Устройство для ультразвукового теневого контроля изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

личном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадающие проекции на поверхность изделия. При регистрации начала первого дефекта последовательно двумя парами преобразователей 2 и 3, 5 и 6 код числа на выходе счетчика 24. пропорционален протяженности первого дефекта, а напряжение U, на выходе регулируемого усилителя 26 пропорционально глубине залегания первого дефекта. Регистратор 8 регистрирует глубину залегания первого дефекта и его начало. Аналогично с

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий ультразвуковым теневым методом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет раздельной регистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих идентично совпадающие проекции на поверхность изделия.

Иа чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, два канала измерений, первый из которых состоит из электроакустически последовательно соединенных излучающего преобразователя 2, подключенного к выходу генератора 1 зондирующих импульсов, приемного преобразователя 3, усилителя 4; второй канал состоит из электроакустически, последовательно сое- диненных излучающего преобразователя 5, подключенного к выходу генератора 1 зондирующих импульсов, приемного преобразователя 6, усилителя 7; регистратор 8, два канала обработки сигнала, первый канал состоит из последовательно соединенных порогового блока 9, формирователя О импульсов, схемы ИЛИ 11, триггерй 12, схемы И 13, счетчика 14, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 15, регулируепомощью счетчика 14, цифроангшогово- го преобразователя 15, регулируемого усилителя 16 регистрируются начало и глубина второго дефекта. Блок 40 выборки-хранения совместно с блоками 41 и 42 совпадения служат для сравнения глубины залегания начала первого и второго дефектов с глубиной залегания окончившегося дефекта и определяют, какой из дефектов закончился. Таким образом, регистратор 8 кроме глубины залет ания каждого из дефектов регистрирует протяженность ка вдого из них. 1 ил.

мого усилителя 16, блока 17 выборки- хранения, электронного ключа 18, подключенного к первому входу регистратора 8; второй канал состоит из последовательно соединенных порогового блока 19, формирователя 20 импульсов, схемы ИЛИ 21, триггера 22, схемы И 23, счетчика 24, ЦАП 25, регулируемого усилителя 26, блока 27 выборкихранения, электронного ключа 28, подключенного к второму входу регистратора 8, третий пороговый блок 29, вход которого соединен с выходом усилителя 4 первого канала измерений,

четвертый пороговый блок 30, вход которого соединен с выходом усилителя 7 второго канала измерений, задатчик 31 порогового сигнала, выход которого подключен к вторым входам третьего

порогового блока 29 и порогового блока 19 второго канала обработки сигнала, второй выход задатчика 31 порогового сигнала подключен к вторым входам четвертого порогового блока 30 и порогового блока 9 первого канала обработки сигнала, третий формирователь 32 импульсов, вход которого подключен к выходу третьего порогового блока 29, а выход - к второму входу схемы ИЛИ 21 второго канала обработки .сигнала, четвертый формирователь 33 импульсов, вход которого подключен к выходу четвертого порогового блока 30, выход - к второму входу схемы ШШ I i первого канала обработ31

ки сигнала, третий триггер 34 и пятый формирователь 35 импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу триггера 12 первого канала обработки сигнала, третью схему И 36, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходу третьего триггера 34 и выходу пятого формирователя 35 импульсов, выход третьей схемы И 36 подключен к второму входу блока 17 выборки-хранения первого канала обработки сигнала, шестой формирователь 37 импульсов, вход которого подключен к выходу триггера 22 второго канала обработки сигнала, первый блок 38 задержки, вход которого подключен к выходу пятого формирователя 35 импульсов, а выход - к второму входу счетчика.14 первого канала обработки сигнала, второй блок 39 задержки, вход которого подключен к выходу шестого формирователя 37 импульсов, а выход - к второму входу счетчика 24 второго канала обработки сигнала, второй вход блока 27 выборки-хранения второго канала обработки сигнала подключен к выходу шестого формирователя 37 импульсов, третий блок 40 выборки-хранения, первый вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя 16 первого канала обработки сигнала, первый блок 41 совпадения и второй блок 42 совпадения, входы которых подключены к выходу третьего блока 40 выборки-хранения, второй вход первого блока 41 совпадения подключен к выходу блока 17 выборки-хранения первого канала обработки сигнала, второй вход второго блока 42 совпадения подключен к выходу блока 27 выборки-хранения второго канала обработки сигнала, выход первого блока 41 совпадения подключен к второму входу электронного ключа 18 первого канала обработки сигнала, выход второго блока 42 совпадения подключен к второму входу электронного ключа 28 второго канала обработки сигнала, четвертый триггер 43, вход которого подключен к выходу триггера 22 второго канала обработки сигнала, седьмой формирователь 44 импульсов, вход которого подключен к выходу четвертого триггера 43, а выход подключен к третьим входам блоков 17 и 27 выборки-хранения, четвертую схему И 45, первый вход которой подключен к выходу пятого формирова

52346

теля 35 импульсов, второй вход - к второму выходу третьего триггера 34, а выход - к второму входу третьего g блока 40 выборки-хранения, генератор

46тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам схем И 13 и 23 первого и второго каналов обработки сигнала.

