Генератор зондирующих импульсов для ультразвукового дефектоскопа Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

фиг. 7

1U

Изобретение относится к областр I неразрушающего контроля качества материалов и изделий и может быть использовано в ультразвуковых дефектоскопах для контроля изделий в знерге- тическом машиностроении, нефтехими- I ческой, газовой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение мощ- ности излучения за счет уменьшейия : потерь энергии в цепях управления генератором.

На фиг. 1 представлена принципи- альная схема генератора; на - эпюры токов и напряжений в характерных точках схемы генератора.

Генератор ультразвуковых импульсов состоит из последовательно соеди- Iненных источника 1 питания, зарядно- I го резистора 2, зашунтированного кон- |денсатором 3, зарядного ключа 4, конденсатора 5 и колебательного контура, состоящего из параллельно соединенных I индуктивности 6 и пьезопреобразовате- ;ля 7, параллельно цепочке - конденса- jTop 5j индуктивность 6 и пьезопреоб- |.разователь 7 - подключены последова- ;тельно соединенные ограничительный :резистор 8 и разрядный ключ 9; к уп- ;равляющим электродам разрядного и за- :рядного ключей 9 и 4 подключены выхо- Iды синхронизатора 10. : Зарядный и разрядный ключ 4 и 9 Смогут быть выполнены на тиристорах. Величина емкостей С и С конденса - торов-3 и 5 выбирается из условия Сз И Cg С - емкости пьезопреоб- разователя, что позволит при открывании зарядного ключа 4 передать почти весь скачок напряжения на колеба- тельный контур.

-Величины сопротивлений R и R g резисторов 2 и 8 выбираются из условия

2-S п п

где I м длительности) ультразвукового импульса на выходе reHepafoра 550

Т - период следования ультра.

звуковых импульсов. Это позволит снять остаточные напряжения на конденсаторах 3 и 5 к началу генерации следующего импульса.55

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии оба ключа 4 и 8 закрыты, от источника 1 питания

10

51

с

0 5 п 5 0

3

0

5

ВО2

энергия не потребляется, на колебательном контуре напряжение равно нулю. Короткий импульс и , с первого выхода синхронизатора 10 открывает зарядный 4, при этом ток конденсатора 3 (фиг. 2 в) за время отпирания ключа 4 нарастает до максимального . значения.

Длительность открывающего импульса устанавливается равной или чуть больше времени нарастания (открывания) ключа 4. По окончании импульса U, (фиг. 2а) ключ 4 начинает закрываться, при этом его сопротивление нарастает. Энергия, запасенная индуктивностью 6 контура, начинает перераспределяться и напряжение на контуре увеличивается, начинается колебательный процесс в контуре на частоте, равной резонансной частоте пье- зопреобразователя 7, что достигается подбором величины индуктивности 6. В это время оба ключа 4 и 9 закрыты и на генерацию ультразвуковых колебаний другие.цепи не влияют. При этом напряжение на конденсаторе 3 уменьшается до нуля за счет апериодического разряда на резисторе, а напряжение на конденсаторе 5 уменьшается очень медленно, так как ключ 9 закрыт и ток разряда конденсатора 5, будучи очень малым, практически не влияет на колебательный процесс (фиг.2г). Через время f „ определяющее длительность ультразвукового импульса нЯ разрядный ключ 9, с второго выхода синхронизатора 10 приходит открывающий импульс и „(фиг.26), колебательный контур оказывается зашунтирован- ным малым сопротивлением Rg резистора 8 и остатки энергии гасятся на н ем. Величина сопротивления R. не может быть очень малой, так как в этом случае остаточное напряжение на конденсаторе 5 может послужить толчком для возбуждения второго импульса в колебательном контуре.

На формирование ультразвукового импульса не влияют зарядно-разрядные цепи ключей 4 и 9 и большая часть энергии сосредотачивается не в первом полупериоде, как в известных генераторах, а в основной части импульса, т.е. на частоте излучения и приема пьезопреобразователя 7, что увеличивает энергию ультразвукового импульса, а значит и чувствительность контроля. Кроме того, от источника питания энергия отбирается только

3 14151

во время t, которое гораздо меньше, чем в известных генераторах, и большей частью (не менее 80%) сразу попадает на преобразователь, что-повышает его экономичность.

Формула изобретения

Генератор зондирующих импульсов для ультразвукового дефектоскопа, содержащий последовательно соединенные источник питания, зарядное сопротивление, зарядный клк)ч, зарядную емкость и колебательный контур из

0

параллельно соединенных пьезопреоб- разователя и индyкtивнocти, разрядный ключ, выход которого связан с нулевой шиной, соединенной с колебательным контуром, и синхронизатор, подключенный к управляющим входам зарядного и разрядного ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности излучения, QH снабжен емкостью, подключенной параллельно зарядному сопротивлению, и сопротивлением, включенньм между выходом зарядного ключа и входом разрядного ключа.

Изобретение относится к неразру- шающему контролю качества материалов и может быть использовано в- ультразвуковых дефектоскопах. Цедь изобретения - повышение мощности за счет уменьшения потерь энергии в цепях управления генератора. При открывании ключа 4 конденсатор 3 заряжается через контур, состоящий из ин,цуктивнос- ти 6 и пьезопреобразователя 7, что при большом значении емкости конденсатора 3 позволяет получить крутой фронт импульса.: Формирование длительности импульса производится вторыг ключом 9, подключенным через ограничительный резистор 8 параллельно контуру. При зтом исключается возникновение паразитных колебаний в результате разряда конденсатора 5. 2 ил.