Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для автоматизированного контроля изделия из крупноструктурных материалов, на- пример из углеграфитовых.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема ультразвукового дефектоскопа, -на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, генератор 2 зон- дирующих импульсов, акустически связанные передающий 3 и приемный 4 преобразователи, усилитель 5, первый триггер 6, вторым входом подключенный к выходу задающего генератора 1, и преобразователь 7 временного интервала в цифровой код, состоящий из последовательно соединенных генератора 8 счетных импульсов, инвертора 9,второй вход которого является входом преобразователя 7 временного интернала в цифровой код, и счетчика 10 импульсов, выход которого является выходом преобразователя 7 временного интервала в цифровой код, задатчик 11 временного интервала и индикатор 12.

Кроме того, ультразвуковой дефектоскоп .содержит два канала, каждый из которых состоит из последовательной соединенных первой (второй схемы

,13(14) сравнения, первой(второй) схемы И 15 (16), первой (второй) схемы ИЛИ 17 (18) и первого (второго) регистра 19 (20) 5 включенный меж,цу за- датчиком 11 временного интервала и индикатором 12 блок 21 сравнения, состоящий из последовательно соединенных третьей 22 и четвертой 23 схем сравнения и преобразователя 24 кода, подключенного к второму входу четвертой схемы 23 сравнения, пусковой блок 25, состоящий из последовательно .соединенных кнопки Пуск 26 и одн о- вибратора 27, и кнопки Стоп 28, последовательно соединенные второй триггер 29 и первый элемент 30 задержки, выход которого подключен к вторым входам первой 17 и второй 18 схем ИЛИ, третий триггер 31, первый вход которого - к кнопке Стоп 28, а второй к выходу одновибратора 27 выход третьего триггера 31 подключен к входу задающего генератора 1,формирователь 32 импульсов, включенный мевду выходом задающего генератора 1 и вторым входом счетчика 10 импульсов, второй элемент 33 задержки, соединенный с входами первой 15 и второй 16 схем И и входом второго триггера 29, второй вход которого подключен к выходу одновибратора 27, выход преобразователя 7 временного интервала в цифровой код подключен соответственно к входам первой 13 и второй 14 схем сравнения и вторым входам первого 19 и второго 20 регистра, выход первого регистра 19 подключен к второму входу первой схемы

13сравнения и .входу третьей схемы 22 сравнения, выход второго регистра 20 подключен к вторым входам второй

14и третьей 22 схем сравнения. Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

После подачи сигнала Пуск (фиг. 2а) произвольной длительности одно- вибратор 24 пускового блока ,25 формирует короткий прямоугольный импуль (фиг. 2б), который, поступая на входы второго 29 и третьего 31 триггеро (фиг. 2в), устанавливает их в рабочее состояние. Сигналом с выхода третьего триггера 31 включается задающий генератор 1 (фиг, 2г). Очередным выходным импульсом по переднему фронту формирователь 32 импульсов формирует короткий импульс (фиг.2д), установки С етчика 10 импульсов преобразователя 7 временного интервала в цифровой код в нулевое состояние. Задним фронтом импульса задающего генератора 1 включается генератор 2 зондирующих импульсов, возбуждающий ,с помощью передающего преобразователя 3 затухающие ультразвуковые колебания (УЗК) в контролируемом изделии 34 (фиг. 2е). Одновременно,задним фронтом импульса задающего генератора 1 первый триггер 6 переводится в рабочее состояние (фиг. 2ж). УЗК, пройдя контролируемое изделие 34, возбуждают через время t в приемном преобразовате,ле 4 механические колебания, преобразующиеся в электрические (фиг, 2з). Этот сигнал, пройдя усилитель 5, переводит первый триггер 6 в исходное состояние, т, е, единичный сигнал с выхода первого триггера 6 исчезает.

Длительность сигнала на выходе первого триггера 6 равна времени распространения УЗК в контролируемом

3

изделии 34. Передним фронтом этого сигнала включается инвертор 9. Импульсы с выхода генератора 8 счетных импульсов поступают в счетчик 10 импульсов, число заполнивших импульсов которого пропорционально длительност сигнала, сформированного первым триггером 6. С выхода счетчика 10 импульсов информация в двоичном коде подается на входы первой 3 ивторой 1 4 схем сравнения на информационные входы первого 19 и второго 20 регистров. Задним фронтом сигнала с выхода первого триггера 6 через второй элемент 33 задержки (фиг. 2и) второй триггер 29 переводится в исходное состояние Этим же сигналом (задним фронтом) разрешается через схемы И 15, 16 и ИДИ 17, 18 запись в регистры 19 и 20

Задним фронтом сигнала триггера 22 через первый элемент 30 задержки (фиг.2к) и через схемы ИЛИ 17 и 18 осуществляется перезапись информации счетчика 10 импульсов в регистры 19 и 20. Заданное превышение задержки первого элемента 30 задержки над вторым элементом 33 задержки обеспечивает, таким образом, прохождение завершающего сигнала записи информации в оба регистра 19 и 20 пйсле первого измерения времен распространения УЗК в контролируемом изделии 34 Записанная в регистры J9 и 20 информация является опорной, относительно которой при последующих измерениях происходит сравнение отклонений вре- мени распространения УЗК в новых контрольных точках контролируемого изделия 34. Равенство чисел, записанных в регистрах 19 и 20 не вызывает включение индикатора 12, поскольку число, представленное на выходе третьей схемы 22 сравнения, равно нулю а на входе четвертой схемы 29 сравнения информация задатчика 11 временного интервала имеет равное или боль

шее, чем на выходе третьей схемы 22 сравнения, значение.

