Ультразвуковой теневой дефектоскоп Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано при дефектоскопии теневым методом.

Целью изобретения является повышение производительности коитроля за счет автоматизации подстройки отсечки.

На фиг.1 изображена структурная

1

20

схема ультразвукового теневого дефек-.tO электрические сигналы. Усиленные сигналы поступают на амплитудные дискриминаторы 5 и 15. Если амплитуда принятого сигнала меньше уровня первого дискриминатора 5, то на вход регистрирукнцего устройства 6 поступает сигнал о наличии дефекта. При срабатывании регистрирующего устройства 5 на выходе его устанавливается логический ноль. Регистрация сигнала про исходит только при наличии разрешающего уровня с индикатора 11 наличия изделия. Второй дискриминатор 15 сравнивает амплитуду сигнала с величиной и, результат сравнения поступает на нормализатор 9. В момент выработки зондирующего импульса генератора 1 синхроимпульс через линш 7 заде1«жкн запускает ждуш1й генератор Ес:ли индикатор 11 наличия изделия и регистрирунищее устройство 6 выдают логическую единицу, то ждущий генератор 8 вырабатывает строб-импулвс, селектирукщий информацию с второго дискриминатора 15. Если амплитуда сигнала больше U, то нормализатор 9 формирует стандартный импульс, поступающий Иа вход первого счетч(ика 16. Таким образом, счетчик 16 подсчиты- импульсов с амплитутоскопа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу схемы; на фиг.3 - релаксационные кривые.

Ультразвуковой теневой дефектоскоп содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1, излучатель 2, приемник 3, первый усилитель 4, первый дискриминатор 5 и регистрирующее устройство 6, последовательно соедннениле и подключенные к генератору линию 7 задержки, ждуц генератор 8 и нор- калиаатор 9, схему 10 сравнения и индикатор II наличия изделия, выход регистрирующего устройства соединен с управлюоцим входом ждущего генератора 8, яыход индикатора П наличия изделия соединен с входом регистрирую- щего устройства 6, последовательно соединенные умножитель 12, cytatarop- какопитель 13, цнфроаналоговый преобразователь 4 и второй дискриминатор 15, первый 16 и второй 17 счетчики, подключенм |й к второму входу схен) 10 сравнения блок 18 установки кода и второй усилитель 19, первый счетчик 16 включен между иоходом но1 йализатора 9 и входом схемы 10 сравяения, второй счетчик 17 включен между выходом ждущего гене1 ато- ра 8 и входо сумматора-накопителя 13, выход второго счетчика 17 соединен с BTOiHiiM входом первого счетчика 16, вход второго усилителя 19 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 14, а выход с входом первого дискриминатора 5, второй вход второго дискриминатора 15 соединен с аьосодом первого усилителя 4, вы- ход второго дискриминатора 15 соединен с вторым входом нормализатора 9 вход умножителя 12 соединен с выходом 10 сравнения. Умножитсшь 12 может быть выполнен в виде последовательно соединенных дешифратора 20, вход которого является входом умножителя 12, и блока 21 умноже- .нйя, вход последнего соединен с вхо2.1

30

35

40

45

вает количество

дои выше и . Второй счетчик 17 подсчитывает общее число зондирующих импульсовi На блоке 18 установки кода аручлук} набирается число h , код которого сравнивается схемой 10 сравнения с содержш«лм первого счетчика 16. Разность зтих чисел, умноженная - на постоянное число К, поступает на вход сумматора-накопителя 13. Выполнение суммирования запускается через некоторюе число зондирующих импульсов, определяемое переполнением второго счетчика 17. Емкость второго счетчика I7 определяет временной интервал получения величины порогового 55 уровня и второго дискриминатора 15. Результат суммирования поступает на вход цифроаналогового преобразователя 14. Аналоговое напряжение поступает

SO

дом дешифратора 20, а выход является выходом умножителя 12.

