Ультразвуковое устройство для автоматического слежения за сварным швом Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к испытаниям материалов и изделий с помощью ультразвуковых колебаний и может быть использовано при разработке систем автоматического ультразвукового контроля качества сварных швов.

Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения сбоев в

раб.оте каналов слежения. (

На чертеже приведена структурная схема устройства для автоматического слежения за сварным швом.

Устройство содержит синхронизатор 1, два канала слежения, каждый из которых вьтолнен из электроакустического преобразователя (2,3), установленного на контролируемом объекте со швом 4, перемещаемого механизмом 5 и подключенного к выходу синхронизатора 1, последовательно соединенных генератора (6,7) зондирующих импульсов, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю (2,3), усилителя-ограничителя (8,9) и блока (10,11) стробирования, управляющий вход которого соединен с синхронизатором 1, формирователя (12,13) импульсов и RS-триггера (14,15), общие для обоих канало, последовательно соединенные дифферен циальный усилитель 16, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам RS-тригге- ров 4 и 15 каналов слежения,

В каждом канале устройство содержит подключенный к выходу блока (10,11) стробирования счетчик (17, 18) импульсов, вход обнуления которого соединен с выходом синхронизатора 1, а выходы N первых счетных импульсов - с входом формирователя (12,13) импульсов, ключ (19,20), информационный которого соединен с выходом формирователя (12,13) импульсов, а выход - с первым входом RS-триггера (14,15), второй вход которого подключен к выходу формирователя (12,13) импульсов, а выход счетного импульса счетчика (17,18) импульсов в каждом канале соединен с управляющим входом ключа (соответственно 19 и 20) другого канала.

Кроме того на чертеже показано изделие 2I,

Устройство работает с.тедуюшим образом.

992

Излучение в изделие 21 со пшом 4 зондирующих ультразвуковых импульсов слежения производится эле ктроакусти- ческими преобразователями 2 и 3 одповременно в каждом такте работы

устройства, Отрал;енные от шва 4 эхо- сигналы и прошедшие (теневые) сигналы поступают в каждом такте работы на усилители-01 раничители 8 и 9,

где они усиливаются и ограничиваются по амплитуде, преобразуясь в последовательность серий близких к прямоугольным импульсов, период которых равен периоду колебаний частоты заполнения зондирующих импульсов генераторов 6 и 7, а длительность каждой серии-длительности соответствующего импульса.

Затем эти последовательности се20

рий прямоугольных импульсов поступают в блоки 10 и 11 стробирования, где из них выделяются серии прямоугольных импульсов, соответствующих эхо-импульсам от противоположных к

соответствующим пьезопреобразователям валиков усиления сварного шва 4, При симметричном расположении пьезопреобразователей 2 и 3 относительно оси сварного шва серии пря-

моугольных импульсов, соответствующие эхо-импульсам от валиков усиления, появятся на выходах блоков 10 и 11 стробирования одновременно. Выделенные серии прямоугольных

импульсов поступают на входы счетчиков 17 и 18 импульсов, которые настраивают на счет последовательности из N импульсов (N меньше полного числа прямоугольных импульсов в

серии).

Последовательности из N прямоугольных импульсов подаются с N первых выходов счетчиков 17 и 8 на входы формирователей 12 и 13 импульсов каждого канала, которые формиру- ют прямоугольные импульсы, равные по протяженности длительности этих серий, которые поступают на управлякь щие входы ключей 19 и 20,

На информационные входы этих ключей поступают N+1 импульсы с N+1-x выходов счетчиков 17 и 18 противоположных каналов.

