Устройство для ультразвукового контроля движущихся изделий Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

: Изобретение относится к области не- р зрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля движущегося металлопроката.

I Целью изобретения является повышение точности измерения толщины изделия при из- м нении скорости ультразвука в иммерсионной жидкости в процессе контроля за счет введения дополнительного канала измерения скорости ультразвука в жидкости.

; На чертеже представлена структурная ckeMa устройства для ультразвукового контроля движущихся изделий.

I Устройство содержит четыре электроакус- т ческих преобразователя 1-4, расположен- попарно друг против друга в им- Мерсионной жидкости и находящихся на оди- ь аковом расстоянии, генератор 5 зондирую- ф,их импульсов, соединенный с излучаю- фими преобразователями 1 и 2, два из- |1ерительных канала, каждый подключен i| приемному преобразователю 3 или 4, | ервый канал состоит из усилителя 6, трех ам- флитудно-временных дискриминаторов 7-9, ijiepBbie входы которых соединены с усилите- фем 6, а вторые соответственно - с вторым, третьим и четвертым выходами генератора 5 Зондирующих импульсов, двух триггеров 10 iji 11, первый и второй входы первого Триггера 10 соединены с выходами пер- Ього и второго амплитудно-временных дискриминаторов 7 и 8, первый вход второго триггера 11 соединен с выходом третьего рмплитудно-временного дискриминатора 9, |после.цовательно соединенных дифференцирующей цепи 12, схемы ИЛИ 13, третье- о триггера 14 и регистратора 15 дефек- iroB. вход дифференцирующей цепи 12 соединен с выходом первого триггера 10, а второй вход схемы ИЛИ 13 соединен с выходом второго триггера И, второй измерительный канал содержит последовательно соединенные второй усилитель 16, четвертый амплитудно-временной дискриминатор 17, четвертый триггер 18, первый преобразователь 19 временного интервала в напряжение, аналоговый запоминающий блок 20 и сумматор 21, второй вход четвертого триггера 18 соединен с выходом второго амплитудно-временного дискриминатора 8, последовательно соединенные второй преобразователь 22 временного интервала в напряжение, подключенный к выходу первого триггера 10 и второй аналоговый запоминающий блок 23, подключенный к второму входу сумматора 21, и регистратор 24 толщины изделия, причем вторые входы второго и третьего триггеров 11 и 14, третьи входы третьего и четвертого триггеров 14 и 18 подключены к пятому выходу генератора 5 зондирующих импульсов, второй вход четвертого амплитудно-временного дискриминатора 17 подключен к четвертому выходу генератора 5 зондирующ :х

5

0

0 5 5

0

0

5

0

импульсов, последовательно соединенные пятый триггер 25, третий преобразователь 26 временного интервала в напряжение, третий аналоговый запоминающий блок 27 и делитель 28 напряжения, первый вход пятого триггера 26 подключен к пятому выходу генератора 5 зондирующих импульсов, второй вход пятого триггера 25 соединен с выходом четвертого амплитудно-временного дискриминатора 17, второй вход делителя 28 напряжения соединен с выходом сумматора 21, а выход делителя 28 соединен с входом регистратора 24 толщины.

Устройство работает следующим образом.

Такт работы схемы задается импульсами генератора 5 зондирующих импульсов. Зондирующие импульсы поступают на излучающие преобразователи 1 и 2. В случае, если контролируемое изделие присутствует, а дефекта нет, приемный преобразователь 3 принимает серию импульсов, претерпевших многократные отражения в-изделиии и слоях иммерсионной жидкости, которые поступают на усилитель 6. Амплитудно-временные дискриминаторы 7 и 8, настроенные на заданный уровень чувствительности, выделяют необходимые для дальнейшей обработки первый и второй импульсы, прошедшие через изделие, и в случае отсутствия дефекта выдают информацию в виде прямоугольных импульсов на входы триггера 10. Триггер 10 формирует прямоугольный импульс длительностью , передний фронт которого совпадает со временем прихода первого, а задний - второго прошедших импульсов. Через дифференцирующую цепь 12 и схему 13 ИЛИ этот импульс своим задним фронтом запускает триггер 14. Наличие на выходе последнего прямоугольного перепада запрещает запись дефекта на регистраторе 15. Перед началом каждого такта триггер 14 устанавливается в исходное положение сигналом сброса от генератора 5 зондирующих импульсов.

