Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к контролю качества материалов и может быть использовано для регистрации стадии предразрушения материалов в процессе циклического нагружения изделия, что позволяет предотвращать усталостные разрушения деталей и конструкций непосредственно в процессе их работы.

Целью изобретения является повышение достоверности регистрации стадии предразрушения материала за счет сравнения законов изменения эхосиг- налов и. сигналов от нагрузки.

На фиг.1 представлена блок-схема ультразвукового эхоимпульсного дефектоскопа; на фиг.2 - временные диаграммы ( С1 - работа устройства на начальных циклах нагружения изделия; 6 и & - на стадии предразрушення материала) .

Дефектоскол : содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, ультразвуковой совмещенньш преобразователь 3, усилитель-детектор 4 и временноц селектор 5, формирователь 6 селектирующих импульсов, вход которого подключен к второму выходу синхронизатора 1, а выход - к второму входу временного селектора 5, последовательно соединенные датчик 7 уровня нагрузки, первый дифференцирующий блок 8, первый формирователь 9 импульсов, регистр 10 сдвига, первьй инвертор 11, первьй элемент 12 совпа дения, схема 13 ИЛИ и индикатор 14, последовательно соединенные фильтр -15 низких частот, вход которого связан с выходом временного селектора 5 второй дифференцирующий блок 16, второй формирователь 17 импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента 12 совпадения второй инвертор 18 и второй элемент 19 совпадения, второй вход которого связан с выходом регистра 10 сдвига, а выход - с вторьм входом схемы 13 ИЛИ, генератор 20 тактовых импульсов выход которого подключен к второму входу регистра 10 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

В процессе циклического нагруже- ния изделия датчик 7 уровня нагрузки преобразует нагрузку в напряжение U, представленное диаграммой 21 (фиг.2).

Синхронизатор 1 запускает одновременно генератор 2 зондирующих им-

5

0

5

5

пульсов и формирователь 6 селектирующего импульса. Затем преобразователь 3 возбуждает в нагружаемой детали ультразвуковые колебания, принимает эхоимпульсы, которые после прохождения усилителя-детектора 4 поступают на вход временного селектора 5. С помощью селектирующего импульса, вырабатываемого формирователем 6, во временном селекторе 5 вьщеляются эхосиг- налы от одного и того же отражателя- проточки (концентратора напряжений) в образце, в зоне которого накапливаются усталостные повреждения. Такие эхосигналы поступают с частотой следо-, вания синхроимпульсов на вход фильтра 15 низких частот, напряжение на выходе которого представлено диаграммой 22.

G выхода фильтра 15 низких частот .напряжение Щ поступает на второй дифференцирующий блок 16, а затем на второй формирователь 17 импульсов. Блоки 16 и 17 формируют единичные импульсы только на участках роста напряжения U . Аналогичные преобразования напряжения U, снимаемого с датчика 7 уровня нагрузки, выполняют первый дифференцируюпгий блок 8 и

0 первый формирователь 9 импульсов.Импульсы на выходе первого формирователя 9 представлены диаграммой 23, а на выходе второго формирователя 17 - диаграммой 24.

Поскольку для регистрации стадии предразрушения материала необходимо сравнить законы изменения нагрузки (диаграмма 21) и эхосигналов (диаграмма 22), которые сдвинуты между собой на время Т , необходимое дл; прохождения акустических импульсов от концентратора до ультразвукового преобразователя 3, перед сравнением указанных законов необходима компен-. сация времени задержки. Поэтому импульсы с выхода первого формирователя 9 подаются на вход устройства задержки, состоящего из регистра 10 сдвига и генератора 20 тактовых им-

0 пульсов.Требуемое время задержки устанавливается при настройке дефекте- скопа путем регулировки частоты генератора 20.

Импульсы с выхода регистра 10 5 сдвига, представленные диаграммой 25, подаются на вход первого инвертора 11, с выхода которого импульсы, представленные диаграммой 27, поступают

0

5

на первый вход первого элемента 12 совпадения. На второй вход элемента

12совпадения с выхода второго роватепя 17 поступают импульсы, представленные диаграммой 24. При совпа- дении во времени импульсов 24 и 27 ь на первый вход схемы 13 ИЛИ подаются импульсы, представленные диаграм- мой 28.

На второй элемент 19 совпадения с выхода регистра; 10 сдвига поступают импульсы, представленные диаграммой 25, а также импульсы с выхода второго инвертора 18, представленные диаграммой 26. В результате с выхода второго элемента 19 совпадения на второй вход схемы 13 ИЛИ подаются импульсы, представленные диаграммой 29.

При появлении на выходе схемы

13ИЛИ импульсов, показанных на диаграмме 30, индикатор 14 сигнализирует о стадии предразрушения материала.

Формула изобретения

Ультразвуковой эхоимпульсный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразву1КОВОЙ совмещенный преобразователь.

усилитель-детектор и временной селектор , формирователь селектирующих импульсов, вход которого подключен к втором выходу синхронизатора, а выход - к второму входу временного селектора, датчик уровня нагрузки и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности регистрации стадии предразруше-f ния материала, он снабжен последовательно соединенными первым дифференцирующим блоком, первым формирователем импульсов, регистром сдвига, первым инвертором, первым элементом совпаде-. ния и схемой ИЛИ, выход которой .подключен к индикатору, последовательно соединенными фильтром низких частот, вторым дифференцирующим блоком, . вторым формирователем импульсов, выход которого связан с вторым входом первого элемента совпадения, вторым инвертором и вторым элементом совпадения, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, а выход - с вторьм входом схемы ИЛИ, генератором тактовых импульсов, подключенным к второму входу регистра сдвига, вход фильтра низких частот связан с выходом временного селектора, а вход пер-, вого дифференцирующего блока - с выходом датчика уровня нагрузки.

(fjus.;

Я-СЮ

1ii

Изобретение относится к контролю качества материалов и может быть использовано для регистрации стадии предразрушения .металлов в процессе циклического нагружения изделия. Это позволяет предотвращать усталостные разрушения деталей и конструкций непосредственно в процессе их работы. Целью изобретения является повышение достоверности регистрации стадии предразрушения материала за счет сравнения законов изменения эхосиг- налов и сигналов от нагрузки. Напряжение, снимаемое с датчика уровня . нагрузки, подается на первый дифференцирующий блок и первый формирователь импульсов, где формируются еди-: ничные импульсы только на участках роста напряжения. Аналогичные прерб-. разования производятся с выделенными зхоимпульсными сигналами, поступающими с частотой синхронизации из вре-: менного селектора, пройдя через фильтр низких частот, второй дифференцирующий блок, второй формирователь импульсов. Для компенсации вре- мени задержки, необходимого для прохождения акустических импульсов, импульсы с первого формирователя проходят через устройство задержки, состоящее из регистра сдвига и генератора тактовых импульсов. На устройстве сравнения, состоящем из двух инверторов, двух элементов совпадения и схемы ИЛИ, вьщеляются все интервалы времени роста и спада амплитуд эхосигналов. О стадии предразрушения материала судят по несовпадению законов изменения сигналов от нагрузки и эхосигналов. 2 ил. СЛ ел

гз i

25

гв

27 28 23 30

a

I-

8

t

- t

-Редактор Л.Повхан

Составитель А.Елкин Техред А.,Кравчук

Заказ 5224/45 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

us.2

Корректор Е.Сирохкан