Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

производят контроль изделия 34. По окончании контроля изделия производят калибровку. При этом излучателг; 2 и приемник 3 вводят в акустическт контакт, коммутируемьш дискретньм аттенюатор 16 обеспечивает затухание равное затуханию в контролируемом ранее изделии, а в блок 9 памяти записывается новая информация в случае изменения коэффициента электронноИзобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии теневым методом различных изделий, например, при помощи катящихся преобразователей с эластичным протектором.

Цель изобретения - повышение производительности и наделяюсти контроля за с.чет исключения повторных многократных ручных настроек чувствительности и обеспечения оперативного получения информации о неисправности дефектоскопа.

На фиг.1 представлена блок-схема УЗ дефектоскопа; на фиг.2 - схема блока управления УЗ дефектоскопа.

УЗ .дефектоскоп; содержит генератор 1 и соединенный с ним излучатель 2 и последовательно соединенные приемник 3, блок 4 автоматической регулировки усиления (АРУ) и блок 5 регистрации дефектов. УЗ дефектоскоп также содержит блок 6 эталонного сигнала и блок 7 сравнения, входы которого соединены с вторым выходом блока 4 АРУ и выходом блока 6 эталонного сигнала. Кроме того УЗ дефектоскоп содержит последовательно соединенные блок 8 электронных ключей, блок 9 памяти, дополнительный блок 10 электронных ключей сумматор 11, блок 12 компараторов, блок 13 управления, блок 14 датчиков положения и привод 15. Блок 4 АРУ выполнен в виде последовательно соединенных коммутируемого дискретного аттенюатора 16, регулируемого аттенюатора 17, плавного аттенюатора 18,

88586

акустического тракта. При дальнейшем контроле изделия 34 в блок 4 автоматической регулировки усиления поступает новое значение записанного блоком 9 памяти сигнала, комп енсирующее изменение коэффициента передачи тракта. В результате контроль выполняется без ошибок, вызванных нестабильностью УЗ дефектоскопа. 2 ил. I табл.

5

0

5

0

5

0

усилителя-формирователя 19 и регулятора 20 баланса. Вход коммутируемого дискретного аттенюатора является одновременно первым входом блока 4 АРУ, связанным с выходом приемника 3.

Первым выходом блока 4 АРУ, свя- jaHHHM с входом блока 5 регистрации дефектов, является второй выход усилителя-формирователя 19. Вторым выходом блока 4 АРУ, связанным с входом блока 7 сравнения, является выход регулятора 20 баланса.

Выходы блока 13 управления соединен с регулирующим входом коммутируемого дискретного аттенюатора 16- и регулирующими входами блоков 8 и 10 электронных ключей, а входы этого блока 13 -1 с ьыходами блока 14 датчиков положения.

-Входы блока 12 компараторов соединены с. выходом блока 9 памяти и вторым и третьим выходами, блока 6 эталонного сигнала. Вход основного блока 8 электронньп ключей соединен с выходом блока 7 сравнения. Второй вход сумматора 11 соединен с первым выходом блока 6 эталонного сигнала, а выход сумматора 11 соединен с регулирующим входом регулируемого аттенюатора 17. Коммутируемый дискретный аттенюатор.16 представляет собой, например, коммутатор 21 и два последовательно соединенных резистора 22 и 23, один конец которых соединен с входом блока 4 АРУ, а другой заземлен. Коммутируемые входы коммутатора 21 соединены с входом блока 4 АРУ и со средней точкой резисторов 22 и 23. Каждьй из блоков 8 и 10 электронных ключей

3

представляет собой, например, пару последовательно соединенных электроных ключей 24 - 25 н 26 - 27, соответственно, причем управляющие вход ключей 2k vi 21 подключены к самосто тельным выходам блока 13 управления а управляющие входы ключей 25 и 26 подключены параллельно к одному выходу блока 13 управления. Блок 12 компараторов включает, например, не посредственно два компаратора 28 и

29и схему 30 регистрации неисправноти. Входы каждого из компараторов 2 и 29 соединены с выходом блока 9 памяти и выходом блока 6 эталонного сигнала, а выходы - с входами схемы

30регистрации неисправности, выход которой, в свою очередь, являясь и выходом блока 12 компараторов, соеднен с приводом 15. Один из выходов блока 13 управления также соединен входом привода 15. Блок 14 датчиков положения включает, например, датчик

