Цифровой блок к ультразвуковому дефектоскопу Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и предназначено для обработки информации при ультразвуковом механизированном контроле изделий.

Известен цифровой индикаторный блок к ультразвуковому дефектоскопу, содержащий генератор, триггер, схему совпадения, счетчик длины дефекта, щифратор, дeшифJ ратор и индикаторные счетчики. Цифровой блок позволяет получить оценку длины дефекта 1.

Однако при механизированном контроле существует множество случайных факторов, приводящих к изменению сигнала на выходе дефектоскопа, не связанных с наличием дефекта. Это приводит к ложным срабатываниям сигнализаторов дефектов при кратковременном пропадании сигнала обнаружения дефектов на дефектном участке или регистрации коротких «ложных дефектов. Данный блок не обеспечивает анализ указанных ситуаций. Оценка длины дефекта зависит от скорости перемещения преобразователей, что приводит к снижению достоверности контроля.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является цифровой блок к ультразвуковому дефектоскопу, содержащий последовательно соединенные триггер, первый вход которого предназначен для подключения дефектоскопа, первую схему И и первый счетчик длины дефекта, последовательно соединенные элемент НЕ, вход которого соединен с первым входом триггера, вторую схему И и первую схему задержки, выход которой соединен с вторым входом счетчика длины дефекта, вторую схему задержки, включенную между входом элемента НЕ и вторым входом второй схемы И, и генератора счетных импульсов, выход которого соединен с вторым входом второй схемы задержки и вторым входом первой схемы И, выход второй схемы И соединен с вторым входом триггера. Цифровой блок обеспечивает получение правильной оценки длины дефекта при наличии кратковременных пропаданий сигнала обнаружения дефекта 2.

Однако полученная оценка длины обнаруженного дефекта является условной, для получения истинной длины дефекта необходимо измерять скорость перемещения преобразователя в момент обнаружения дефекта. При наличии случайных изменений скорости сканирования или при переходе от изделия к изделию одинаковые оценки длины дефекта, получаемые с помощью известного блока, могут соответствовать различным по длине реальным дефектам. Отсутствие информации о координатах обнаруженного дефекта тоже является недостатком известного технического рещения.

Цель изобретения - повыщение информативности и достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой блок к ультразвуковому дефектоскопу, содержащий последовательно соединенные триггер, первый вход которого предназначен для подключения дефектоскопа, первую схему И и первый счетчик длины дефекта, последовательно соединенные элемент НЕ, вход которого соединен с первым входом триггера, вторую схему И и первую схему задержки, выход которой соединен с вторым входом счетчика длины дефекта, вторую схему задержки, включенную между входом элемента НЕ и вторым входом второй схемы И, и генератор счетных импульсов выход которого соединен с вторым входом

5 второй схемы задержки и вторым входом первой схемы И, выход второй схемы И соединен с вторым входом триггера, снабжен последовательно соединенными датчиком линейного перемещения преобразователей, вторым счетчиком, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, устройством вычитания, второй вход которого предназначен для подачи кода числа сравнения, накопительным сумматором, второй вход которого соединен с выходом

5 датчика линейного перемещения преобразователей и цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с генератором счетных импульсов, последовательно соединенными цифровым пороговым устройством, первый вход которого соединен с

0 выходом счетчика длины дефекта, а второй вход предназначен для подачи кода порогового значения длины дефекта, третьей схемой И и буферным регистром, включенным между вторым входом последнего и генератором счетных импульсов, третьим

счетчиком и вторым триггером, первый вход которого соединен с выходом второй схемы И второй вход - с выходом первой схемы задержки, выход - с вторым входом третьей схемы И, а в качестве генератора счетных

0 импульсов использован преобразователь напряжение-частота.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового блока к ультразвуковому дефектоскопу; на фиг. 2 и 3 - эпюры, поясняющие работу цифрового блока.