10 Устройство для ультразвукового теневого контроля изделий работает следующим образом.

Две пары ультразвуковых преобразователей 2, 3 и 5, 6 устанавливаются15 относительно контролируемого изделия

47по схеме X. началом контроля устройство приводится в исходное состояние, при котором сигналы на выходах блоков 17, 27 и 40 выборки-хра20 нения и счетчиков 14 и 24 имеют нулевые значения. На выходах три1 геров 12, 22, 43 и первом выходе триггера 34 - О, на втором выходе триггера 34 - I. Генератор 1 зондирующих

25 импульсов возбуждает излучающие преобразователи 2 и 55 которые излучают в контролируемое изделие 47 ультразвуковые колебания. Прошедшие через изделие ультразвуковые колебания

30 принимаются приемными.преобразователями 3, 6 и преобразуются в электрические сигналы. Электрический сигнал с приемного преобразователя 3 усиливается усилителем 4 и поступает на

35 первые входы пороговых блоков 9 и 29. Электрический сигнал с приемного преобразователя 6 усиливается усилителем 7 и поступает на первые входы пороговых блоков 19 и 30. В порого40 вых блоках 19 и 29 осуществляется сравнение сигналов, поступающих иа их первые входы, с пороговым сигналом и , поступающим на их вторые входы с первого выхода задатчика 3 i

45 порогового сигнала. Если сигнал, пос- . тупивший на первый вход порогового блока 19 или 29, превьшает пороговый сигнал Uf,j , на выходе порогового блока 19 или 29 формируется сигнал О.

50

В пороговых блоках 9 и 30 осуществляется сравнение сигналов, поступивших на их первые входы, с пороговым сигналом и, поступающим на их втоgg рые входы с второго выхода задатчика 31 порогового сигнала. Если сигнал, поступивший на первый вход порогового блок а S или 30, превышает пороговый сигнал Un, на выходе порогового

блока 9 или 30 формируется сигнал О.

Формирователи 10, 20, 32, 33 импульсов при изменении сигнала О на их входе в 1 и при изменении сигна- ла 1 на их входе в О формируют на своем выходе корсУткий импульс положительной полярности. При перемещении первого дефекта в зону контроля первого канала измерений на выходе третьего формирователя 32 импульсов формируется короткий импульс положительной полярности, поступающий через схему ИЛИ 21 на вход триггера 22, на выходе которого устанавливается сигнал 1. При этом импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов поступают через схему И 23 на первый вход счетчика 24, с выхода которого сигнал в виде двоичного кода, соответствующего количеству подсчитанных импульсов, поступает на вход ЦАП 25, который преобразует двоичный код в аналоговый сигнал. I.

При перемещении первого дефекта

в зону контроля второго канала измерений формирователь 20 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс; поступающий через схему ИЛИ 21 на вход триггера 22, на выходе которого устанавливается сигнал О, и импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов не .пропускаются схемой И 23 на первый вход счетчика 24. Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на входы шестого формирователя 37 импульсов и четвертого триггера 43, который устанавливается в состояние 1. Формирователи 35, 37 и 44 импульсов при изменении сигнала 1 на их входе в О обеспечивают формирование на выходе короткого импульса положительной по- лярности. Триггеры 34 и 43 изменяют свое состояние на противоположное . при изменении сигнала на их входе в О. Шестой формирователь 37 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, который поступает одновременно на вход второго блока 39 задержки и второй вход блока 27 выборки-хранения. На выходе регулируемого усилителя 26 в момент перемещения первого дефекта в зону контроля второго канала измерений формируется сигнал U, , пропорциональный глубине залегания первого дефекта

и,

.T

ctgci.

5

0

п. Т ы. где V - скорость перемещения контролируемого изделия 47; количество импульсов генера.- тора 46 тактовых импульсов, подсчитанных счетчиком 24 за интервал времени обнаружением первого дефекта разными каналами измерений;

период следования импульсов генератора 46 тактовых импульсов;

половина угла между направлениями измерения преобразователей 2 и 5.