31положения излучателя 2, датчик 3 положения приемника 3 и датчик 33 положения контролируемого изделия

34. Блок 13 управления включает, например, переключатель 35 элементы И 36 - 39, инверторы 40 и 41, схемы ИЛИ 42 и 43 и триггер 44. Входы эле- мента И 36 соединены с выходами датчиков 31 и 32 положения излучателя 2 и приемника 3, а выход - с управляющими входами ключей 25 и 26 и входами элементов И 37 и 38. Второй вход элемента И 37. соединен с выходо датчика 33 положения изделия 34, Второй вход элемента И 38 соединен с выходом инвертора 41, вход которого соединен с выходом датчика 33 положени -изделия 34. Выход элемента И 38 соединен с входами схемы ИЛИ 43 и триггера 44. Выход элемента И 37 соединен с. входом элемента И 39, второй вход которого соединен с выходом инверто- ра 40, а выход - с управляющим входо ключа 27. Вход схемы ИЛИ 42 соединен с выходом датчика 33 положения издеЛИЯ 34, а выход - с приводом 15. Выход схемы ИЛИ 43 соединен с управля- ющим входом ключа 24. Второй вход триггера 44 соединен с выходом инвертора 41, а выходы - с управляющим входом коммутатора 21.

Вход инвертора 40 и вторые входы схем ИЛИ 42 и 43 через переключатель 35 соединяются с источником сигнала логическая 1 (на чертеже не показан).

УЗ дефектоскоп работает с.1 едуюа(им образом.

В исходном состоянии дефектоскоп отклдачен, излучатель 2 и приемник 3, например катящиеся преобразователи с эластичным протектором, разведены, а изделие 34 не оказывает влияния на состояние узлов дефектоскопа. После включения дефектоскопа операции выполняются в следующей последовательности: первичная настройка на движущемся образце, контроль изделия, автоматическая калибровка коэффшчиента передачи электронно-акустического тракта, дальнейший контроль изделия. Состояние отдельных узлов дефектоскопа при выполнении различных операций приведены в таблице, гле знаком + отмечено включенное состояние у:.ла, наличие изделия 34, состояние сжатия излучателя 2 и приемника 3, переключение коммутатора 21 на большее затухание.

При первичной настройке на движущемся образце изделия 34 его вводят в промежуток между излучателем 2 и приемником 3, последние прижимают посредством привода 15 к поверхности образца, включают дефектоскоп и подачу образца изделия 34. Переключатель 35 устанавливают в нижнее (по схеме) положение - ручной режим. При этом на вход инвертора 40, схем ИЛИ 42 и 43 поступает сигнал логической единицы, в результате чего на входе и выходе сумматора 11 присутствует только напряжение выхода блока 6 эталонного сигнала, устанавливающее половину максимального затухания аттенюатора 17, а коммутатор 21 обеспечивает подключение входа аттенюатора

17к выходу приемника 3. На установочных входах компараторов 28 и 29 устанавливают сигнатш, равные верхнему и нижнему уровням. Аттенюатором

18устанавливают на выходе усилителя- формирователя 19 сигнал, достаточный для срабатывания блока 5 на дефект ньсх участках изделия 34, но не вызывающий его срабатывание на бездефектных участках. Регулятором 20 устанавливают на выходе блока 7 сравнения исходное значение сигнала, равное нулю (половине его динамического диапазона). Этот сигнал через закрытые ключи 24

и 25 основного блока 8 электронных ключей записывается в блоке 9 памяти.

Сигнал, записанный в блоке 9 памяти, аттенюатором 17 не управляет, так как разомкнут электронный ключ 27. При контроле изделия 34 переключатель 35 .переводят в верхнее положение - автоматический режим. Б этом случае Ключ 24 разомкнут, так как на входах