Приемный преобразователь 4 приним.ает серию импульсов, претерпевших многократные отражения между преобразователями 2 и 4, которые поступают в усилитель 16. Амплитудно-временной дискри.минатор 17 выделяет первый прошедший через иммерсионную жидкость импульс, который в виде прямоугольного импульса поступает на один из входов триггера 18. На второй вход этого триггера поступает прямоугольный импульс от а.мплитудно-временного дискриминатора 8. Триггер 18 формирует прямоугольный импульс длительностью izs, передний фронт которого совпадает с моментом прихода второго прошедшего импульса через изделие, а задний совпадает с моментом прихода импульса, прошедшего через иммерсионную жидкость. Дополнительно триггер 25 формирует прямоугольный импульс длительностью tos, передний фронт которого совпадает с передним фронтом тактового импульса генератора высокой частоты, а задний - с передним фронтом выделенного амплитудно-временным дискриминатором 17, первым прошедшим через иммерсионную жидкость импульсом. Импульсы от триггеров 10, 18 и 25 поступают на идентичные 19, 22 и 26 преобразователи временного интервала в напряжение. Эти напряжения через аналоговые

Вторая ситуация соответствует случаю наличия грубоплоскопараллельного дефекта в центральной части изделия. При этом на выходе амплитудно-временного дискриминатора 7 импульс отсутствует, а на выходе дистриминатора 8 он есть. В этом случае триггер 0 не срабатывает и на второй вход сумматора 21 ничего не подается. В то же время триггер 18 под действием спускового импульса от дискриминазапоминающие блоки 20, 23 и 27, выпол- Ю тора 8 срабатывает и на первый вход ненные, например, на конденсаторах, посту-сумматора 21 и соответственно второй вход

пают от блоков 20 и 23 на два входа сум-делителя 28 подается постоянное напряжематора 21, причем напряжение с выходание, амплитуда которого пропорциональна

блока 23 сум.мируется с весом 1, 5, -на- интервалу t23. Регистратор 24 при этом пример, благодаря соответствующему под- г покажет резкое уменьшение тол шины изде- бору. сопротивлений, от блока 27 на пер-лия, что также является дополнительным

вый вход делителя 28 напряжения, на вто-признаком наличия дефекта.

В случае отсутствия контролируемого изделия амплитуда пpoпJeднleгo импульса велика, что приводит к срабатыванию амплитудно-временного дискр;1минатора 9. который запускает триггер П. Перед началом каждого такта триггера 1 1 уста.чаз- ливается в исходное состояние сигналом сброса. Импульс с выхода триггера 1 через где L - величина, пропорциональная рас- с схему ИЛИ 13 запускает триггер 14. Нарой вход которого подается напряжение с сумматора 21.

Напряжение с делителя 28, пропорциональное выражению

20

1 I,5tl2 + t23 Х- - (,7-у,

fo3

стоянию между преобразователями 1 и 3 поступает на регистратор 24 толщины,который непрерывно регистрирует толщину изделия в месте прозвучивания его преобразователями 1 и 3. При движении контролируемого

личие на его выходе прямоугольного перепада запрещает запись дефекта на регистраторе 15. Регистратор 24 толщины при этом записывает нулевую толщину (т. е. отсутствие изделия), так как на выходе трш

изделия регистратор осуществляет непрерыв- зо геров 10 и 18 импульсы отсутствуют, и кую запись толщины изделия.на второй вход делителя 28 ничего не подается.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерения толщины издеПри наличии дефекта в контролируемом изделии хотя бы по одному из прощед- щих импульсов на выходе соответствующего дискриминатора 7 или 8 прямоуголь- 35 внутренних дефектов, ного импул ьса не образуется. Следовательно, триггер 10 не срабатывает, а значит на выходе триггера 4 импульс отсутствует. Регистратор 15 фиксирует дефект в изделии. При наличии дефекта в изделии при

ЛИЯ с одновременным обнаружением в них

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контро--- -- „ - .ля движущихся изделий, содержащее четыре

записи его толщины могут быть две ситуа- электроакустических преобразователя, рас- ции. Первая из них соответствует отсут-положенных попарно друг против друга в

иммерсионной жидкости и находящихся на одинаковом расстоянии, генератор зондирующих ИМПУЛЬСОВ, соединенный с двумя излуподключен к приемному преобразователю, первый канал состоит из усилителя, трех амплитудно-временных дискриминаторов, первые входы которых соединены с усилиствию импульса на выходе дискри.мина- тора 8. В этом случае на выходе триггеров 10 и 18 импульсы отсутствуют, а значит отсутствует напряжение на выходах ,r чающими преобразователями, два измери- сумматора 21. На втором входе делителятельных канала, каждый из которых

28 напряжение также равно нулю. На первый вход делителя 28 от запоминающего блока 27 подается постоянное напряжен ие, пропорциональное длительности временного

интервала tos. На выходе делителя 28 на- 50 телем, а вторые - соответственно с вто- пряжение равно нулю. Регистратор 24 прирым, третьим и четвертым выходами

этом фиксирует нулевую толщину, что яв-генератора зондирующих импульсов, двух

ляется дополнительным признаком наличиятриггеров, первый и второй входы пердефекта. При это.м протяженность отсут-вого триггера соединены с выходами

