Ультразвуковой дефектоскоп для контроля качества крупнозернистых материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

СА:)

со ьо

CD 00

И.юбретение относится к неразрушаю- шему контролю качества материалов и изде- .чий и может быть использовано для ультра.звуковой дефектоскопии сварны.х соединений и изделий из средне- и высоколегированных сталей, имеющих крупнозернистую структуру, а также пз ста-лей аустенитиого класса. Це.1ь изобретения - повышение достоверности результатов контроля за счет улучшения селекции сигналов от дефектов на фоне структурных помех. В дефектоскопе осуществляется зондирование контролируемого изделия пьезопреобразователями 9-12 иа нескольких частотах. Сигнал дефекта выделяется на фоне статистически независимых сигналов помех каждого канала с помощью схемы 21 совпадения. С помощью формирователей 23-26 коротких импульсов уменьщу- ют вероятность перекрытия импульсов помех в каждом канале, что обеспечивает улучшение селекции сигналов от дефектов. 2 ил. (С

Фие.1

Изобретение относится к неразрушающему контро.ж) качества материалов и изделий и может быть испо;1ьзовано для ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии свариых соединений и изделий из средне- и высоколегированных ста.лей, имеющих крупнозернистую структуру, а также из сталей аусте- нитиого класса.

11,(мью изобретения является иовьииение достоверности результатов контроля за счет улучшения селекции сигналов от дефектов на фоне структурных помех.

На фиг. 1 изображена блок-схема УЗ-де- фектоскоиа; на фиг. 2 : 11юры напряжений в характерных точках.

УЗ-дефектоскоп для контроля качества крупнозернистых материалов содержит последовательно соединенные синхронизатор I и -1 линий 2 -4 задержки (например, N-4, что обеспечивает одновременное зондирование изде;|ия на четырех частотах), подключенные к выходам соответственно синхронизатора 1 и каждой из линий 2-4 задержки генераторы 5 - 8 импульсов, подключенные соответственно к выходам нослед- них пьезопреобразователи 9-12 с различными собственны.ми частотами, подключенные соответственно к выходам пьезопреоб- разовагелей 9- 12 приемно-усилительные ка- на;1Ы, состоящие из последовательно соединенных усилителя 13 (14--16) и элемента 17 (18 20) задержки, схему 21 совпадения и индикатор 22, вход управления которого подключен к выходу синхронизатора 1, подключенные соответственно к выходам элементов 17-20 задержки форми- |)овате. 1И 23 26 импу;1ьсов, выходы которых нодключены к соответствующим входам схемы 21 со И1адения, которсж подключен к информационному входу индикатора 22.

Устройство работает следующим образом.

(синхронизатор 1 выдает видеоимпульсы 27 (фиг. 2) с тактовой частотой повторения Тп. Эти видеоимпульсы поступают на запуск генератора 5 частоты fi и на вход линии 2 задержки. Генератор, 5 возбуждает пьезопреобразователь 9, излучаю иий в контролируемое изделие УЗ-импульс 28 с частотой f|. В это время видеоимпульс, пройдя линию 2 задержки, поступает на вход линии 3 задержки и одновреме}1но запускает генератор 6 частоты f2, который, в свою очередь, возбуждает преобразователь 10. излучающий в изделие импульс 29 УЗ-колебаний частоты fj. Таким же образом срабатывают генератор 7 - преобразователь 11 и генератор 8 - преобразователь 12. и.злучая в изделие поочередно через интервал 1з УЗ-имнульсы 30 и 31 частот f,i и f.i. Причем время задержки 1з должно отвечать условию nt;) Тм. где п - число излучаемых частот (в данном случае п 4), и, кроме того, . где L - максимальный путь УЗ-колебаний в изделии при контроле (толщина изделия при контроле

нормальным искателем): с - скорость ультразвуковых колебаний используемого типа в изделии. Отражаясь в изделии от дефекта и структуры, УЗ-колебания возвращаются на преобразователи и в виде совокупности радиоимпульсов разных частот поступают на приемные усилители 13-16: импульсы частоты f| - на приемный усилитель 13; 1 - на 14; f:i - на 15 и f4 - на 16 (см. эпюры соответственно 32-35).

0 На выходах прие.мных усилителей наблюдаются последовательности видеоимпульсов длительностью около 5 мкс (для устранения перекрытия спектров излучаемых импульсов в соседних каналах длительность

5

ИМПУЛЬСОВ не должна быть менее 4 - 5 мкс

при работе в диапазоне частот 1,8-3,5мГц). На эпюрах 36-39 изображены эти последовательности импульсов, причем для удобства начало времени отсчета смеп1.ено на tb для канала частоты f| начало времени

0 отсчета О, для .з; для (з-21з, для h-31з. Эти последовательности видеоимпульсов, пройдя элементы 17-20 задержки, имеющие задержки 31з, 2(з и 1з, поступают на формирователи 23-26 коротких импульсов, где преобразуются в короткие (длительностью 0,1-0.2 мкс) импульсы 40-43, нормированные по амплитуде. Теперь начало этих последовательностей коротких импульсов совпадает во времени: преобразованные зондирующие импульсы в каждом канале

Q появляются в момент времени 31з, преобразованные импульсы от дефекта также появляются в каждом канале в одно время, преобразованные импульсы структурных помех каждого канала, являясь статистически независимыми (спектры излучаемых

5 импульсов не перекрываются), имеют разное временное положение. Все эти последовательности поступают каждая на свой вход схемы 21 совпадения. На выходе схемы 21 совпадения появляются импульсы только при одновременном присутствии на

0 всех входах схемы импульсов. Таким образом, на индикаторе наблюдаются зондирующий импульс 44 и импульс 45 от дефекта.

Из сравнения соотнощений длительностей

г видеоимпульсов 36-39 и коротких импульсов 40-43 следует, что вероятность перекрытия импульсов структурных помех в пред- лагае.мом устройстве у.меньщается в 25-50 раз.

50

Формула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля качества крупнозернистых материалов, содержащий последовательно соединенные синхронизатор и N - 1 линий задержки, подключенные к выходам синхронизатора и каждой из линий задержки N генераторов имнульсов, подключенные к выходам последних N пьезопреобразователей с различными собственными частотами. п().1.к.1К)чонные к выходам пьезопреобразователей N ирием но-усилительных каналоЕ, состояниях из нос- ледовательно соединеЕ1ны. силите,;я и j.ie- мента задержки, схему сонпадония и индг- катор, вход управ. 1ения которого нодклю ии к выходу синхронизатора, отличающийся к -

27

что, с He.iijH) повынюния дисговгрносч н контроля, он снабжен подключенными к BI.IXO ДИМ ii. leMeiiTOB ,чаде|1жки (jxjpMnpoiia и.1ЯМИ ИМН УЛЬСОВ, выходы KOTOJILIX Н1)ДК,1Н)чены к соответствующнм входам схемы совнадения, выход которой нодк.1К)чен к ин (jioiniauHoHHOMx входу индикаюра.

t Z6

LflJLAAA ,

ПАА АЛАЛ: АА А AAfi АА Аа А,