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

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля изделий в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 932395.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет подавления влияния помех, вызванных изменениями качества и одинаково меняющих амплитуды всех импульсов многократных отражений, образующихся в контролируемом изделии.

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

1

Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, акустически связанные излучающий и приемный преобразователи 2 и 3, усилители 4, первый амплитудно-временной дискриминатор 5 вторым входом подключенный к второму входу генератора 1 зондирующих импульсов, первый триггер 6, дифференцирующую цепь 7, схему 8 ИЛИ, второй триггер 9, и регистратор 10, выполненный из последовательно соединенных схемы 11 задержки, формирователя 12 импульса опроса, схемы 13 И, первого и второго электронных ключей 14 и 15, второй вход схемы 13 И является входом регистратора 10, второй вход второго электронного ключа 15 и вход схемы 11 задержки объединены и подключены к выходу генератора 1 зондирующих импульсов; второй амплитудно-временной дискриминатор 16, первый вход которого подключен к выходу усилителя 4, второй вход - к третьему выходу генератора 1 зондирующих импульсов, выход второго амплитудно-временного дискриминатора 16 подключен к второму входу первого триггера 6, последовательно соединенные третий амплитудно-временной дискриминатор 17 и третий триггер 18, выходом подключенный к второму входу схемы 8 ИЖ, первый вход третьего амплитудно-временного дискриминатора подключен к выходу усилителя 4, второй его вход - к четвертому выходу генератора 1 зондируюп;их

2347682

импульсов, третий вход первого триггера 6, вторые входы BTOpoj o и третьего триггеров 9 и 18 объединены и подключены к пятому выходу ге5 нератора 1 зондирующих импульсов, последовательно соединенные временной дискриминатор 19, блок 20 памяти и делитель 21, Вход временного дискриминатора 19 подключен к выхо 0 ду усилителя 4, второй его вход подключен к второму выходу генератора 1 зондирующих импульсов, второй вход блока 20 памяти подключен к пятому выходу генератора 1 зондирующих им15-пульсов, выход делителя 21 подключен к третьему входу второго амплитудно-временного дискриминатора. Позицией 22 обозначено контролируемое изделие.

20 Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор I зондирующих импульсов периодически вырабатывает зондирую25 щие импуЛьсы (фиг.2а), поступакндие на излучающий преобразователь 2. Одновременно он вырабатывает импульсы сброса (фиг. 2f ), которые устанавливают в исходное положение триггеры 6,

30 9 и 18, регистратор 10 и блок 20 памяти. Импульсы сброса имеют длительность, перекрывающую все возможные помехи, которые могут возникнуть в блоках во время посылки мощного

5 зондирующего импульса, и тем самым запрещают ложные срабатывания триггеров после посылки. С некоторой задержкой во времени, определяемой временем распространения соответствую40 щих сигналов в акустическом тракте, в генераторе 1 зондирующих импульсов вырабатываются строб-импульсы h-го прошедшего импульса (фиг.2г),т-го прошедшего импульса (фиг.2е) и им-

45 пульса, прошедшего через воду при отсутствии контролируемого листа (фиг, 2,е) . На фиг. 2 взято 1,т 2, т.е.используется 1 и П прошедшие импульсы.

Ультразвуковые импульсы, возбужденные излучающим преобразователем 2, распространяются в иммерсионной жидкости 1БОде1. Дальнейшее рассмотрение целесообразно вести для трех ситуаций: между преобразователями 2 и 3 контролируемое изделие отсутствует (ситуация Boдa ; между пребразователями 2 и 3 есть бездефектное изделие (ситуация Нет между преобразователями 2 и 3 есть дефектное изделие f ситуация Дефект ) Этим трем ситуациям соответствуют три колонки на фиг,2.

