 4. С выхода преобразователя 4 электрический импульс 14 и помехи подают на дифференцирующий усилитель 5. Продифференцированный сигнал 15 усиливают усилителем 6 и подают на пороговые элементы 7 и 8. Первый пороговый элемент 7 срабатывает на уровне, превьпиающем уровень помех, и вырабатывает импульс 16, который передним фронтом j

5

опрокидывает первый триггер 9 ворот,

запуск которого был осуществлен импульсом синхронизатора 1. Линия задержки (не показана)позволяет установить начало отсчета временного интервала в соответствии с любой фазовой точкой излученного сигнала.

Первый триггер 9 ворот вырабатывает импульс 17, который поступает на входы коммутатора 11 и второго триггера 10 ворот. Задним фронтом им пульса 17 производится запуск триггера 10, на выходе его формируется начало импульса 18. Второй пороговый элемент 8.срабатывает на нулевом уровне. При отсутствии сигнала с приемного преобразователя 4 пороговый элемент 8 в.ырабатывает серию импульсов 19 из-за наличия помех. С приходом первого полупериода сигнала, прошедшего контролируемую базу материала, второй пороговый элемент 8 вырабатывает импульс 20, который задним фронтом, соответствующим ну335454

левому значению сигнала 15, закрыва.ет второй триггер ворот 10. С выхода триггера 10 импульс 18 поступает на вход коммутатора 11. . Устройство может работать в двух режимах: измерения времени распространения ультразвука и измерения длительности фронта первого вступления. Переключение режимов осуществляется

10 IOMMyTaTopoM 11. На вход коммутатора поступают импульсы 17 и 18. В первом режиме на вход преобразователя временного интервала поступают импульсы с длительностью, равной суммарной

JJ длительности импульсов 17 и 18, во втором - только импульсы 18.

. 1«|.Таким образом устройство позволяет измерить время между излучением импульса и первым экстремумом приема, а отсчет времени по максимуму первой полуволны обеспечивает повышенную точность по сравнению с измерением по некоторому пороговому уровню.