. При поступлении импульсного сигнала с выхода шестого формирователя.37 импульсов на второй вход блока 27 выборки-хранения сигнал-U, с выхода регулируемого усилителя 26 записыва5 ется в блок 27 выборки-хранения. После этого с выхода второго блока 39 задержки на второй вход счетчика 24 поступает сигнал, возвращающий его в исходное состояние, при котором

Q сигнал на выходе имеет нулевое значение. Сигнал и, с выхода блока 27 выборки-хранения поступает на первый вход электронного ключа 28 и второй вход второго блока 42 совпадения, обеспечивающего сравнение сигналов, поступающих на его входы, и при совпадении их амплитуд формирующего на выходе , закрывающий электронный ключ 28. В случае, если амплитуды сигналов, поступающих на входы блока 42 совпадения, не совпадают, на выходе блока 42 совпадения формируется сигнал, открывающий электронный ключ 28. К описанному выше мо- JC менту времени на первый вход второго блока 42 совпадения с выхода третьего блока 40 выборки-хранения поступает сигнал, амплитуда которого равна нулю, поэтому на выходе блока 42 совпадения формируется сигнал.

5

0

0

открывающий электронный ключ 28. При этом сигнал U, с выхода блока 27

выборки-хранения пропускается на выг ход электронного ключа 28 и поступа- ет на второй вход регистратора 8, который обеспечивает регистрацию начала первого дефекта и глубины его залегания. При«перемещении в зону контроля первого канала измерений второго дефекта, глубина залегания которого отлична от глубины залегания первого дефекта, на выходе порогового блока 9 формируется сигнал 1. Формирователь 10 импульсов по перепаду напряжения на входе формирует им- . пульс положительной полярности, поступающий через схему ИЛИ 11 на вход триггера 12, на выходе которого устанавливается сигнал I. При этом импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов через схему И 13 поступают на вход счетчика 14, с выхода которого сигнал в виде двоичного кода, соответствующего количеству подсчитанных импульсов,, поступает на вход ЦАП 15, амплитуда сигнала на выходе которого пропорциональна количеству импульсов, поступивших на первый вход счетчика 14. При перемещении 20 ет сравнение сигналов, поступающих

второго дефекта в зону контроля второго канала измерений на выходе четвертого порогового блока 30 .формируется- сигнал . Четвертый формирона его входы, и при совпадении их амплитуд формирует на своем выходе сигнал, закрывающий электронный клю 18. К описанному выше моменту време

ватель 33 импульсов формирует корот- ни на первый вход первого блока 4

кий импульс положительной полярности, поступающий через схему ИЛИ 1I на вход триггера 12, на выходе которого устанавливается сигнал О, При

совпадения с выхода третьего блока 40 выборки-хранения поступает сигнал амплитуда которого равна нулю, поэто му на выходе первого блока 41 совпаэтом прекращается поступление импуль- дения формируется сигнал, открываюсов с генератора 46 тактовых импульсов через схему И 13 на первый вход .счетчика 14. Сигнал с выхода триггера 12 одновременно поступает на вход третьего триггера 34 и вход пятого формирователя 35 импульсов. На первом выходе триггера 34 устанавливается сигнал I.

Пятый формирователь 35 импульсов при перепаде напряжения на входе из 1 в О формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, который через третью схему И 36 поступает на второй вход блока 17 выборки-хранения. На выходе регулируемого усилителя 16 в момент перемещения второго дефекта в зону контроля второго канала измерений формируется сигнал Ug, пропорциональный глубине залегания второго дефекта. При поступлении импульсного сигнала с выхода третьей схемы И 36 на второй вход блока 17 выборки-хранения сигнал и с выхода регулируемого усилителя 16 записывается в блок 17 выборки-хранения. Сигнал с выхода пятого формирователя 35 импульсов поступает одновременно на вход пер.вого блока 38 задержки и первый вход четвертой схемы И 45. На второй вход четвертой схемы И 45 с второго выхода третьего триггера 34 поступает

сигнал О. При этом четвертая схема И 45 не пропускает на свой выход импульсный сигнал с выхода пятого фор- мирователл 35 импульсов, и записи сигнала U в третий,блок 40 выборкихранания не происходит. После записи сигнала U в блок 17 выборки-хране- ния с выхода первого блока 38 задержки на второй вход счетчика 14 поступает сигнал, возвращающий счетчик 14