5 Цифровой блок к ультразвуковому дефектоскопу содержит последовательно соединенные триггер 1, первый вход которого предназначен для подключения дефектоскопа, первую схему И 2 и первый счетчик 3 длиQ ны дефекта, последовательно соединенные элемент НЕ 4, вход которого соединен с первым входом триггера 1, вторую схему И 5 и первую схему 6 задержки, выход которой соединен с вторым входом счетчика 3 длины дефекта, вторую схему 7 задержки, включенную между входом элемента НЕ 4 и вторым входом второй схемы И 5, генератор 8 счетных импульсов, выход которого соединен с вторым входом схемы 7 задержки и вторым входом схемы И 2, последовательно соединенные датчик 9 линейного перемещения преобразователей, второй счетчик 10, устройство 11 вычитания, второй вход которого предназначен для подачи кода числа сравнения, накопительный сумматор 12, второй вход которого соединен с выходом датчика 9 линейного перемещения преобразователей, цифроаналоговый преобразователь 13, выход которого соединен с генератором 8 счетных импульсов, последовательно соединенные цифровое пороговое устройство 14, первый вход которого соединен с выходом счетчика 3 длины дефекта, а второй вход предназначен для подачи кода порогового значения длины дефекта, третьей схемой И 15 и буферным регистррм 16, включенный между вторым входом последнего и генератором 8 счетных импульсов, третий счетчик 17 и второй триггер 18, первый вход которого соединен с выходом схемы 6 задержки, второй вход с вы-. ходом схемы И 5, а выход с вторым входом схемы И 15.

На фиг. 2 приведены эпюры сигналов: а - на выходе дефектоскопа, б - на выходе схемы 7 задержки, в - на выходе триггера 1, г - на выходе схемы И 5, d - на выходе схемы И 2, е - на выходе счетчика 3 длины дефекта, ж - на выходе схемы 6 задержки, 3 - на вь1ходе схемы И 15.,

На фиг. 3 приведены эпюры сигналов, поясняющих работу системы регулировки частоты генератора 8: а - на выходе датчика 9 линейного перемещения преобразователей, б - содержимое счетчика 10, в - значение частоты генератора 8 счетных импульсов, г-е - собственно изменение этих сигналов.

Цифровой блок к ультразвуковому дефектоскопу работает следующим образом.

Цифровой блок подключается к выходу автоматического сигнализатора дефектоскопа. Сигнал о наличии дефекта поступает на вход триггера 1, элемента НЕ 4 и схемы 7 задержки. Передний фронт сигнала устанавливает триггер 1 в единичное состояние, разрешая прохождение сигналов с генератора 8 счетных импульсов на счетчик 3 длины дефекта через схему И 2. В счетчике 3 накапливается, оценка длины дефекта, выраженная в количестве импульсов генератора 8.

По заднему фронту сигнала обнаружения дефекта схема 7 задержки формирует импульс, задержанный на время %а , определяемое заданным количеством импульсов генератора 8. Этот импульс поступает на вход схемы И 5. При наличии в данный момент сигнала обнаружения элемент НЕ 4 запрещает прохождение импульса через схему И 5. При отсутствии сигнала импульс со схемы 7 задержки сбрасывает триггер 1, запрещая прохождение счетных импульсов на

счетчик 3. Схема 6 задержки позволяет сбросить счетчик 3 через некоторое время Тз . Таким образом, если сигнал автоматического регистратора дефектов исчезает на время меньшее То , то цифровой блок отфильтровывает их, обеспечивая оценку длины всего дефекта. Систематическая погрешность оценки длины за счет-увеличения ее на время Го является постоянной и может быть легко учтена. Оценка длины дефекта определяется количеством счетных импульсов и линейным интервалом, приходящимся на один импульс. Автоматическое слежение за скоростью сканирования и изменение частоты генератора 8 счетных имг пульсов обеспечивается следующим образом.