При наличии ситуации Вода ультразвуковой сигнал большой амплитуды пройдя через акустический тракт, попадает на приемный преобразователь 3 и усиливается усилителем 4. Сигнал большой амплитуды (фиг,2в) совпадает по времени со стробом (фиг.2е) и вызывает срабатывание амплитудно-временного дискриминатора 17 (фиг.2м). Сигнал с выхода амплитудно-временно- го дискриминатора 17 подается на вход триггера 18 и переводит его в состояние 1 (фиг,2н). Этот единичный сигнал проходит через схему 8 ИЛИ (фиг. 2,о и подается на вход триггера 9, переводя его в состояние О (фиг.2п). Сигнал О поступает на вход регистратора 10, запрещая регистрации дефекта. Импульс сброса (фиг.2б) выключает на время своего существования ключ 15., который при этом разрывает цепь тока ключа .14. Ключ 14 выключается и подготавливается к следующему циклу работы. Одновременно импульс сброса (фиг.2б) запускает схему 11 задержки. Выходной сигнал схемы 11 задержки запускает формирователь 12 импульсов опроса. Выходной импульс этого формирователя 1фиг.2р) задержан относительно импульса сброса на время, несколько больше максимального времени распространения анализируемых ультразвуковых сигналов(и1-го прошедшего импульса и импульса воды).. Импульс формирователя 12 импульсов опроса и выходной сигнал триггера 9 подаются на вход схемы 13 И. Выходной сигнал схемы 13 И отпирает ключ 14. В ситуации Вода с выхода триггера 18 на вход схемы 13 И поступа- ет сигнал О, сигнал на выходе схемы .13 И отсутствует и запись не прв- изводится..

В ситуации Нет дефекта на выходе усилителя 4 имеется последовательность импульсов, претерпевших многократные отражения внутри контролируемого изделия 22. Эти сигналы подаются на входы временного дискриминатора 19 и амплитудно-временных дискри- минаторов 5 и 16. Временной дискриминатор 19 стробирует ь-прошедший импульс, амплитуда которого (отрицательной полярности) запоминается в блоке 20 памяти и через делитель 21 напряжения подается на третий вход амплитудно-временного дискриминатора 16. Одновременно в амплитудно-временном дискриминаторе 5 амплитуда h-ro прошедшего импульса сравнивается с постоянным пороговым напряжением. При превышении порога, что должно соблюдаться при прозвучивании бездефектного изделия, амплитудно-временной дискриминатор 5 вырабатывает импульс (фиг.2ж), который переводит триггер 6 из состояния 1 в состояние О (фиг.2и). При переходе m-го прошедшего импульса, совпадающего по времени с соответствующим стробом (фиг.2еI, амплитудно-временной дискриминатор 16 сравнивает амплитуду hr-ro прошедшего импульса с запомненным напряжением ь -го прошедшего импульса, которое используется в качестве порогового. Таким образом,пороговое напряжение дискриминатора 16 зависит от изменений амплитуды прошедших сигналов, вызванных нестабильностью акустического контакта. Если амплитуда m -го прошедшего импульса больше порога, что должно выполняться при прозвучивании бездефектного изделия, амплитудно-временной дискриминатор 16 вырабатывает импульс (фиг.2з), который переводит триггер из состояния О в состояние 1 (фиг.2и). Таким образом, на выходе триггера 6 при контроле бездефектного изделия формируется отрицательный импульс (фиг.2и), передний фронт которого соответствует приходу ьп -го прошедшего, а задний фронт приходу h-ro прошедшего импульса. Этот им- , пульс дифференцируется дифференцирующей цепью 7 и положительный импульс (фиг.2к), соответствующий по времени заднему фронту импульса триггера проходит через схему 8 ИЛИ (фиг.2о) и перебрасывает триггер 9 из состояния 1 в состояние О (фиг.2п). В результате на вход схемы 13 И регистратора 10 поступает сигнал О, сигнал на выходе схемы 13 И отсутствует и запись не производитс я. При ситуации Дефект п -и и Нл-й прошедший импульсы дополнительно ослабляются по амплитуде по сравнению со случаем прозвучивания бездефектного изделия, на фиг.2 изображена ситуация, когда амплитуда h -го прошедшего импульса уменьшается из-за наличия дефекта