в исходное состояние. Сигнал U с выхода блока 17 выборки-хранения поступает на первый вход электронного ключа 18 и второй вход первого блока 41 совпадения. Последний обеспечиват

на его входы, и при совпадении их амплитуд формирует на своем выходе сигнал, закрывающий электронный ключ 18. К описанному выше моменту времесовпадения с выхода третьего блока 40 выборки-хранения поступает сигнал, амплитуда которого равна нулю, поэтому на выходе первого блока 41 совпа0

щий электронный ключ 18. При этом сигнал Uj с выхода б.пока 7 выборки- хранения пропускается на выход электронного ключа 18 и поступает на пер- 5 вый вход регистратора 8, который

обеспечивает регистрацию начала второго дефекта и глубинь; его залегания. При перемещении конца одного из дефектов в зону контроля первого канала измерений на выходе порогового блока 9 формируется сигнал О. При зтом формирователь 10 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ 11 на вход триггера 12, на выходе которого устанавливается сигнал 1. При этом импульсы с выхода генератора 46 тактовых импульсов через схему И 13 поступают на первый вход счетчика 14. К моменту перемещения конца дефекта в зону контроля второго канала измерений на выходе регулируемого усилителя 16 формируется сигнал U,, пропорциональный глубине залегания

конца дефекта. При перемещении конца дефекта, в зону контроля второго канала измере1шй на выходе четвертого порогового блока 30 формируется сиг5

0

5

нал О, При этом четвертый формирователь 33 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ Г1 на вход триггера 12, на выходе которого уста- навливается сигнал О. При перепаде напряжения на выходе триггера 12 из 1 в jQ изменяет свое состояние третий триггер 34, на первом выходе которого устанавливается сигнал О. Пятый формирователь 35 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через четвертую схему И 45 на второй вход третьего блока 40 выборки-хранения. При этом

5 седьмой формирователь 44 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий на третьи входы блоков 17, 27, 40 выборки-хранения и возвращаюпщй их в исходное состояни

сигнал и,| с выхода регулируемого усилителя 16 записывается в третий блок 40 выборки-хранения, после чего счетчик 14 по сигналу с выхода первого блока 38 задержки возвращается в ис- При этом, регистратор 8 обеспечивает ходно е состояние. Первый блок 41 сов- регистрацию конца данного дефекта. падения обеспечивает сравнение амплитуд сигналов и и Uj. При совпадении амплитуд указанных сигналов на второй вход электронного ключа 18 с вы- хода первого блока 41 совпадения посИзобретение позволяет определять глубину залегания дефектов, располо- 25 женных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадающие проек ции на поверхность изделия, и протяженность каждого из выявляемых дефек тов в направлении сканирования.

тупает сигнал, закрывающий электронный ключ 18. При этом прекращается подача сигнала U на второй вход регистратора, а на выходе электронного ключа 18 устанавливается сигнал, имеющий нулевую амплитуду. Второй блок .42 совпадения обеспечивает сравнение амплитуд сигналов U и U. При совпаденрш амплитуд указанных сигна- лов электронный ключ 28 закрывается по сигналу с выхода второго блока 42 совпадения. При этом прекращается подача сигнала U на первый вход регистратора, а на выходе электронного ключа 28 устанавливается сигнал, имеющий нулевую амплитуду. Таким образом, осуществляется сравнение глубины залегания начала первого дефек- возможностей за счет раздельной рета и глубины залегания начала .второго дефекта с глубиной залегания за- кончившегося дефекта. В результате сравнения определяется, какой из дефектов закончился, при этом регистратор 8 обеспечивает регистрацию конца соответствующего дефекта. При перемещении конца другого дефекта в зону контроля первого канала измерений на выходе третьего порогового блока 29 формируется сигнал О. При этом третий формирователь 32 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступаюш 1й через схему ИЛИ

50

гистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадаюш 1е проекции на поверхность изделия, оно снабжено двумя каналами обработки сигнала, каж- дый из которых состоит из последовательно соединенных порогового блока, 55 формирователя импульсов, схемы ИЛИ, триггера, схемы И, счетчика, регулируемого усилителя, блока выборки- хранения, электронного ключа, выходы электронных ключей каналов обработки

21 на вход триггера 22, на выходе которого устанавливается сигнал 1, При перемещении конца дефекта в зону контроля второго канала измерений на выходе порогового блока 19 формируется сигнал О, При этом формирователь 20 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий через схему ИЛИ 2 на вход триггера 22, на выходе которого устанавливается сигнал О. Как следствие этого изменяет свое состояние четвертый триггер 43, на выходе которого устанавливается сигнал О. При этом

седьмой формирователь 44 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий на третьи входы блоков 17, 27, 40 выборки-хранения и возвращаюпщй их в исходное состояние.