Ультразвуковой теневой дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает короткие высоковольтные импульсы, возбуждающие излучатель 2.

Ультразвуковые волны, прошедшие иэдепие, преобрвзуются приемником в

электрические сигналы. Усиленные сигналы поступают на амплитудные дискриминаторы 5 и 15. Если амплитуда принятого сигнала меньше уровня первого дискриминатора 5, то на вход регистрирукнцего устройства 6 поступает сигнал о наличии дефекта. При срабатывании регистрирующего устройства 5 на выходе его устанавливается логический ноль. Регистрация сигнала про исходит только при наличии разрешающего уровня с индикатора 11 наличия изделия. Второй дискриминатор 15 сравнивает амплитуду сигнала с величиной и, результат сравнения поступает на нормализатор 9. В момент выработки зондирующего импульса генератора 1 синхроимпульс через линш 7 заде1«жкн запускает ждуш1й генератор Ес:ли индикатор 11 наличия изделия и регистрирунищее устройство 6 выдают логическую единицу, то ждущий генератор 8 вырабатывает строб-импулвс, селектирукщий информацию с второго дискриминатора 15. Если амплитуда сигнала больше U, то нормализатор 9 формирует стандартный импульс, поступающий Иа вход первого счетч(ика 16. Таким образом, счетчик 16 подсчиты- импульсов с амплиту

5

вает количество

дои выше и . Второй счетчик 17 подсчитывает общее число зондирующих импульсовi На блоке 18 установки кода аручлук} набирается число h , код которого сравнивается схемой 10 сравнения с содержш«лм первого счетчика 16. Разность зтих чисел, умноженная - на постоянное число К, поступает на вход сумматора-накопителя 13. Выполнение суммирования запускается через некоторюе число зондирующих импульсов, определяемое переполнением второго счетчика 17. Емкость второго счетчика I7 определяет временной интервал получения величины порогового 5 уровня и второго дискриминатора 15. Результат суммирования поступает на вход цифроаналогового преобразователя 14. Аналоговое напряжение поступает

O

iHa управляющий вход второго дискриминатора 15 и через второй усилитель 19 на управляющий вход первого дискриминатора 5, Коэффициент усиления второго усилителя 19, определяющий соотношение уровней и и, может быть больше или меньше единицы.

Пусть ультразвуковой-теневой дефектоскоп должен быть настроен таким образом, чтобы уровень отсечки проходил по медиане распределения амплитуд на приемном преобразователе. При этом вероятностг; нахождения случайного сигнала выше этого уровня равна 0,5, и число импульсов на первом счетчике 6 равно половине числа зондирующих импульсов на втором счетчике 7. .Отклонение соотношен1-1Й содержимого счетчиков 16 и 17 от 0,5 свидетельствует об отклонении порогового уровня от медианы. Если в блоке 18 установки кода выставить число, равное половине емкости счетчика 17, то разность на выходе схемы 10 сравнения

будет пропорциональна отклонетда порогового уровня и от медианы.

В исходном состоянии содержимое сумматора-накопителя 3 равно нулю

(фиг.2а). В этом случае в первом счетчике 16 будет число приблизительно равное числу золдирующих импульсов N (фиг.2ь). Разность,полученная схемой 10 сравнения, равна 0,5 N. осле N ньшульсов счетчик 17 разешит суммирование, и содержимое сумматора-накопителя 13 увеличится (фиг.2€). Задним фронтом импульса с второго счетчика 17 сбрасывается содержимое первого счетчика 16, после чего процесс оценки повторяется р тех пор, пока содержимое ра-накопителя 13 не увеличится до того, что уровень U соответствует едиане распределения амплитуд. Таким образом, в ультразвуковом теневом 45 ефектоскопе осуществляется постоянная подстройка порогового уровня U

медиане распределения амплитуд при изенениях статистических характеристик сигналов, а на первом дискриминаторе 5 уровень Б долях медианы.

