Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

СО 00 00

00

со

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано при настройке и метрологической поверке.ультразвуко- вых дефектоскопов с непрерывным излучением колебаний, например для контроля рельсов с помощью вагонов-дефектоскопов.

Целью изобретения является повыше- ние точности настройки и поверки дефектоскопов за счет контроля райотоспособности как передающего, так и приемного трактов дефектоскопа без перемещения преобразователей относи- тельно эталонного- образца.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого ультразвукового дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные генератор 1 непрерывных колебаний, приемный блок 2 с фильтром 3 выделения доплеровской частоты и регистратор 4 излучающий электроакустический преобразователь 5, подсоединенный к второму выходу генератора , приемный электроакустический преобразователь 6, подсоединенный к второму входу приемного блока 2, и имитатор 7 дефектов, сос тоящий из последовательно соединенных генератора 8 прямоугольных импульсов, формирователя 9 линейно падающего ; напряжения и гене- ратора 0 синусоидальных низкочастотных колебаний и формирователя I1 ко- локолообразных импульсов, включенного между выходом .генератора 8 и вторым входом генератора 10, генератор - 1 непрерывных колебаний вьшолнен из последовательно соединенных кварцевого генератора 12, первого смесителя 13, первого фильтра 1-4, переключателя 15 и усилителя 16 мощности, выход которого является вторым выходом генератора 1 непрерывных колебаний, и генератора 17 подстройки, выход которого включен к второму входу смесителя 13, а имитатор 7 снабжен включен- ными между выходом генератора 17 и- вторым входом переключателя 15, последовательно соединенными вторым смесителем 18, соединенным с выходом генератора 17, вторым фильтром 19 боковых частот, третьим смесителем 20 и третьим фильтром 21 боковых частот, вход смесителя-18 соединен с выходом низкочастотного генератора

10, а второй вход смесите.пя 20 - с вторым выходом кварцевого генератора 12.

Дефектоскоп работает следующим образом.

В рабочем режиме контроля изделий переключатель 15 устанавливается в положение Д. При этом на излучающий преобразователь 5 через усилитель I6 мощности поступают непрерывные немодулированные электрические колебания с частотой f , которые формируются с помощью двух генераторов 12 и 17 с частотами f и f путем смешивания их в смесителе 13 и выделения их суммарной частоты с помощью фильтра 1А боковых частот. Колебания генератора 12 стабилизируются с помощью кварцевого резонатора и имеют частоту, близкую к частоте fg. Частота fn генератора 17 составляет около 0,05-0,1 частоты f о и может регулироваться с помощью элемента управления f| генератора 17. На выходе смесителя 13, в качестве которого можно использо-. вать известный балансный смеситель, образуются верхние и нижние боковые составляющие с частотами f«g+ ff, и f п соответственно. Фильтр 14 боковых частот выделяет суммарную частоту двух генераторов f. которая и подается через усилитель 16 на излучающий преобразователь 5.

Выполне1 ие генератора непрерывных колебаний дефектоскопа по предлагаемой схеме позволяет, с одной стороны, обеспечивать высокую стабильность излучаемых колебаний за счет применения кварцевого генератора, с другой стороны, допускает подстройку частоты в небольших пределах под резонансную частоту преобразователей 5 и 6 искателя дефектоскопа. С выхода фильтра 14 частота f подается также на смеситель приемного блока 2 дефектоскопа в качестве опорных колебаний.

В режиме имитации сигналов от дефекта переключатель 15 устанавливается в положение И, при этом осуществляют проверку и настройку трактов дефектоскопа путем генерирования частотно-модулированных радиоимпульсов и ко нтроля. прохождения их по электро- акустиче скому и-приемному трактам дефектоскопа. Частота радиоимпульсов, генерируемых имитатором, должна отличаться от частоты излучаемых дефек3 1388789

колебаний на величину имититоных ме ус тел ло

руемой доплеровской частоты F, которая зависит от скорости V сканирования и угла cf озвучивания дефекта

Vc

Рд siric/, (1)

где С - скорость распространения ультразвука в изделии.

