Прибор для определения лучевых размеров дефектов на радиографических снимках сварных швов магистральных трубопроводов Советский патент 1987 года по МПК G01N21/88 G01J1/44 

113

Изобретение относится к оптичес- кому приборостроению и может быть использовано при радиографическом контроле для определения лучевёк размеров дефектов на радиографичес- ких снимках сварных швов магистральных трубопроводов.

Цель изобретения - повышение точности определения лучевых размеров . дефектов сварных швов.,

На черетеж показана функциональная схема прибора.

Устройство содержит источник 1

.света и фотодатчик 2 измерительного канала, жестко соединенные и установленные на механизме 3 поперечного сканирования, зеркало 4, оптический клин 5 и фотодатчик 6 опорного кана- ла, установленные на механизме продольного сканирования, датчик 7 местоположения эталона, механизм 8 продольного сканирования, кинематически связанный с механизмом 3 поперечного сканирования, логарифмические усилители 9 и 10 измерительного и опорног каналов, входы которых подктшчены к фотодатчикам 2 и 6 измерительного и опорного каналов соответственно, а выходы - к соответствующим входам дифференциального усилителя 11, выход которого подключен к входу запоминающего устройства 12, к разрешающему входу которого подключен датчик 7 местоположения эталона, а выход подключен к первому входу устройства 13 деления, ко второму входу которого подключен задатчик 14 кода высоты эталона, устройство 15 умножения один вход которого подключен к выходу устройства 13 деления, а второй вход - к выходу дифференциального усилителя 11, индикатор 16, подключенный к выходу устройства I5 умно- жения, и механизм 17 перемещения радиографического снимка (пленки).

В основу работы прибора положен эталонно-фотометрический метод измерения плотности почернения рентгено- графического снимка сварного соединения. Измерение плотности почернения снимка производится относительно плотности стенки трубопроводов. Плотность почернения D рентгенографичес кого снимка (пленки) определяется по формуле

- .

где

1д и TI соответственно падающий на пленку и прошедший сквозь нее световые потоки.

Y ; ОЭТ О ТР-ОЗТ

Эт

тр

- JT

/SD

9Т

D

тр

где - прошедший световой поток

через стенки трубопровода;

-прошедший световой поток через толщину стенки трубопровода плюс высота эталона;

-изменение плотности, соответствующее увеличению толщины стенки трубы на величину высоты эталона;

-плотность почернения снимка, соответствующая определенной толщине стенки трубопровода;

-плотность почернения снимка, соответствующая толщине стенки плюс высота h эталона.

-Tf- - коэффициент,

dUjT

характеризующий изменение толщины стенки трубопровода на единицу оптической плотности, является постоянным для данного снимка.

Тогда величина усиления сварного

D

ЭТ

При этом,К

шва может быть определена следующим образом

h;,K(DT.p-D,)KdD, где D;f - плотность почернения шва; AD;f - изменение плотности почернения снимка на самом сварном Соединении относительно плотности почернения снимка трубы.

Источник 1 света создает два направленных световых луча. Один световой луч через оптический клин 5 и рентгенографический снимок попадает на фотодатчик 2 измерительного канала, а второй - на зеркало 4 - и отраженный от него через рентгенографический снимок на фотодатчик 6 опорного канала. При этом на выходе фотодатчиков появляются сигналы, величина которых пропорциональна прошедшим через снимок световым потоком. Величина прошедшего светового потока зависит от плотности почернения снимка При одинаковой плотности почернения снимка на выходах фотодатчиков 2 и 6 появляются одинаковой величины сигналы, которые усиливаются логарифмическими усилителями 9 и 10 2

. 313

подаются на соответствующие входы дифференциального усилителя 11. На выходе дифференциального усилителя 11 разностный сигнал, соответствующий одинаковой плотности почернения снимка, равен нулю, С выхода дифференциального усилителя 11 разностньй сигнал подается на запоминающее устройство 12 и на устройство 15 умножения. В этом случае устройство 15 умножения выдает на вькоде сигнала рав- ньш нулю, и показание индикатора 16 тоже равно нулю.