Ультразвуковой теневой дефектоскоп позволяет обеспечить контроль изделий с фиксированной вероятностью появления сигнала на выходе первого дискриминатора 5 независимо от закона /распределения амплитуд сигналов. Характеристики устройства зависят от

25

30

35

40

50

55

коэффициента К, на который производится умножение в y ffloжитeлe 12 (фиг.З). При значениях К I увеличивается время настройки схемы, при увеличении К з худшается точность настрюйки. Введение дешифратора 20 в дополнение непосредственно к блоку 21 умножения . позволяет менять коэффициент К пропорционально разнице текущего и необходимого значений порогового уровня и улучшать релаксационные характеристики схемы. При обнаружении дефекта регистрирующее устройство блокирует ждущий генератор 8, поэтому дефектный участок не влияет на работу схемы автоподстройки.

Ультразвуковой теневой дефектоскоп позволяет автоматически устанавливать рабочий порог с заданным отношением к медиане распределения амплитуд, уменьшает время настройки и тем самьп ; повышает производительность контроля.

25|Формула изобретения

5

1. Ультразвуковой теневой дефектоскоп, содержащий последовательно злектроакустически соединенные генег ратор, излучатель, приемник, первый усилитель, первый дискриминатор и регистрирующее устройство, последовательно соединенные и подключенные к генератору лилию задержки, ждущий генератор и нормализатор, схему сравнения и индикатор наличия изделия, выход регистрирующего устройства соединен с управляющим входом ждущего генератора, выход индикатора наличия изделия соединен с входом регистрирующего устройства, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен последовательно соединенными умножителем, сумматором-накопителем,

цифреаналоговым преобразователем и вторым дискр1Ф1инатором, первым и вторым счетчиками, подключенным к второму входу схемы сравнения блоком установки кода и вторым усилителем, первый счетчик включен между вьоходом нормализатора и входом схемы сравнения, второй счетчик включен между выходом ждущего генератора и входом сумматора-накопителя, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого счетчика, i вход второго усилителя соединен с вы0

5

0

0

5

ходом цифроаналогового преобразова- теля9 а выход - с входом первого дис криминатора, второй вход второго дискриминатора соединен с выходом первого усилителя, выход второго дискриминатора соединен с вторым входом нормализатора, вход умножителя соединен с Еыходом схемы сравнения.

2. Дефектоскоп по п. 5, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что умножитель выполнен в виде последовйтельно соединенвьпг дешифратора, вход кото- рого является входом умножителя и блока умножения, вход последнего сое- с входом дешифратора, а выход является выходим умножителя.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля .материалов и может быть использовано при дефектоскопии теневым методом. Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет автоматизации подстройки отсечки. Генератор возбуждает излучатель, приемник преобразует ультразвуковой сигнал в электрический, который регистрируется регистрирующим устройством, если его амплитуда меньше пороговой. Перг вый счетчик запоминает число шшульг сов с амплитудой выше порога второ- Го дискриминатора, а второй - число зондирующих импульсов, в зависимости от разности этих чисел, умноженной в умножителе на некоторый коэффициент, цифроаналоговый преобразователь вырабатывает напряжение, корректирующее порог первого дискриминатора, а через второй усилитель - порог второго дискриминатора. Введение девшфратора в умножитель приводит к улучшению релаксационных характеристик устройства. При этом подстройка пороговых уровней дискриминаторов производится автоматически, что уменьшает время подстройки и увеличивает производительность контроля. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. W с 1чЭ со 00

Ё 1 S & 10 11 П И 1В М i

О

2 Ч S В i& fg fSf IB

Фы&..

NsduuHu

pa кпре е/гет я

,

г 6 8 10 20222 2S

-npuK I. h 0.001; , h O.OOi; - ,,DQ1-, - при К оптимально изменяющемся.

Фиг.Ъ

Р.едактор Р.Цицика

Составитель А.Олохтонов

Техред Л. Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 2761/44 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

ПС делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4