Поскольку происходит перемещелие задающего 3 и приемного 4 преобразователей, то в следующий период импульса от задающего генератора 1 возможно изменение длительности импульса на выходе первого триггера 6, и преобразователь 7 временного интервала в цифровой код выдаст новое значение информации о времени прохождения УЗК в контролируемом изделии 34, Это значение, поступая на входы первой 13 и

в COOTS

второй 14 схем сравнения, сравниваются со значениями, записанными ветствующих регистрах 19 и 20. При этом, если новое значение больше ранее измеренного (хранящегося в регистре) , то появляется единичный сигнал на выходе втброй схемы 14 сравнения, подготавливающий второй элемент И 16 для прохождения сигнала записи на стробирующий вход второго регистра 20 через вторую схему ИЛИ 18. Запись производится по заднему фронту сигнала первого триггера 6, сдвинутому с помощью второго элемента 33 задержки на время задержки распространения сигнала счетчика 10 импульсов (фиг. 2д). Информация во втором регистре 20 обновляется. Если информация-на выходе преобразователя 7 временного интервала в цифровой код меньше записанной в первом регистре 19, то первая схема 13 сравнения формирует на выходе единичный сигнал, подготавливающий первую схему И 15 для прохождения сигнала записи на стробирующий вход первого регистра 19 через первую схему ИЛИ 17.

5 0 5

0

0

5

Поскольку каждый цикл измерений может вызвать обновление информации только в одном регистре, то на входах третьей схемы 22 сравнения разность значений информации от первого 19 и второго 20 регистров может возрастать или оставаться на прежнем уровне.Во втором регистре 20 к концу полного цикла контроля изделия 34 хранится информация наибольшего значения времени распространения УЗК, зафиксированная счетчиком 10 импульсов преобразователя 7 временного интервала в цифровой код, а в первом регистре 19 - наименьшее значение времени распространения через контролируемое изделие 34. Если разница между значениями информации о времени распространения УЗК в контролируемом изделии 34 больше заданной задатчиком 11 временного интервала, то блок 21 сравнения выдает сигнал включения индикатора 12, указывающего о превышении фактической разницы над заданной.

Изобретение позволяет повысить качество контроля и снизить расход электродного графита за счет снижения брака и связанных с ним поломок электродной свечи.

Формула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, генератор зондирующих импульсов, акустически связанные передаюо(ий и приемные преобразователи, усилитель, первый триггер, вторым входом подключенный к выходу задающего генератора, и пре- .образователь временного интервала в, цифровой код, состоящий из последовательно соединенных генератора счетных импульсов, инвертора, второй вход которого является входом преобразователя временного интервала в цифровой код, и счетчика импульсов, выход которого является выходом преобразователя временного интервала в цифровой код, задатчик временного интервала и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабже двумя параллельными каналами, каждый из которых .состоит из последовательн соединенных схемы сравнения, схемы И, схемы ИЛИ и регистра, включенным между задатчиком временного интервала и индикатором блоком сравнения, состоящим из последовательно соединенных третьей и четвертой схем сравнения и преобразователя кода, подключенного к второму входу четвертой схемы сравнения, пусковым блоком, состоящим из последовательно соединенных кнопки Пуск и одновибратора и кнопки Стоп, последовательно соединенными вторым триггером и первым элементом задержки, выход которого подключен к вторым входам первой и второй схемы ИЛИ, третьим триггером, первый вход которого подключен к кнопке Стоп, а второй - к выходу одно- вибратора, выход третьего триггера подключен к входу задающего генератора, формирователем импульсов,вкгпо- ченным между выходом задающего генератора и вторым входом счетчика импульсов, подключенным к выходу первого триггера вторым элементом задержки, соединенным с входами первой и второй схем И и входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, выход преобразователя временного интервала в цифровой код подключен соответственно к входам первой и второй схем сравнения и вторым входам первого и второго регистра, выход первого регистра подключен к второму входу первой схемы сравнения и входу третьей схемы сравнения, выход второго регистра подключен к вторым входам второй и третьей схем сравнения.

ft

1

о

о

Фиг. 2

Изобретение относится к нераэру- шающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий из крупноструктурных материалов, например из углеграфитовых. Цель изобретения - повышение точности контроля. После подачи сигнала Пуск произвольной длительности одновибратор пускового блока формирует короткий прямоугольный импульс, который,поступая на входы второго и третьего триггеров, устанавливает их в рабочее состояние. Сигналом с выхода третьего триггера включается задающий генератор. Формирователь импульсов формирует короткий импульс установки счетчика.импульсов в нулевое состояние. Длительность сигнала на выходе первого триггера равна времени распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) в контролируемом изделии. Передним фронтом этого сигнала включается инвертор, импульсы с выхода генератора счетных импульсов поступают в счетчик импульсов. С выхода счетчика импульсов информация в двоичном коде подается на входы первой и второй схем сравнения и на информационные входы первого и второго регистров. Задним фронтом сигнала с выхода первого триггера через второй элемент задержки второй триггер переводится в исходное состояние, Этим же сигналом разрешается через схемы И и ИЛИ запись в регистры.Задним фронтом сигнала триггера через первый элемент задержки и через схемы ИЛИ осуществляется перезапись информации счетчика в регистры.Равенство чисел, записанных в регистрах, не вызывает включение индикатора, поскольку число, представленное на выходе третьей схемы сравнения, равно нулю, а на входе четвертой схемы сравнения информация за- датчика временного интервала имеет равное или большее, чем на выходе третьей схемы сравнения, значение.Если разница между значениями информации о времени распространения УЗКв контролируемом изделии больше заданной задатчиком временного интервала, то блок сравнения выдает сигнал включения индикатора, указывающего о превышении фактической разницы над заданной. Таким образом, обеспечивается повьщ1ение точности контроля и снижается расход электродного графи- та. 2 ил. i (/)