Приемно-усилительный тракт ультразвукового дефектоскопа Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в автоматизированных ультразвуковых дефектоскопах в различных отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем повышения частоты дискретизации эхосигнала при обработке его на мик- роЭВМ.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема приемно-усилительного тракта ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Приемно-усилительньш тракт ультразвукового дефектоскопа содержит общую шину 1 и подключенные к ней последовательно соединенные преобразо- 2, предварительный усилитель 3 и. аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, запоминающее устройство (ЗУ) 5, схему 6 управления и мик- роЭВМ 7, а также конвейерньм регистр 8, включенный между выходом АЦП 4 и входом ЗУ 5, и схему 9 сравнения ко ДОН, первый вход которой соединен с выходом АЦП 4, второй вход - с общей шиной 1, а выход - с управляющим входом ЗУ 5.

Приемно-усилительный тракт ультразвукового дефектоскопа работает следующим образом.

Отраженные от дефекта или дна изделия сигналы принимаются преобразователем 2, преобразуются в электрические, усиливаются в предварительном усилителе 3 и подаются на информационный вход быстродействующего АЦП 4, на управляющий вход которого поступает от схемы 6 управления чере общую шину последовательность тактовых импульсов частотой порядка 50 МГц. При такой частоте дискретизации возможно преобразование в цифровой код аналоговых эхосигналов частотой до 10 МГц.

Преобразованные в цифровую форму п-разрядпые значения амплитуды входных сигналов во всем динамическом диапазоне подаются на первый вход схемы 9 сравнения кодов. По второму

Зад

ное в момент t. (с учетом toa) знавходу схемы 9 сравнения кодов от мик-

роЭВМ 7 задается в цифровом коде зна-55 ние кода АЦП 4 на период следова- чение нижнего уровня выбираемого ин- ния тактовых импульсов, сравнимый с тервала эхосигналов, предназначенных временем записи ЗУ 5 (фиг. 2). для последующей обработки, регистра- Таким образом, обеспечивается воз- ции и анализа с помощью микроЭВМ 7. можность записи в момент ti инфор0

20

25

16

30

Значение задаваемого уровня определяется пользователем по программном уровне в зависимости от конкретных условий контроля.

Если амплитуда измеряемых в каждом такте работы АЦП 4 входных сигналов находится в выбранном интервале, схема 9 сравнения кодов формирует сигнал разрешения записи в ЗУ 5 п- разрядного значения измеряемой амплитуды входного эхосигнала, поступающего из АЦП 4 через конвейерный регистр 8 на информационный вход ЗУ 5. Конвейерный регистр 8 обеспечивает совмещение операций аналого-цифрового преобразования и выборки данных в ЗУ 5 по сигналу разрешения записи их схемы 9 сравнения кодов в течение одного такта преобразования (порядка ,-20 не).

Выборка кода, соответствующего значению аналогового сигнала, производится при низком уровне тактового сигнала (моменты tg,t и t). На выходе АЦП 4 из-за неопределенности кода в течение части периода тактирования код появляется через время (Ьц гякт эаА) (фиг. 26). Время задержки tj . составляет для используемого быстродействующего АЦП 4 порядка 10- 15 мс.

При частоте дискретизации эхосигнала до 20-25 МГц возможна непосред35 ственная запись информации из АЦП 4 в ЗУ 5 (фиг. 2). Однако при используемой в устройстве высокой частоте следования тактовых импульсов АЦП 4 не менее 50 МГц длительность импуль40 сов тактирования t примерно в 2 раза меньше времени записи С 3qn в ЗУ 5. Временные диаграммы на фиг.За-в показывают, что в этом случае непосредственная запись кода АЦП 4 в

45 ЗУ 5 занимает почти два периода следования тактовых импульсов, что существенно снижает быстродействие системы.

Включение между АЦП 4 и ЗУ 5 конвейерного регистра 8 на ЗК-триггерах, работающих как запбминающие элементы, позволяет сохранить сформирован-

Зад

ное в момент t. (с учетом toa) кода АЦП 4 на период следова- ния тактовых импульсов, сравнимый с временем записи ЗУ 5 (фиг. 2). Таким образом, обеспечивается воз- можность записи в момент ti информации, полученной в момент , в момент tj - информации, полученной в момент t. Буферное запоминающее устройство 5 позволяет сжать поток информации, обеспечить работу дефектоскопа в реальном времени, и тем самым, повысить достоверность контроля .

Формула изобретения

Приемно-усилительный тракт ультразвукового дефектоскопа, содержащий общую шину и подключенные к ней по- 15 следовательно соединенные приемный

такт

&.

и by

10

15

4814

преобразователь, предварительный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, схему управления и микроЭВМ, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, он снабжен конвейерным регистром, включенным между выходом аналого- цифрового преобразователя и входом запоминающего устройства, и схемой сравнения кодов, первый вход которой соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход с общей шиной, а выход - с управляющим входом запоминающего :устройства.

- V/-V

Неопреде- I Koff Л А

Зап

б) Фиг. 2

,.j.

-- итакп I

KOHS. .

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано в автоматизированных ультразвуковых дефектоскопах в различных отраслях промьшшенности. Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем повьшения частоты дискретизации эхосигнала при обработке его на микроэвм. Применение буферной памяти в виде конвейерного регистра позволяет совместить во времени запись информации в запоминающее устройство и обработку следующего сигнала, что позволяет повысить частоту выборки информации до 50 МГц при работе микроэвм в реальном времени, а это приводит к получению более подробной информации о изделии и тем самым к повышению достоверности контроля. 3 ил. (С (Л CZ оо о: 4. 00