Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет расширения динамического диапазона.

На фиг. 1 представлена блок-схема IQ ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. . Р

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов и электроакустически связанные излучающий и приемный преобразователи 2 и

3,усилитель 4 и блок 5 вычислений из последовательно включенных аналого-цифрового, преобразователя 6, блока 7 деления, блока 8 умножения и регистра 9 текущего значения коэффициента, выход которого соединен с вторым входом блока 8 умножения и входом усилителя 4, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 10, входом подключенный к выходу регистра 9 текущего значения коэффициента, первый компаратор 11, 30 дифференциальный усилитель 12, интегратор 13 и каскад 14 с регулируемым коэффициентом усиления, выходом подключенный к второму входу усилителя

4,а вторым входом - к выходу приемного преобразователя 3, первый делитель 15, включенный между выходом первого компаратора 11 и его вторым входом, последовательно соединенные второй компаратор 16, входом подклю- 40 ченный к выходу цифроанапогового преобразователя 10, и второй делитель

17, выход которого подключен к второму входу второго компаратора 16, .

35

мым коэффициентом усиления и усили тель 4 „ С выхода усилителя 4 сигн поступает на вход аналого-цифрово преобразователя 6 блока 5 вычислен Блок 5 вычислений производит расч требуемого коэффициента усилителя при котором произошло бы максимал возможное приближение сигнала на в ходе усилителя 4 к заданному уровн Расчет производится по алгоритму:

К.. KT -7- , где К р - требуемый

г коэффициент; К- - текущее значение

15 коэффициента; А - заданный уровен сигнала; А - текущий уровень сигн ла. Вычисленное значение коэффицие та заносится в регистр 9 текущего значения, соответственно меняя коэ

2Q фициент передачи усилителя 4, и на вход цифроаналогового преобразова ля 10, с выхода которого (фиг„ 25 сигнал поступает на первые входы компараторов 11 и 16. При уменьше25 НИИ коэффициента передачи усилител 4 менее К (момент времени Ц на фиг. 2Б) компаратор 16, на второй вход которого подано напряжение К формируемое делителем 17 (фиг. 2 переключается (фиг. 2Э). С выхода компаратора 16 сигнал поступает н инвертирующий вход дифференциально го усилителя 12 и вход делителя 1 меняя соответственно напряжение на втором входе компаратора 16, котор становится равным К, (фиг. 2ж). Сигнал с выхода дифференциальноро усилителя 12 (фиг„ 2 у) поступает на вход интегратора 13. Напряжение на выходе интегратора 13 уменьшает ся, соответственно уменьшается коэффициент передачи каскада 14 (фиг 2ь). Отслеживая это уменьшение, блок 5 вычислений увеличивает

выходом соединенного с вторым входом 45 коэффициент передачи усилителя 4.

дифференциального усилителя 12. Позицией 18 обозначено контролируемое изделие.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

С помощью генератора 1 зондирующих импульсов и излучающего преобразователя 2 возбуждаются ультразвуковые колебания, проходящие через контроли-- руемое изделие 18 и преобразуемые i приемным преобразователем 3 в электрический сигнал, огибающая которого приведена на фиг. 2с, Далее сигнал поступает на каскад 14 с регулйруе Р

0

0

5

мым коэффициентом усиления и усилитель 4 „ С выхода усилителя 4 сигнал - поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6 блока 5 вычислений. Блок 5 вычислений производит расчет требуемого коэффициента усилителя 4, при котором произошло бы максимально возможное приближение сигнала на выходе усилителя 4 к заданному уровню Расчет производится по алгоритму:

К.. KT -7- , где К р - требуемый

г коэффициент; К- - текущее значение

5 коэффициента; А - заданный уровень сигнала; А - текущий уровень сигнала. Вычисленное значение коэффициента заносится в регистр 9 текущего значения, соответственно меняя коэфQ фициент передачи усилителя 4, и на вход цифроаналогового преобразователя 10, с выхода которого (фиг„ 25) сигнал поступает на первые входы компараторов 11 и 16. При уменьше5 НИИ коэффициента передачи усилителя 4 менее К (момент времени Ц на фиг. 2Б) компаратор 16, на второй вход которого подано напряжение К формируемое делителем 17 (фиг. 2), переключается (фиг. 2Э). С выхода компаратора 16 сигнал поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 12 и вход делителя 17, меняя соответственно напряжение на втором входе компаратора 16, которое становится равным К, (фиг. 2ж). Сигнал с выхода дифференциальноро усилителя 12 (фиг„ 2 у) поступает на вход интегратора 13. Напряжение на выходе интегратора 13 уменьшается, соответственно уменьшается коэффициент передачи каскада 14 (фиг 2ь). Отслеживая это уменьшение, блок 5 вычислений увеличивает

