Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

Ю-

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов с помощью ультразвука.

Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет измерения времени прихода эхо- сигнала в течение одного цикла зондирования.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, приемопередающий преобразователь 3, усилитель 4, первый аналоговьй ключ 5, пиковый детектор 6, компаратор 7, измеритель 8 временных интервалов, формирователь 9 стробирующих импульсов, элемент 10 задержки, включенный межДу синхронизатором 1 и формирователем 9 стробирующих импульсов, триггер 11, счетным входом соединенный с выходом синхронизатора 1, первый и второй элементы И 12, 13, перйые входы которых объединены и соединены с прямым выходом триггера 11, второй вход первого элемента И 12 соединен :с выходом формирователя 9 стробирующих импульсов, выход первого элемента И 12 соединен с вторым входом первого аналогового ключа 5, второй вход второго элемента И 13 соединен с выходом синхронизатора 1, третий и четвертый элементы И 14, 15, первые входы которых объединены и соединены с инверсным выходом триггера 11, второй вход третьего элемента И 14 соединен с выходом формирователя 9 стробирующих импульсов, второй вход четвертого элемента И 15 соединен с выходом синхронизатора 1, последовательно соединенные второй аналоговый ключ 16 и пиковьш детектор 17, первый вход второго аналогового ключа 16 соединен с выходом усилителя 4, второй вход второго аналогового ключа 16 соединен с выходом третьей схемы И 14, выход второго пикового детектора 17 соединен с вторым входом компаратора 7, второй вход первого пикового детектора 6 соединен с выходом четвертой схемы И 15, второй вход второго пикового детектора 17 соединен с выходом второй схемы И 13, а второй вход измерителя 8 временных интервалов соединен с выходом синхронизатора 1.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, обеспе- чивакйцих возбуждение ультразвуковых колебаний в преобразователе 3. Прошедшие через контролируемое изделие импульсы ультразвуковых колебаний воспринимаются приемопередающим преобразователем 3 и с его выхода поступают на вход усилителя 4.

Одновременно синхронизатор 1 включает элемент 10 задержки, который определяет передний фронт строба,

устанавливает измеритель 8 интервалов времени в положение Старт и переключает счетный триггер 11.

Формирователь 9 стробирующих ик- пульсов, определяющий уровень строби- рующего импульса и его длительность, вьщает сигнал на вход элементов И 12, 14.

Сигнал с единичного выхода триг- гера 11 открывает элементы И 12, 13.

Аналоговый ключ 5 открывается, и эхо-сигнал с усилителя 4 поступает на пиковый детектор 6.

В это же время пиковый детектор 17 приходит с элемента И 13 импульс Сброс, причем приходит позже эхо- сигнала. Поэтому на входах компаратора 7 одновременно присутствуют два напряжения, одно из которых является результатом заряда пикового детектора 17 в предьщущем периоде, а другое - результатом заряда пико- iBoro детектора 6 в данном периоде,

Благодаря тому, что пиковые детекторы 17 и 6 полностью идентичны и снабжены кроме цепей заряда также и цепями медленного разряда, в каждый момент времени напряжения на их выходах различны. При этом напряжение на вькоде того пикового детектора, который зарядился раньше, всегда меньше напряжения на выходе пикового детектора, который зарядился позже.

Вследствие указанных условий напряжение на одном из двух входов компаратора 7 всегда превьш1ает скачком напряжение на другом его входе. В момент скачка, происходящего вблизи

перехода эхо-сигнала через максимум, на выходе компаратора 7 образуется импульс, который используется как сигнал Стоп и передается на вход . , измерителя 8 интервалов времени.

Изобретение позволяет измерять временной интервал, определяюп1ий координату дефекта за один цикл зондирования, что приводит к повышению производительности контроля. Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, приемопередающий преобразователь, усилитель, первый аналоговый ключ, первый пиковый детектор, компаратор, измеритель временных интервалов и формирователь стробирую- щих импульсов, отличающее- с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено элементом задержки, включенным между синхронизатором и формирователем стробирующих импульсов, триггером, счетным входом соединенным с выходом синхронизатора, первым и вторым элементами И, первые входы которых объединены и соединены с прямым выходом триггера, второй вход перво0

го элемента И соединен с выходом формирователя стробирующих импудпьсоя, вькод первого элемента И соединен с вторым входом первого анапогового ключа, второй вход второго элемента И соединен с выходом синхронизатора, третьим Т четвертым элементами И, первые входы которых объединены и соединены с инверсным выходом триггера, второй вход третьего элемента И соединен с выходом формирователя стробирующих импульсов, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом синхронизатора, последовательно соединенными вторыми аналоговым ключом и пиковым детектором, первый вход второго аналогового ключа соединен с вькод ом усилителя, второй вхо второго аналогового ключа соединен с выходом третьего элемента И, выход второго пикового детектора соединен с вторым входом компаратора, второй вход первого пикового детектора со- 5 единен с выходом второго элемента И, а вход измерителя временных интервалов соединен с вькодом синхронизатора.

5

0

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов с помощью ультразвука. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет измерения времени прихода эхо-сигнала в течение одного цикла зондирования. Амплитуда принятого усилителем 4 эхо- сигнала запоминается одним из пиковых детекторов 6 (или 17) и сравнивается с амплитудой предьздущего эхо- сигнала. Измеритель 8 временных интервалов запускается импульсами синхронизатора 1, а останавливается импульсами компаратора 7, формируемыми в момент равенства амплитуды эхо-сигнала и запомненного значения амплитуды эхо-сигнала предьщущего цикла зондирования. 1 ил. (О (Л