При этом, регистратор 8 обеспечивает регистрацию конца данного дефекта.

При этом, регистратор 8 обеспечивает регистрацию конца данного дефекта.

Изобретение позволяет определять глубину залегания дефектов, располо- 25 женных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадающие проекции на поверхность изделия, и протяженность каждого из выявляемых дефектов в направлении сканирования.

30

35

40

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового теневого контроля изделий, содержащее генератор зондирующих импульсов. Два канала измерений, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучающего преобразователя, подключенного к выходу генератора зондирующих импульсов, приемного преобразователя И усилителя, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных

0

гистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на различном расстоянии от поверхности контролируемого изделия и имеющих частично совпадаюш 1е проекции на поверхность изделия, оно снабжено двумя каналами обработки сигнала, каж- дый из которых состоит из последовательно соединенных порогового блока, 5 формирователя импульсов, схемы ИЛИ, триггера, схемы И, счетчика, регулируемого усилителя, блока выборки- хранения, электронного ключа, выходы электронных ключей каналов обработки

сигнала подключены к соответствующему входу регистратора,третьим пороговым блоком, входы порогового блока первого канала и третьего порогового блока соединены и подключены к выходу усилителя первого канала измерений, четвертым пороговым блоком, входы порогового блока второго канала и четвертого порогового блока объединены и подключены к выходу усилителя второго канала измерений, задатчиком порогового сигнала, первый выход которого подключен к вторым входам третьего порогового блока и порогового блока второго канала обработки сигнала, второй выход задатчика порогового сигнала подключен к вторьпу входам четвертого порогового блока и порогового блока первого канала обработки сигнала, третьим формирователем импульсов, вход которого подключен к выходу третьего порогового блока, а выход - к второму входу схемы ИЛИ второго канала обработки сигнала, четвертым формирователем импульсов , вход которого подключен к выходу четвертого порогового блока, а выход - к второму входу схемы ИЛИ первого канала обработки сигнала, третьим триггером и пятым формирователем импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу триггера первого канала обработки сигнала, третьей схемой И, входы которой подключены соответственно к первому выходу третьего триггера и выходу пятого формирователя импульсов, а выход - к второму входу блока выборки- хранения первого канала обработки сигнала, шестым формирователем импульсов, вход которого подключен к выходу триггера второго канала обработки сигнала, первым блоком задержки, вход которого подключен к выходу пятого формирователя импульсов, а выход - к второму входу счетчика

Редактор И.Рыбченко

Составитель И.Соколов

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 5558/41 . Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

O

5

0

первого канала обработки сигнала, вторым блоком задержки, вход которого подключен к выходу шестого формирователя импульсов, а выход - к второму входу счетчика второго канала обработки сигнала, второй вход блока выборки-хранения второго канала Обработки сигнала подключен к выходу jtnecToro формирователя импульсов, третьим блоком выборки-хранения, первьй вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя первого канала обработки сигнала, двумя блоками совпадения, первые входы которых объединены и подключены к выходу третьего блока выборки-хранения, второй вход первого блока совпадения подключен к выходу блока выборки-хранения первого канала обработки сигнала, второй вход второго блока совпадения подключен к выходу блока выборки-хранения второго канала обработки сигнала, выход первого блока совпадения подключен к второму входу электронного

ключа первого канала обработки сигнала, выход второго блока совпадения подключен к второму входу электронного ключа второго канала обработки сигнала, четвертым триггером, вход

0 которого подключен к выходу триггера второго канала обработки сигнала, седьмым формирователем импульсов, вход которого подключен к вьпсоду четвертого триггера, а выход - к тре5 тьим входам блоков выборки-хранения- первого и второго каналов обработки сигнала, четвертой схемой И, первый вход которой подключен к выходу пятого формирователя импульсов, второй вход - к второму выходу третьего триггера, а выход - к второму входу третьего блока выборки-хранения, генератором тактовых импульсов, выход которого подсоединен к вторым входам

схем И каждого канала обработки сигнала.

0

Изобретение относится к облаЬти неразрушающего контроля изделий ультразвуковым теневым методом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства контроля за счет раздельной регистрации начала, конца и глубины залегания дефектов, расположенных на раз(Л оо ел to оо 05