элемента И 38 присутствуют О

Г

и цепь записи в блок 9 памяти разомкнута. Ключи 26 и 27 дополнительного блока 10 электронных ключей замкнуты, и сигнал из блока 9 памяти совместно с сигналом блока 6 эталонного сигнала поступает через сумматор 11 на рег улирующий вход аттенюатора 17 и у.ста- -5 жуток между излучателем 2 и приемниавливает в нем затухание, равное первоначальному, полученному при перичной настройке. Автоматическая каибровка коэффициента передачи элект- ронно-акустическот о тракта дефектоскопа производится при удалении изелия 34 из промежутка между излучателем 2 и приемником 3. Переключатель 35 переводят в замкнутое положение, при этом на привод 15 поступает сигнал включения со схемы ИЛИ 42. Излучатель 2 и приемник 3 прижимаются друг к другу, и коммутатор 21 коммутируемого дискретного аттенюатора 16 соединяет вход аттенюатора 17 со средней точкой резисторов 22 и 23. правление коммутатором 21 осуществяется сигналом триггера 44, с. прямого выхода которого поступает О, а с инверсного - 1. В результате аттенюатор 16 обеспечивает затухание, равное затуханию в контролируемом ранее изделии 34, которое выставляют путем проведения предварительных измерений с помощью любого из серийных дефектоскопов с оцифрованными аттенюаторами, например УД 23-УМ. Сигналы на выходе усилителя-формирователя 19 и блока 9 памяти равны величинам, по- лученным при первичной.настройке, в случае неизменности коэффициента передачи электронно-акустического тракта. Ключи 24 и 25 замкнуты, ключ 27 разомкнут, так как на входах элемента

И 39 действуют 1 и О. Сигнал с выхода блока 7 сравнения повторно записывается в блок 9 памяти. Если за промежуток времени между первичной настройкой и калибровкой коэффициент электронно-акустического тракта изменяется, то на выходе усилителя-формирователя 19, блока 7 сравнения и блока 9 памяти появляется другой уровень сигнала. Затем переключатель 35

размыкают. При этом излучатель 2 и приемник 3 удаляются друг от друга, так как на входы схемы ИЛИ 42 действуют нули. yi-J дефектоскоп переходит в режим ожидания, при котором блоки 8 и 10 электронных ключей размыкаются, блок 5 регистрадии дефектов отключается, коммутатор 21 обеспечивает минимальное затухание дискретного аттенюатора 16 (так как триггер 44 переключается в нулевое состояние нулевым импульсом с выхода элемента И 38).

Последующий контроль изделия 34 происходит при его вдвигании в проме

ком 3. На выходе схемы ИЛИ 42 появляется 1, включается привод 15, излучатель 2 и приемник 3 сближаются, из блока 9 памяти на регулирующий вход

аттенюатора 17 блока 4 АРУ поступает новое значение, сигнала, компенсирующее изменение коэффициента передачи тракта, и контроль выполняется без ошибок, вызванных нестабильностью УЗ дефектоскопа. При отклонении Коэффициента передачи электронно-акустического тракта УЗ дефектоскопа в ту или другую сторону на выходе блока 9 памяти сигнал также соответственно изменяется. Если это изменение достигает уровня одного из сигналов, поступающих из блока 6 эталонного сигнала на компараторы 28 и 29 блока компараторов, то один из них срабатывает и

включает схему 30 регистрации неисправности. На выходе схемы 30 появляется сигнал, отключающий привод 15, а на табло сигнализации (на чертеже не показано) загорается сигнал неисправность . Излучатель 2 и приемник 3 отводятся друг от друга, и дефектоскоп переходит в режим ожидания ремонта. Связь датчика 31 положения излучателя 2, датчика 32 положения приемника 3 и датчика 33 положения изделия 34 блока 14 с входами элементов И 36 и 37 и инвертора 41 блока 13 управления обеспечивает автоматическую работу УЗ дефектоскопа в том или ином режиме.

Б качестве регулируемого аттенюатора могут быть использованы известные схемы на полевых транзисторах, а в качестве плавного аттенюатора и регулятора баланса - обычные переменные резисторы. В качестве усилителя может быть использован усилитель серийного дефектоскопа, например УД23712 88) 86

УМ. В качестве блока сравнения и сумматора могут быть использованы типовые схемы на операционных усилителях, например на микросхемах серии 574, В качестве задатчика могут быть испо- 5 льзованы типовые схемы регулируемых стабилизаторов напряжения, в качестве электронных ключей - ключи на полевых транзисторах. Коммутатор может быть выполнен на микросхеме К190КТ2. В качестве компараторов могут быть использованы микросхемы K554CAI, а в качестве блока памяти - память на базе АЦП-ЦАП серии 572, например

Ш

излучатель, последовательно соединен ные приемник, блок автоматической ре гулировки усиления и блок регистраци дефектов, блок эталонного сигнала и блок сравнения, входы которого соеди нены с вторым выходом блока автомати ческой регулировки усиления и выходом блока эталонного сигн.ала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности контроля, он снабжен последовательно соединенными блоком электронных ключей, блоком памяти, дополнительным блоком электронных

КР572ПВ1, KP572IIAIA, или на базе мик- ключей и сумматором, блоком компара- ропроцессора серии К580. Блок регист- торов , блоком управления и блоком ,)рации дефектов включает, например, отметчик дефектов, лампы сигнализации и схемы управления отметчиком и

20

30

сигнализацией.