Вследствие того, что в процессе сканирования угол озвучивания дефекта меняется, эхо-сигнал от дефекта испытывает частотную -модуляцию, максимальные Рд qj,(. и минимальные Рд „„ значения доплеровской частоты его определяются по формуле (1).

Установка имитируемой доплеровской частоты Рд производится с помощью регулятора Р генератора 10, на выходе которого формируются низкочастотные колоколообраэные частотно-модулиро- ванные радиоимпульсы.

С помощью смесителя 18 и фильтра 19 происходит смешивание частот генераторов 17 и 10 и выделение верхней боковой составляющей с частотой f п +

+ Рд. Аналогично, с помощью смесителя 20 и фильтра 21 происходит преоб

(f

FV

f KS в

FA

РД , Далее.-.

радиоимпульсы с частотой + Рд уси- ливаются усилителем 16 мощности и поступают в излучающий преобразователь 5. Акустические колебания, излученные преобразователем 5, распространяясь по материалу образца 22,отра- ются от отражателя в образце и принимаются приемным электроакустическим преобразователем 6 . Электрические им- пульсы, соответствующие принятым колебаниям, подвергаются усилению и преобразованию в приемном блоке 2 дефектоскопа,, селектируются фильтром 3 доплеровских частот и поступают на регистратор 4 дефектоскопа. В качестве излучающего преобразователя 5 можно использовать преобразователь с круговой диаграммой направленности установленный на противоположной поверхности образца. При этом отпадает необходимость выполнения соответствующего отражателя в образце и появляется возможность определения угла ввода приемного преобразователя по максимуму принятого сигнала.

Изобретение позволяет повысить точность настройки и поверки основных параметров дефектоскопа без применения сложных электромеханических устройств, перемещающих преобразова- тели дефектоскопа относительно эталонных образцов с заданной скоростью.

Формула изобретения

5

0

0

5

,Q

5

0

5

З льтразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединеннь1й генератор непрерывных колебаний, приемный блок с фильтром выделения доплеровской частоты к регистратор, излучающий электроакустичес:кий преобразователь, подсоединенный к второму выходу генератора непрерывных колебаний, приемный элеткроакустический преобразователь, подсоединенный к второму входу приемного блока, и имитатор дефектов, состоящий из последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, формирователя линейно падающего напряжения и генератора синусоидальных колебаний и формирователя колоколообразных импульсов, включенного между выходом генератора прямоугольных импульсов и вторым входом генератора синусоидальных колебаний, отличающий - с ч тем, что-, с целью повьшения точности настройки и поверки дефектоскопа, генератор непрерывных колебаний выполнен из последовательного соединенных кварцевого генератора, первого смесителя, первого фильтра, переключателя и усилителя мощности, выход которого является вторым выходом генератора непрерывных колебаний, и генератора подстройки, подключенного к второму входу первого смесителя, имитатор дефектов снабжен включенными между выходом генератора подстой- ки и вторым входом переключателя последовательно соединенными вторым смесителем, вторым фильтром,, третыяч смесителем и третьим фильтром, к второму входу второго смесителя подключен выход генератора синусоидальных сигналов, а к второму входу третьего смесителя - второй выход кварцевого генератора, а рабочая частота генератора синусоидальных колебаний выбрана в диапазоне доплеровских частот

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано при настройке и метрологической поверке ультразвуковых дефектоскопов с непрерывным излучением упругих колебаний, например для контроля рельсов с помощью вагонов-дефектоскопов. Целью изобретения является повышение точности настройки и поверки дефектоскопов за счет контроля работоспособности как передающего, так и приемного трактов дефектоскопа без перемещения преобразователей относительно эталонного образца. Излучающий преобразователь 5 в режиме контроля излучает н епрерыв- ные немодулированные электрические колебания, которые подаются также на смеситель приемного тракта 2 дефектоскопа. Выделенный фильтром 3 сигнал доплеровской частоты подается на регистратор 4. В режиме имитации дефек- с О тов на усилитель 16 мощности подается сформированный имитатором 7 дефектов импульсный сигнал с требуемыми допле- ровскими сдвигом частоты, девиацией частоты и колоколообразной огибающей. 1 ил.