ствия записи толщины на регистраторе 24первого и второго амплитудно-временного

соответствует протяженности дефекта по хо- 55 дискриминаторов, первый вход второго ду движения изделия. Перед началом но-триггера соединен с выходом третьего амвого такта триггеры 10, 14, 18 и 25 уста-плитудно-временного дискриминатора, поснавливаются в исходное состояние.ледовательно соединенных дифференцируюВторая ситуация соответствует случаю наличия грубоплоскопараллельного дефекта в центральной части изделия. При этом на выходе амплитудно-временного дискриминатора 7 импульс отсутствует, а на выходе дистриминатора 8 он есть. В этом случае триггер 0 не срабатывает и на второй вход сумматора 21 ничего не подается. В то же время триггер 18 под действием спускового импульса от дискриминатора 8 срабатывает и на первый вход сумматора 21 и соответственно второй вход

с

20

личие на его выходе прямоугольного перепада запрещает запись дефекта на регистраторе 15. Регистратор 24 толщины при этом записывает нулевую толщину (т. е. отсутствие изделия), так как на выходе трш

внутренних дефектов,

ЛИЯ с одновременным обнаружением в них

дефектов,

Формула изобретения

щих ИМПУЛЬСОВ, соединенный с двумя излучающими преобразователями, два измери- тельных канала, каждый из которых

подключен к приемному преобразователю, первый канал состоит из усилителя, трех амплитудно-временных дискриминаторов, первые входы которых соединены с усиличающими преобразователями, два измери- тельных канала, каждый из которых

телем, а вторые - соответственно с вто- рым, третьим и четвертым выходами

щей цепи, схемы ИЛИ, третьего триггера и регистратора дефектов, вход дифференцирующей цепи соединен с выходом первого триггера, а второй вход схемы ИЛИ соединен с выходом второго триггера, вто- ро измерительный канал содержит после- до ательно соединенные второй усилитель, четвертый амплитудно-временной дискрими- , четвертый триггер, первый преобра- зо атель временного интервала в напряжевходы третьего и четвертого триггеров подключены к пятому выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход четвертого амплитудно-временного дискриминатора подключен к четвертому выходу генератора зондирующих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения толщины изделия, оно снабжено последовательно соединенными пятым триггером, третьим преобразователем временнонир, аналоговый запоминающий блок и сум- го интервала в напряжение, третьим аналоговым запоминающим блоком и делителем напряжения, первый вход пятого триггера подключен к пятому выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход

, второй вход четвертого триггера подсоединен к выходу второго амплитудно- вр|еменного дискриминатора, последовательно; соединенные второй преобразователь

входы третьего и четвертого триггеров подключены к пятому выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход четвертого амплитудно-временного дискриминатора подключен к четвертому выходу генератора зондирующих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения толщины изделия, оно снабжено последовательно соединенными пятым триггером, третьим преобразователем временного интервала в напряжение, третьим ана го интервала в напряжение, третьим аналоговым запоминающим блоком и делителем напряжения, первый вход пятого триггера подключен к пятому выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход

Изобретение относится к области неразрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля движущегося металлопроката. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины изделия при из- .менении скорости ультразвука в иммерсионной жидкости в процессе контроля за счет введения дополнительного канала измерения скорости ультразвука в жидкости. Триггер 10 формирует импульс, передний и задний фронт которого совпадает с первым и вторым импульсами многократных отражений, приняты.ми преобразователем 3. Через дифференцирующую цепь 12 и схему ИЛИ 13 импульс задним фронтом запускает триггер 14, запрещая запись дефекта на регистраторе 15. Первый импульс с преобразователя 4 поступает на вход триггера 18, который формирует импульс с передним фтонтом, совпадающим с вторым прошедщим через изделие импульсом, а задним - с и.м- пульсо.м, прощедщим через иммерсионную жидкость. Триггер 25 формирует импульс с передним фронтом, совпадающим с вторым прощедшим через изделие импульсом, а задним - с импульсо.м, прощедшим через и.ммерсионную жидкость. Триггер 25 формирует и.мпульс с передним фронтом, совпадающим с тактовы.м импульсом, а задним - с импульсом, прощедщим через иммерсионную жидкость. С выхода делителя 28 напряжение, пропорциональное толщине изделия, поступает на регистрирующее устройство 24. 1 ил. I (Л 4 сл to

временного интервала в напряжение, под- . j. пятого триггера соединен с выходом четвер- - того aмПv итyднo-вpeмeннoгo дискриминатора, второй вход делителя напряжения соединен с выходом сумматора, а выход делителя соединен толщины.

кл ченный к выходу первого триггера, и торой аналоговый запоминающий блок, подключенный к второму входу сумматора, и регистратор толщины изделия, вторые входы второго и третьего триггеров, третьи

с входом регистратора

ителя напряжения соесумматора, а выход

с входом регистратора