Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

iO

15

25

Изобретение относится к неразру- ающим испытаниям .материалов ультравуковым методом и может быть испольовано в машиностроении, горной, троительной и других отраслях про- вщшеннрсти.

Цель изобретения - повыпшнйе инормативности контроля за счет опрееления жесткости дефекта,

На фиг.1 представлена блок-схема льтразвукового устройства для контроля качества материалов} на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор t, генератор 2 зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь 3, приемный электроакустический преобразователь 4 и усилитель 5, 20 последовательно соединенные ждугций мультивибратор 6 и ключ 7, последовательно соединенные первый интегратор 8 и первый элемент 9 И, подключенные к выкоду первого интегратора

8последовательно соединеиные инвертор 10 и второй элемент 11 И, первый

12 и второй .13 индикаторы, подключенные к выходам соответственно первого

9и второго 11 элементов И, последо- - вательно соединенные триггер 14, коммутатор 15 и второй интегратор 16, выход которого подключен к вторым входам первого 9 и второго 11 элементов И, второй вход триггера Н под- 35 ключен к синхронизатору 1, выход усилителя 5 соединен с входами ждущего мультивибратора 6 и вторым вхо- дом .ключа 7, выход которого соединен

с BTOpbiM входом коммутато ра 15,, вто- 0 рой выход которого соединен с первым интегратором 8. Позицией 17 обозначено контрблируемое изделие.

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов работа- 5 ет следующим образом.

Импульсы 18 (фиг.2) синхронизатора 1 запускают генератор 3 зондирующих импульсов и устанавливают тригг гер 14 в исходное состояние, п)эи 50 котором на его выходе формируется сигнал, дающий команду ком 1утатору 15 на подключение ключа 7 к первому, интегратору 8.

Сигналы с Еыхода генератора 2 воз- 55 буждают излучающий преобразователь 3, с помощью которого импульсные упругие колебания вводятся в контроли

5

5

0

5

0

5

0

5

руемый материал. Отразившись от дефекта, последние воспринимаются приемным преобразователем 4, с выхода которого в виде электрического сигнала поступают на работающий в режиме глубокого ограничения усилитель 5, Таким образом, на выходе усилителя 5 имеем прямоугольные импульсы 19 чередующейся полярности.

Задним фронтом первого полупериода запускается ждущий мультивибратор 6, длительность импульсов 20 на выходе которого больше длительности переходных процессов в электроакус- тичеьком тракте устройства. Импульсы 20 с выхода ГJ7льтивибpaтopa 6 поступают па управляющий вход нормально открытого ключа 7 и закрывают его. В результате с вьрсода ключа 7 сигналы в виде прямоугольных одиночных импульсов 21 поступают через ком- м татор 15 на первьй интегратор 8, где фиксируется и запоминается некоторый уровень напряжения, полярность KOTOpdfo соответствует полярности напряжения на вькоде ключа 7.

Задним фронтом импульса 20 с выхода мультивибратора 6 триггер 14 с разде-льным запуском перекидывается в новое состояние. Сигнал с выхода триггера 14 переключает коммутатор 15 так, что выход ключа 7 оказывается подключенным к второму интегратору 16 (при этом первый интегратор 8 отключается от ключа 7). Постоянная бремени интеграторов 16 и 8 выбирается такой, чтобы к приходу следующего акустического импульса напряжение на их .выходе стало равным нулю.

Через некоторое время после однократно отраженного от дефекта импульса на приемный преобразователь 4 приходит двукратно отраженньш импульс, который в случае более жесткого, чем вмещающая среда дефекта, будет проти- вофазен отраженному. После усиления- ограничения задним фронтом первого полупериода этого импульса осуществляется новый запуск мультивибратора 6, который закрывает ключ 7. В результате на выходе ключа 7 имее-м один полупериод двукратно отраженного от дефекта импульса, который через коммутатор 15 подается на второй- интеграто.р 16. Последний фиксирует и запоминает некоторый уровень напряжения, полярность которого соответствует полярности импульса 21 . (дву-

кратно отраженного от дефекта).

Напряжение с выхода интеграторов 16 и 8 поступйет на первый элемент 9 И, сигнал на выходе которого при этом равен нулю (так как он срабатывает только при однополярных сигналах на входе). В э:то время: сигнал на выходе второго элемента 11 И равен единице, так как напряжение с интегратора 8 попадает на ее вход после инвертирования инвертором 10. Таким образом, сигнал с выхода схем t1 И запускает индикатор 13, который сигнализирует о том, что дефект более жесткий, чем вмеща рщая ее среда

Следующий импульс синхронизации переводит триггер 14 в исходное состояние и все процессы в. устройстве повторяются.

В случае мягкого дефекта поляр- ность первых полупериодрв импульсов (однократно и двукратно отраженных от дефекта) на входе приемного .преобразователя -4 одинакова, Сигналы 2 также одной .полярности. В результате, сигналы на входе первого элемента 9 И оказываются однополярньм, а на входе второго элемента 11 И раз- нополярными, и сигнал с вьтхода элемента 9 И запускает индикатор 12, который сигнализирует о том, что дефект менее жесткий, чем вмещающая его среда.

Изобретение обеспечивает возможность определения жесткости дефекта

to

5

20

25

30

5

в сравнении с вмещающей его средой, что повьшшет информативность контроля .

5 Ф о р- м у Л а изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь и усилитель, последовательно соединенные яадущий мультивибратор и ключ, последовательно соединенные первьй интегратор и первый элемент И, подключенные к выходу первого интегратора последовательно соединенные инвертор и второй элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности контроля, оно снабжено первым и вторым индикатораг- Ми, подключенньп ш к выходам соответственно первого и второго элементов . И, последовательно соединеннь.- триггером, ком татором и BTopiJM иитегра-- тором, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И второй вход триггера подключен к синхронизатору, выход усилителя соединен с входами ждущего мультивибратора и вторым входом ключа, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен с первым интегратором.

Изобретение относится к области нераэрушающих испытаний материалов ультразвуковым методом и может быть использовано в машиностроении, горной, строительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение информативности контроля за счет определения жесткости дефекта. Устройство содержит последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь для зондирования контролируемой среды с дефектами, приемный электроакустический преобразователь для приема эхо- сигналов, отраженных от дефектов, и схему анализа фазы первого вступления в двух последующих эхо-сигналах. При совпадении фаз первого вступления в указанных эхо-сигналах вырабатывается сигнал о наличии дефекта менее жест- о кого, чем окружающая его среда, в противном случае вырабатывается сигнал о наличии дефекта более жесткого, чем среда. 2 ил. ta F 00 о

.;

«I

Редактор В.Ковтун

Составитель Г,Максимочкин

А .Кравчук Корректор в. Вутя га

Заказ 4713/47 1Еираж 7:78 Подписное ВНШПЙ Гбсуд рственного комитета СССР

по делам и; бретений и открытий 113035 Москва, Ж-35, Раущекая наб., д. 4/5

.«..,.. ТТ - - - -- ------ --.«м-..-.«--«.,,.,,

Производственйо-пояиграЗдаческое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

фиг, 2