Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

ю

ю

Ы1

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий и может быть применено для контроля толстостенных труб, плит и других изделий,

Целью изобретения является по.выше- ние достоверности за счет использования различных электронных каналов для определения маленьких и больших по Сравнению с поперечным сечением зву- кового луча дефектов.

На фиг.1 изображена структурная схема дефектоскопа; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы дефектоскопа .в статике и данамике.

1 . .

Дефектоскоп (фиг.1) содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, первый блок 2 задержки, первый формирователь 3 строб-импульсов, первый селектор 4, второй формирователь j5 строб-импульсов, второй селектор 6 пиковый детектор 7, сглаживающий фильтр 8, дифференцирую1цу1о цепь 9, триггер 10, ключ 11 и сумматор 12. Второй выход синхронизатора 1 соеди нен с генератором 13, нагруженным на пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) 14, контактирующий с изделием 15 с дефектом через жидкость, например воду. Генератор 13 связан с последовательно соединент 1ми усилителем 16, соединенным с BTopi i входом первого селектора А, вторым блоком 17 задержки, выходом соединенным с входом второго селектора 6. Второй формирователь 5 строб-импульсов первым входом соединен с выходом первого формирователя 3 строб-импульсов, а выходом - с третьим селектором 18, соединенным с . вторым входом ключа 11. Синхронизатор 1 соединен выходом с пиковь1М детектором 7. ВьЯход второго селектора 6 соединен с суммато- ром 12 Выход второго блока 17 задержки соединен с третьим селектором 18. Позицией 19 обозначены синхроимпульсы

Дефектоскоп работает следующим об- разом.

В момент времени (фиг.2) генератор 13 возбуждает ПЭП 14. Часть энергии излученного импульса ультра- звука отражается от ближней поверхности плиты (фиг.2, диаграмма 20, HL-сигнал), а другая часть приникает в металл (зондиругаций импульс).Часть

энергии зондирующего импульса отражается от поверхности дефекта д , если он попадает в диаграмму направл еннос- ти ЛЭП 14 (на.фиг.1 показано в виде заштрихованной области металла плиты) , а другая часть - от донной поверхности (фиг.2, Д -сигнал). Это- сигналы 20 с выхода усилителя 16 поступают на вход первого селектора 4 и вход блока 17 задержки. С другого выхода синхронизатора 1 поступают синхроимпульсы на вход блока 2 задержки, на выходе которого формируется прямоугольный импульс 21. Заднему фронту этого импульса 21 соответствует импульс 22, используемый для запуска первого формирователя 3 строб- импульсов (импульсом 22 формируется передний фронт строб-импульса 23). Строб-импульс 23 с выхода первого формирователя 3 строб-импульсов поступает на первый вход первого селектора 4 и первый вход второго формирователя 5 строб-импульсов,на выходе которого формируется строб 25 Зона контро- ля.Передние фронты строб-импульсов 23 и 25 совпадают. Одновибратор задержки .обеспечивает непопадание О,-сигнала в зону контроля (диаграмма 20), т.е. обеспечивает величину ближней мертво зоны эходефектоскопа. Длительность строб-импульса 23 устанавливается вручную так, чтобы в зону этого строба не попадал П - игнал. На выходе первого селектора 4 появляется только Д;,-сигнал, отделяемый от д,-сигнала с помощью порогового элемента, входящего в состав этого селектора. Уровень срабатывания порогового элемента обозначим 0,5Д, где Д - номинальная амплитуда донного эхосигнапа. Дередний фронт Д -сигнала (показан в виде короткого импульса 24) используется для формирована заднего фронта строб-импульса Зона контроля, поступающего на второй вход селектора 6, на выходе которого выделяется только д -сигнал (диагра1 ада 27); С второго выхода формирователя 5 стр1об-импуль сов на второй вход селектора. 18 поступает строб-импульс 26 Зона дна, передний фронт которого формируется передним фронтом Д.-сигнала, а задний фронт устанавливается вручную. На первый вход второго селектора 6 и первый вход селектора 18 поступают эхо- сигналы с выхода блока 17 задержки выбором постоянной времени которого

314

обеспечивается непопадание Д -сигнала

в зону контроля, т.е. обеспечивается величина, дальней мертвой зоны эхо- дефектоскопа. На выходе селектора 18 выделяется только Д -сигнал 28, при этом уровень порогового элемента третьего селектора 18 и порогового элемента селектора 6 устанавливается одинаковым.

Д -сигналы с выхода селектора 18 поступают на первыйвход ключа 11, который закрыт. При наличии смещения ПЭП 14 по оси X и попадании в з.ону

работы ПЭП 14 дефекта с каждым тактом 15 разрыв функции Aji(X). В момент вто- синхроимпульсов диаграммы 29 на вход пикового детектора 7 .и вход сумматора 12 с выхода селектора 6 поступают д.--сигналы диаграммы 30. Если амплирого разрыва на выходе дифференцирующей цепи 9 формируется второй импульс, например, положительной полярности (диаграмма 38). Пара импульсов

туды огибающей серии д -сигналов диа-2о с выхода дифференцирующей цепи 9 посграмм 30-35 и 39 не превышает 0,5Д (этот уровень на диаграммах 30-35 и 39 обозначен горизонтальной линией), то вся серия д,-сигналов проходит на выход сумматора 12, так как на его второй вход ничего не поступает, ибо ключ 11 закрыт. В этом случае амплитуда множества Д -сигналов диаграммы 31 больше уровня 0,5Д , т.е. задний