При симметричном положении пьезопреобразователей 2 и 3 относительно оси шва 4 N-t-1-e импульсы каждого канала приходят на информационные яходы ключей 19 и 20 прг)тивопсигожных каналов после окончания импульсов с выходов формирователей 12 и 13 импульсов, подаваемых на управлщие входы ключей 19 и 20, поэтому на их выходах и, соответственно, н первых входах триггеров 14 и 15 импульсов запуска не будет,

При смещении оси шва 4 относительно электроакустических преобразователей 2 и 3 на величину, приводящую к разнице во времени прихода эхо-импульсов от валиков усиления сварного шва в обоих каналах равной периоду колебаний частоты заполнения зондирующих импульсов генераторов 6 и 7, на выходе ключа 19 или 20 канала, преобразователь (2 или 3) которого расположен дальше от оси шва, появится запускающи сигнал для соответствующего триггера управления 14 или 15,

Сигнал рассогласования с этого триггера, начало которого определяется моментом прихода запускающего сигнала с ключа, конец - задним фронтом импульса с соответствующего формирователя (12,13) импульсов, а длительность пропорциональна величине смещения оси шва 4 относительно преобразователей 2 и поступает на вход дифференциального усилителя 16,

Сигнал рассогласования с выхода дифференциального усилителя 16 приводит в действие механизм 5 перемещения электроакустических преобразвателей 2 и 3 относительно шва 4, Тем самым восстанавливается симметричное расположение преобразователей 2 и 3 относительно контролируемого шва 4 и осуществляется автоматическое слежение за сварным швом

Преимуществом изобретения является то, что случайные помехи не приводят к сбоям в работе каналов контроля, так как они не пропускаются счетчиками 17 и 18, Не приводи .к сбоям в работе каналов контроля ширины шва при сохранении положения его оси (серии проходят в канаРедактор А,Шандор

Составитель Техред А.К

Заказ 7575 . Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производстненно-полиграфическое предприятие , г . Ужгород , ул.1 1Ч1ектн;1я , 4

0

лах одновременно, сигнал рассогласования отсутствует) н нестабильность геометрии валика усиления (при временном пропадании любого зхо-и шуль- 5 са от валика усиления или обоих сразу сигнал рассогласования отсутствует) , что повьплает надежность работы устройства, Формула изобретения

I Ультразвуковое устройство для автоматического слежения за сварным швом, содержащее синхронизатор, два. канала слежения, каждый ия которых выполнен из электроакустического

5 преобразователя и подключенных к выходу синхронизатора последовательно соединенных генератора зондирую- щих импульсов, выход которого подключен к электроакустическому преобра0 зоватёлю, усилителя-ограничителя и блока стробирования, управляющий вход которого соединен с синхронизатором, формирователя импульсов и RS-триггера, общие для обоих каналов

5 последовательно соединенные дифференциальный усилитель, первый i: вто- . рой входы которого подключены соответственно к выходам RS-триггеров каналов слежения, и механизм переме0 щения электроакустических преобразователей, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения сбоев в работе каналов слежения, оно снабжено

в каждом канале слежения подключенным к выходу блока стробировання счетчиком импульсов, вход обнуления которого соединен с выходом синхро- низйтора, а выходы N первых счетных

0 импульсов - с входом формирователя импульсов, и ключом, информационный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с первым входом RS-триггера, второй

5 вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а выход (N+O-ro счетного импульса счетчика импульсов в каждом канале соединен с управляющим входом ключа другого канала.

Корректор Т,Колб

Изобретение относится к области испытаний материалов и изделий с помощью ультразвуковых колебаний, Цель изобретения - повышение н Адеж- ности за счет исключения сбоев в работе каналов слежения, В устройстве с помощью двух каналов слежения осуществляется зондирование сварного шва с двух сторон с помощью электроакустических преобразователей 2 и 3. Эхо-сигналы от сварного шва анализируются в двух независимых каналах слежения, снабженных счетчиками 18 и 19 и ключами 20 и 21, уменьшающими вероятность сбоя в работе устройства. Сигнал управления механизмом 5 перемещения преобразователей относительно шва 4 снимается с вы- хода дифференциального усилителя 16, 1 ил, (Л