незначительно, а п-и прошедший им- пульс по-прежнему превьш1ает порог амплитудно-временного дискриминатора 5 (фиг.2ж), а амплитуда ы-го прошедшего импульса становится меньше запомненного уровня амплитуды h-го прошедшего импульса (фиг.2д), и амплитудно-временной дискриминатор 16 не вырабатывает импульса в момент прихода h -го прошедшего. В результате не происходит обратного переброса триггера 6 из состояния О в состояние 1 (фиг.2и), отсутствуют положительные импульсы на вьпсода Х дифференцирующей цепи 7 (фиг,2к и схемы 8 ИЛИ (фиг.2о) триггер 9 остается в состоянии 1. На вход схемы 13 И регистратора IО подается высокий уровень, и при приходе на второй ее вхо импульса опроса (фиг,2р). выходным сигналом схемы 13 И отпирается ключ 14 ив блоке регистратора 10 течет ток записи (фиг.2с). Ключ 14 будет выключен размыканием ключа 15 в момент прихода импульса сброса следующего такта работы устройства. При контроле изделия в точке, где имеется дефект, возможны и другие ситуации: сильно ослабляются амплитуды и h-ro, и hi-го прошедших импульсов,и не будет импульсов на выходе обоих амплитудно-временных дискриминаторов 5 и 16; сильно ослабится только амплитуда h-го прошедшего импульса и не будет импульса только на выходе амплитудно-временного дискриминатора 5, а импульсы на выходе амплитудно-временного дискриминатора 16 будут существовать. Однако этим ситуациям соответствует одна черта, общая с рассмотренной вьш1е: при использовании триггера 6 с раздельными входами будет отсутствовать его переброс из состояния О в состояние I на промежутке времени окончания импульса сброса данного такта до прихода импульса сброса следующего такта. Следовательно будут отсутствовать положительные импульсы на выходе схемы 8 ИЛИ, триггер 9 останется в состоянии 1 и будет происходить

запись дефекта.

Появление положительного импульса на выходе дифференцирующей цепи 7 в момент переброса триггера 6 в состояние 1 импульсом сброса в начале такта не вызывает ложное срабатывание регистратора 10, так как триггер 9 в это время тем же импульсом сброса удерживается в состоянии 1.

Изобретение позволяет снизить уровень перебраковки металла при заданном уровне чувствительности контроля либо повысить чувствительность контроля при заданной его достоверности.

Формула изобретения

Ультразвуковой теневой иммерсион- ный дефектоскоп по авт.св.№ 932395, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными временным дискриминатором, блоком памяти и делителем, вход временного дискриминатора подключен к выходу усилителя, второй его вход подключен к второму выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход блока памяти подключен к пятому входу Генератора зондирующих импуль- сов, выход делителя подключен к третьему входу второго амплитудно- временного дискриминатора.

а 2

дефект

I f f II

r

17

Изобретение относится к области неразрущающего контроля и может быть использовано для контроля изделий в металлургической, машиностроительной и других отраслях промьшшен- ности. Цельно изобретения является повышение достоверности контроля за счет подавления влияния помех, вызванных изменениями качества акустического контакта и равных изменений амплитуды всех импульсов всех многократных отражений, образуюпщхся в контролируемом изделии. В ситуации Нет дефекта на выходе усилителя имеется последовательность импульсов, претерпеввкидак многократные отражения внутри коятролируемого изделия. Эти сигналы подаются на входы временного дискриминатора и первого и второго амплитудно-временных дискриминаторов. Временной дискриминатор стро- бирует h-прошедший импульс, амплитуда которого отрицатель ной полярности) запоминается в блоке памяти и через делитель напряжения подается на третий вход амплитудно-времен ного дискриминатора. Изобретение - дополнительное к авт.св.№ 932395. 2 ил. i (Л ю со О5 00 К)

иг, 1

Фиг, 2

Редактор Л.Авраменко

Составитель К.Леонов Техред И.Поповнч

Заказ 2979/48

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государс венного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Прог;) :-чая, 4

Корректор И.Муска