25

тупает на вход триггера 10, с вьпсода которого прямоугольный импульс поступает на втфрой вход ключа 11 и отпирает его, обеспечивая прохождение больших д.-сигналов с выхода селектора 18 на вход сумматора 12 (диаграмма 39). С момента t на вход сумматора 12 вновь поступают д -сигналы с выхода второго селектора 6, так

фронт строба Зона контроля в каждом зо как ключ 11 закрывается. Таким обра- такте-синхроимпульса формируется пе- дом, на выходе -сумматора 12 имеется

и

редним фронтом Д -сигнала. Серия расширенных д -сигналов диаграммы 32 с выхода пикового детектора 7 поступает на вход сглаживающего фильтра 8, а на выходе дифференцирующей цепи 9 в этом случае не формируются импульсы, так как огибающая серии д -сигналов не имеет разрывов (функция А(Х) непрерывна).

полная серия д,-сигналов и в случае появления большого дефекта. Формула изобретения

Ультразвуковой эхоимпульсный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и пьезо- :преобразователь, последовательно сое; д:диненные первые блок задержки,подключенные входом к выходу синхронизатора, формирователь строб-импульсов и селектор, последовательно соединенные усилитель, вход которого Лодсоединен

Если деффект большой, то в некото- рый момент времени t, на выходе усилителя 4 появляется д -сигнал (диаграмма 5), амплитуда которого больше 0,5Д , а амплитуда Д -сигнала диаграммы 34 меньше 0,5Д и, следовательно, задний фронт строба Зона контроля формируется теперь передним фронВ момент первого разрыва на выходе дифференцирующей цепи 9 формируется первый импульс, например, отрицательной полярности (диаграмма 38).

При выходе большого дефекта из зоны работы ПЭП 14 амплитуда д -сигналов уменьшается и в момент t (диаграмма 35) становится меньше 0,5Д,,

а амплитуда Д,-сигнала больше 0,5Д. Это приводит к тому, что продолжение серии д -сигналов появляется снова на выходах селектора 6 и пикового детектора 7, т.е. имеет место второй

разрыв функции Aji(X). В момент вто-

рого разрыва на выходе дифференцирующей цепи 9 формируется второй импульс, например, положительной полярности (диаграмма 38). Пара импульсов

25

тупает на вход триггера 10, с вьпсода которого прямоугольный импульс поступает на втфрой вход ключа 11 и отпирает его, обеспечивая прохождение больших д.-сигналов с выхода селектора 18 на вход сумматора 12 (диаграмма 39). С момента t на вход сумматора 12 вновь поступают д -сигналы с выхода второго селектора 6, так

зо как ключ 11 закрывается. Таким обра- дом, на выходе -сумматора 12 имеется

и

полная серия д,-сигналов и в случае появления большого дефекта. Формула изобретения

Ультразвуковой эхоимпульсный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и пьезо- :преобразователь, последовательно сое:диненные первые блок задержки,подключенные входом к выходу синхронизатора, формирователь строб-импульсов и селектор, последовательно соединенные усилитель, вход которого Лодсоединен

к выходу пьезопреобразователя, второй блок задержки и второй .селектор, вто- рой формирователь строб-импульсов, первым выходом соединенный с вторым входом второго селектора, и дифферен

Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии изделий и может быть применено для контроля толстостенных труб, плит и других изделий. Целью изобретения является повышение достоверности за счет использования различных электронных каналов дпя определения маленьких и больших дефектов по сравнению с поперечным сечением звукового луча. Зондирующий звуковой импульс отражается от передней и задней стенок изделия и от дефекта, принимается пьезопреоб- разователе.м 14 и преобразуется в электрический сигнал. Одновременно блоком 2 задержки, формирователем 3 строб-импульса формируют задержанный строб-импульс, который пропускает для регистрации через селектор б только сигнал от маленького дефекта. При большом эхосигнале от дефекта селектор 6 блокируется, вьфабатывая при этом импульсы управления ключом 1.1. Сигналы для регистрации большого дефекта проходят через селектор 18. 3 ил. i С

том д -сигнала, так как он появляется с« цирующий блок, а второй вход первого

на выходе первого селектора 4, а также на выходе третьего селектора 18. С момента t на выходе селектора 6 прекращается появление д -сигналов и, соответственно, исчезают импульсы диаграк&гы 36 на выходе пикового детектора 7, т.е. имеет место первый разрыв функции А 5,(Х) (диаграмма 37), формируемой сглаживающим фильтром 8.

55

селектора соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенныьш триггером, входом соединенным с выходом дифференцирующего блока, ключом и сумматором, второй вход которого соединен с выходом второго селектора, последовательно сое-

селектора соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенныьш триггером, входом соединенным с выходом дифференцирующего блока, ключом и сумматором, второй вход которого соединен с выходом второго селектора, последовательно сое- .

51422

диненными пиковьпч детектором, первый вход которого соединен с выходом вто- poto селектора, а второй вход - с выходом синхронизатора, и сглаживающим фильтром, выходом подключенным к дифференцирующему блоку, и третьим селектором, первым входом соединенным с выходом второго блока задержки.

1376

вторым входом - с вторым выходом второго формирователя строб-импульсов, а выходом - с вторым входом ключа, первый вход второго формирователя строб-импульсов соединен с выходом первого формирователя строб-импульсов, а второй вход - с выходом первого селектора.

Фш.г