При увеличении коэффициента до величины К 5 (момент времени t.) компаратор 16 переключается в исходное состояние (фиг. 2а), соответственно

меняется значение сигнала на выходе делителя 17 (фиг. ), которое становится равным . При увеличении коэффициента более , (момент t. на фиг. 2) компаратор 11, на второй вход которого подано напряжение, равное (., Формируемое делителем 15, переключается (фиг. 2г). .С выхода компаратора 11 сигнал поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 12 и делитель 15, меняя напряжение на его выходе, которое становится равным К (фиг. 2 в) . Сигнал .с выхода дифференциального усилителя 12 (фиг 2j) поступает на вход интегратора 13, Напряжение на выходе последнего возрастает, соответственно увеличивается коэффициент передачи каскада 14, что приводит к увеличению сигнала на входе усилителя 4. Отслеживая это изменение, бло 5 вычислений уменьшает коэффициечт усилителя 4 (фиг. 25) и при достижении уровня К (момент t) компаратор 11 переключается в исходное состояние (фиг. 2г), соответственно меняя значение сигнала на выходе делителя 15 (фиг. 2е), которое становится равным ..Изменение коэффициента передачи каскада 14 происходит только при уменьшении (увеличении) коэффициента передачи усилителя 4 менее (более К) . Изменение коэффициента передачи каскада 14 происходит до того момента, пока коэффициент передачи усилителя 4 не увеличится (уменьшится) до значения Kg. Принимая максимально возможный коэффи- ,циент передачи усилителя 4 за единицу, получаем значение К 1/4; KM«H 1/16; .с 7/8, . :ф о р мула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп, со- держаший последовательно соединенные

генератор зондирующих импульсов и электроакустически связанные излуча- ющий и приемный преобразователи, последовательно соединенные усилитель и блок вычислений из последовательно включенных аналого-цифрового преобразователя, блока деления, блока умножения и регистра текущего значе-

ния коэффициента, выход которого соединен с вторым входом блока умножения и входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьвпения надежности контроля, он

снабжен последовательно соединенными цифроаналоговым преобразователем, входом подключенным к выходу регистра текущего значения коэффициента, первым компаратором, дифференциальным усилителем, интегратором и каскадом с регулируемым коэффициентом усиления, выходом подключенным к второму входу усилителя, а вторым входом - к выходу, приемного преобразователя, первым делителем, йключен- ным между выходом первого компаратора и его вторым входом, последова-. тельно соединенными вторым компаратором, входом подключенным к выходу

цифроаналогового преобразователя, и вторым делителем, выход которого, подключен к второму входу второго компаратора, выходом соединенного с вторым входом дифференциального усилителя.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий. Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет расширения динамического диапазона. При возрастании рассчитанного коэффициента усиления более К переключается компаратор 11, что вызывает рост напряжения на выходе генератора 13 и, соответственно, увеличение коэффициента передачи каскада 14. Отслеживая это изменение, блок 5 вычислений уменьшает расчетньш коэффициент. При достижении уровня Кд компаратор 11 возврашается в исходное состояние. Аналогично при уменьшении рассчитанного коэффициента не менее К„„ срабатывает компаратор 16, вызывая уменьшение напряжения на выходе ин- т егратора 13 и вследствие этого - уменьшение коэффициента передачи каскада 14, выслеживая это изменение блок 5 вычислений увеличивает рассчитанный коэффициент При достижении уровня К компаратор 16 возврашается в исходное состояние. Делители 15 и 17 задают опорное напряжение на вторых входах компараторов 11 и 16: в исходном состоянии К. и соответственно; во включенном состоянии Kj - оба. При исходном сост.оя- нии компараторов 11 и 16 коэффициент передачи каскада 14 не меняется. 2 ил. сл со 00 ю ю к Фиг