Фотодатчик 6 опорного канала все время находится в зоне, плотность почернения снимка которой зависит только от толщины стенки трубопровода, и перемещается с помощью механизма 8 продольного сканирования вдоль шва на снимке совместно с механизмом 3 поперечного сканирования. С помощью механизма 3 поперечного сканирования источник 1 света совместно с фотодатчиком 2 измерительного канала переме- .щается в зону местоположения эталона чтобы местоположение эталона попало на оптическую ось источник света фотодатчик измерительного канала. I

В этом случае срабатьшает датчик 7 местоположения эталона, который выдает сигнал на разрешающий вход запоминающего устройства 12, а на выходе дифференциального усилителя 11 появляется разностный сигнал, соответствующий изменению плотности почернения снимка, определяемой высотой эталона. Этот разностный сигнал записьюается в запоминающее устройство 12, с выхода которого поступает на один вход устройства 13 деления, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика 4 кода высоты эталона. В результате на вход устройства умножения поступает сигнал соответствующий выражению .На выходе устройства 15 умножения 15 будет сигнал,равный ТЬ эт зт т.е. индикатор 16 показывает истинное значение высоты эталона.

При измерении источник 1 света совместно с фотодатчиком 2 измерительного канала с помощью механизма 3 поперечного сканирования переводит ся в зону шва, при этом снимается сигнал с разрешающего входа запоминающего устройства 12 и записанньй сигнал хранится в памяти все время

58794

до окончания измерения данной пленки. Таким образом производится сканирование и определение по индикатору 16 Ьэг

параметров

лО

Dv

эт

При поперечном сканировании для поддержания одинаковых падающих световых потоков на пленку в измерительном и опорном каналах предусмотрен оптический клин 5, световой поток на вьтходе которого изменяется по квадратичному закону из-за изменения расстояния от источника 1 света до зеркала 4.

Изобретение позволяет повысить контроль качества сварных соединений, достоверность и надежность контроля магистральных трубопроводов при строительстве.

Фор м.у ла изобретения

Прибор для определения лучевых размеров дефектов на радиографических снимках сварных швов магистральных трубопроводов, содержащий оптически связанные источник света и фотодатчик с логарифмическим усилителем измерительного канала и фотодатчик

с логарифмическим усилителем опорного канала, дифференциальный усилитель , входы которого подключены к выходам логарифмических усилителей, механизм перемещения радиографического снимка сварного шва, зеркало, оптический клин и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности определения лучевых размеров дефектов сварных швов,

он снабжен механизмом поперечного сканирования, механизмом продольного сканирования, датчиком местоположения эталона,запоминающим устройством, задатчиком кода высоты эталона, устройством деления и устройством умножения, при этом источник света и фотодатчик измерительного канала установлены на механизме поперечного сканирования, зеркало, фотодатчик

опорного канала и оптический клин, установлены на механизме продольного сканирования, который кинематически связан с механизмом поперечного сканирования, зеркало расположено на

оптической оси источник света - фотодатчик опорного канала, а оптический клин - на оптической оси источник света - фотодатчик измерительного канала, выход дифференциального уси513158796

лителя подключен к входу запоминающе-которого подключен задатчик кода выго устройства, к разрешающему входусоты эталонаj, а выход подключен к ;

которого подключен датчик местополо-первому входу устройства умножения,

жения эталона, а выход запоминающеговторой вход которого подключен к выустройства подключен к первому входу дифференциального усилителя, а

устройства деления, к второму входувыход подключен к индикатору.

Изобретение может быть использовано при радиографическом контроле для определения лучевых размеров дефектов на радиографических снимках сварных соединений магистральных трубопроводов. Цель - повышение точности определения лучевых размеров дефектов сварных швов. В основу работы прибора положен эталонно-фотометри- -. ческий метод измерения плотности почернения рентгенографического снимка сварного соединения. При измерении источник 1 света вместе с фотодатчиком 2 измерительного канала с помощью механизма 3 поперечного сканирования переводится в зону шва, при этом снимается сигнал с разрешающего входа запоминающего устройства 12 и записанный сигнал хранится в памяти все время до окончания измерения данной пленки. При поперечном сканировании для поддержания одинаковых падающих- световых потоков на пленку в измерительном и опорном каналах предусмотрен оптический клин 5, световой лоток на выходе которого изменяется по квадратичному закону из- за изменения расстояния от источника 1 света до зеркала 4. Все устройство имеет электронную схему управления. 1 ил. с S (Л ОО О1 00