Датчик 9 линейного перемещения преобразователей механически связан с преобразователем и изделием и вырабатывает последовательность импульсов через линейное перемещение Lg преобразователя относительно изделия. Импульс с датчика 9 сбрасывает счетчик 10, который подсчитывал количество импульсов генератора 8 счетных

импульсов г. Это количество импульсов сравнивается с некоторым значением п, в устройстве 11 вычитания. Разница Дп п поступает в накопительный сумматор 12. В момент прихода импульса с датчика 9 линейного перемещения производится сумми0 рование результата сравнения и содержимого сумматора. Результат суммирования преобразуется цифроаналоговым преобразователем 13 в напряжение, управляющее частотой генератора 8 счетных импульсов.

Таким образом, частота генератора 8 счетных импульсов подстраивается к некоторому значению, при котором фиксированному значению L, определенному конструктивными характеристиками датчика 9,

соответствует постоянное число импульсов Пц, независимо от скорости сканирования.

Оценка длины обнаруженного дефекта в виде числа счетных импульсов KJ с выхода счетчика 3 поступает на вход порогового устройства 14, где сравнивается с кодом минимального регистрирующего дефекта к. Сигнал на выходе порогового устройства 14 появляется, когда длина дефекта превышает пороговое значение. Задний фронт сигнала обнаружения дефекта с выхода схемы И 5 устанавливает триггер 18 в единичное положение. Сброс триггера 18 осуществляется задержанным импульсом со схемы 6 задержки. Импульс с выхода триггера 18 стробирует по времени данные на выходе порогового устройства 14. На вход счетчика

5 17 поступают импульсы с генератора 8 счетных импульсов. Если в начале контроля счетчик 17 обнулить, то в процессе сканирования в нем накапливается значение, характеризующее расстояние от некоторой базовой линии (например, края изделия). В момент обнаружения конца дефекта, определяемый появлением строб-импульса на выходе схемы И 15, в счетчике 17 хранится оценка его координаты от начала контроля. Информация со счетчика по переднему фронту строб-импульса заносится в буферный регистр 16. Код длины дефекта с выхода

схемы 15 может быть подан на внешнее устройство (не показано).

Таким образом, цифровой блок к ультразвуковому дефектоскопу позволяет получить оценку длины дефекта и расстояние его от некоторой базовой линии независимо от скорости сканирования и тем самым повысить информативность и достоверность контроля.

ЦИФРОВОЙ БЛОК К УЛЬТРАЗВУКОВОМУ ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащий последовательно со.единенные триггер, первый вход которого предназначен для подключения дефектоскопа, первую схему И и первый счетчик длины , последовательно соединенные элемент НЕ, вход которого соединен с первым входом триггера, вторую схему И, первую схему задержки, выход которой соединен с вторым входом счетчика длины дефекта, вторую схему задержки, включенную между входом элемента НЕ и вторым входом второй схемы И, и генератор счетных импульсов, выход которого соединен с вторым входом второй схемы задержки и вторым входом первой схемы И, выход второй схемы И соединен с вторым входом триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными датчиком линейно го перемещения преобразователей, вторым счетчиком, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, устройством вычитания, второй вход которого предназначен для подачи кода числа сравнения, накопительным сумматором, второй вход которого соединен с выходом датчика линейного перемещения преобразователей и цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с генератором счетных импульсов, последовательно соединенными цифровым пороговым устройством, первый i вход которого соединен с выходом счетчика длины дефекта, а второй вход предназначен (Л для подачи кода порогового значения длины дефекта, третьей схемой И и буферным регистром, включенным между вторым входом последнего и генератором счетных импульсов, третьим счетчиком и вторым триггером, первый вход которого соединен с выходом второй схемы И, второй вход - с вы05 ходом первой схемы задержки, выход - с вторым входом третьей схемы И, а в качеел стве генератора счетных импульсов испольсо зован преобразователь напряжение-час тота. 00

.л

А

П t

п

iiiiiliiiiiiiiiiiiiiij iiiiiiiiiiimiii i