Применение УЗ дефектоскопа позволяет повысить производительность контроля за счет исключения или обеспечения возможности очень редко проводить повторные настройки на движущем- 25 ся образце, что значительно снршает трудоемкость настройки, особенно при эксплуатации автоматических многоканальных установок для контроля крупногабаритных плит ДСП, вес образцов для настройки которых достигает 120 кг. Применение УЗ дефектоскопа также позволяет повысить надежность контроля за счет уменьшения погрешностей, вызванных как климатическими факторами, так и временной нестабильностью элементов дефектоскопа, до нескольких процентов и обеспечения контроля исправности электронно-акустического тракта в перерывах между контролем проходящих по конвейеру . Формула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий генератор и соединенньй с ним

датчиков положения, блок автоматической регулировки усиления выполнен в виде последовательно соединенных коммутируемого дискретного аттенюатора, регулируемого аттенюатора, плавного аттенюатора, усилителя-формирователя и регулятора баланса, первым входом блока автоматической регулировки усиления является вход коммутируемого дискретного aттeнюaтopk, первым выходом - второй выход усилителя- формирователя, вторым выходом - выход регулятора баланса, выходы блока управления соединены с регулирующим входом коммутируемого дискретного аттенюатора и регулирующими входами блоков электронных ключей, входы блока управления соединены с выходами 35 блока датчиков положения, входы блока компараторов соединены с выходом блока памяти и вторым и третьим выходами блока эталонного сигнала, вход основного блока электронных ключей соединен с выходом блока сравненияj второй вход сумматора соединен с первым выходом блока эталонного сигнала, а его выход - с регулирующим входом регулируемого аттенюато - ра.

40

45

Отключено

излучатель, последовательно соединенные приемник, блок автоматической регулировки усиления и блок регистрации дефектов, блок эталонного сигнала и блок сравнения, входы которого соединены с вторым выходом блока автоматической регулировки усиления и выходом блока эталонного сигн.ала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности контроля, он снабжен последовательно соединенными блоком электронных ключей, блоком памяти, дополнительным блоком электронных

ключей и сумматором, блоком компара- торов , блоком управления и блоком

20

30

25

датчиков положения, блок автоматической регулировки усиления выполнен в виде последовательно соединенных коммутируемого дискретного аттенюатора, регулируемого аттенюатора, плавного аттенюатора, усилителя-формирователя и регулятора баланса, первым входом блока автоматической регулировки усиления является вход коммутируемого дискретного aттeнюaтopk, первым выходом - второй выход усилителя- формирователя, вторым выходом - выход регулятора баланса, выходы блока управления соединены с регулирующим входом коммутируемого дискретного аттенюатора и регулирующими входами блоков электронных ключей, входы блока управления соединены с выходами 35 блока датчиков положения, входы блока компараторов соединены с выходом блока памяти и вторым и третьим выходами блока эталонного сигнала, вход основного блока электронных ключей соединен с выходом блока сравненияj второй вход сумматора соединен с первым выходом блока эталонного сигнала, а его выход - с регулирующим входом регулируемого аттенюато - ра.

0

5

+ . От истор ., 1

ОтЗ От:51

О/713г

Редактор О.Бугир

Составитель В.Гондаревский

Техред И. ПоповичКорректор Л.Патай

Заказ 7801/42Тираж 799Подписное

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.

сриг.г

Изобретение относится к области акустических методов контроля. Целью изобретения является повышение производительности и надежности УЗ контроля за счет исключения повторных многократных настроек на движущемся образце и уменьшения погрешностей, вызванных колебаниями параметров узлов электронно-акустического тракта, благодаря калибровке в промежутках между операциями контроля. При первичной настройке на движущемся образце аттенюатором 18 и регулятором 20 производят настройку УЗ дефектоскопа и его блока 5 регистрации дефектов с записью результатов в блок 9 памяти. После первичной настройки (Л ю 00 00 СП 00 б