Устройство для неразрушающего контроля объектов Советский патент 1988 года по МПК G01N27/82 

4ii

СО

а о

СП СП

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может найти применение для обнаружения и распознавания объектов, отличающихся по своим электрическим свойствам от окружающей среды, а также для обнаружения внутренних неоднородностей диэлектрических объектов (т.е. может использоваться в качестве системы электровидения).

Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости и надежности контроля за счет устранения помех от внеш- них источников электромагнитного поля и устранения необходимости периодической подстройки режимов блоков устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит генератор 1 пе ременного тока типа ГЗ-56, подключенный к источнику 2 электрического по- ля, систему приемных элементов 3, полосовые фильтры 4, коммутатор 5, детектор 6, блок 7 выборки-хранения, первьй сумматор 8, индикатор 9, задающий генератор 10, счетчик 11, первый 12 и второй 13 цифроаналоговые преобразователи, второй сумматор 1, генератор 15 линейно изменяюще ося напряжения . Позицией 16 нл фиг. 1 обозначен объект, изображение которого формируется на индикаторе 9.

Каждый приемный элемент 3 системы подключен через соответствующий полосовой фильтр 4 к входу коммутатора 5 выход которого соединен с входом детектора 6. Задающий генератор 10 подключен к счетному входу счетчика 11, управляющему входу блока 7 вы- борки хранения и вхоДу запуска гене ратора 15 линейно изменяющегося напряжения. Выход детектора 6 подключе к информационному входу блока 7 выборки и хранения. Первый вход сумматора 8 подключен к выходу блока 7 выборки хранения, второй - к выходу цифроаналогового преобразователя 12, а его выход - к первому входу индикатора 9.

Выходы счетчика 11 подключены к управляющим входам коммутатора 5 и к входам цифроаналоговых преобразователей 12 и 13, причем к входам преобразователя 12 подключены выходы счетчика 11, задающие номер строки п мат

, Q

5

0

5 g

0

5

0

45

5

рице приемных элементов, а к вхидам преобразователя 13 - выходы счетчика 11, определяющие номер приемного элемента в строке. (В случае, если используется не матрица, а линейная система приемных элементов со сканированием, номер строки может задавать положение линейки приемных элементов. Соответствующая связь показана на фиг. 1 пунктиром).

Устройство работает следующим образом.

Источник 2 электрического поля под воздействием генератора 1 переменного тока создает в зоне контроля переменное электрическое поле, напряженность которого в каждой точке пространства изменяется по заданному закону, в частности, как гармоническая функция времени с частотой, равной частоте сигнала генератора 1.

Система приемных элементов 3 преобразует величину напряженности поля в точках пространства, соответствующих местам установки отдельных приемных элементов, в электрические сигналы, К выходу каждого приемного элемента 3 системы подключен отдельньШ полосовой фильтр 4, настроенный на частоту генератора 1.

Таким образом, на выходах полосовых фильтров 4 имеются гармонические сигналы с частотой равной частоте сигнала генератора 1, и амплитудой, пропорциональной напряженности поля, создаваемого источником 2 в окрестности соответствующих приемных элементов 3.

Выходные сигналы фильтров 4 периодически опрашиваются коммутатором 5, причем номер опрашиваемого приемного элемента 3 задается двоичным кодом на выходах счетчика 11.

Выходной сигнал задающего генератора 10 (фиг, 2а) поступает на счетный вход счетчика 11, формируя номбф очередного опрашиваемого приемного эле мента 3 системы. С приходом очередного импульса генератора 10 значение двоичного кода на выходах счетчика 11 увеличивается на единицу. Когда опрошены все элементы 3 системы, счетчик 11 сбрасывается в исходное состояние, и опрос начинается сначала.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства в частном случае, когда .систе-

ма приемных элементов 3 представляет собой матрицу размером 4«4.

Во время опроса очередного приемного элемента 3 выход соответствующего полосового фильтра 4 подключается коммутатором 5 к входу детектора 6, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное амплитуде выходного сигнала фильтра 4 (фиг. 26).

В момент прихода очередного импульса генератора 10 это напряжение запоминается в блоке 7 выборки-хранения (фиг. 2в). Выходы старших разрядов счетчика 11 (для рассматриваемого примера это два старших разряда из четырех) поступают на входы цифро- аналогового преобразователя 12, фор

т.е. предлагаемое устройство может быть использовано для обнаружения неоднородностей в сплошных средах, поиска объектов в оптически непрозрачных средах.

Если имеется эталонньй образ (изображение) какого-либо класса объектов, предлагаемое устройство может быть использовано для контроля отклонений параметров исследуемого объекта (геометрических и физических) от эталонного.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля объектов, содержащее источник электрического поля, систему

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может найти применение для обнаружения и распознавания объектов, отличающихся по своим электрическим свойствам от окружающей среды. Целью изоб-; ретения является повьппение помехоустойчивости и надежности результатов неразрушающего контроля объектов, Эта цель достигается тем, что в устростве используются генератор переменного тока, выход которого подключен к источнику электрического поля, система полосовых фильтров по количеству приемных элементов, причем входы фильтров подключены к выходам соответствующих приемных элементов, а выходы - к входам коммутатора. В устройстве используются также блок выборки и хранения, первый вход которого подключен к выходу детектора, второй вход соединен с входами счетчика и генератора линейно изменяющегося напряжения и подключен к выходу задающего генератора, а выход подключен к первому входу первого сумматора. Совокупность выходных сигналов сумматоров обеспечивает формирование на индикаторе изображения объекта, полученного разверткой по строкам системы приемных элементов со ступенчатой интерполяцией сигнала в пределах строки. 2 шт. 1Г (Л

мируя на выходе последнего напряжение,j. приемных элементов, коммутатор.

запропорциональное номеру просматриваемой строки в матрице приемных элементов 3 (фиг. 2д). Это напряжение складывается в сумматоре 8 с выходным напряжением блока 7 выборки- хранения и поступает на первьй вход индикатора 9.

Выходы младших разрядов счетчика 11 (для рассматриваемого примера - это два младших разряда из четырех) поступают на входы цифроаналогового преобразователя 13, формируя напряжение , пропорциональное номеру приемного элемента 3 в строке системы (фиг. 2г). Это напряжение складьгаа- ется в сумматоре 14 с выходным напряжением генератора 15 линейно изменяющегося напряжения. Запуск генератора 15 осуществляется по сигналу генератора 10, а пиковое значение амплитуды выходного сигнала выбирается равным кванту выходного сигнала цифроаналогового преобра,зователя 13 (фиг. 2ж).

Таким образом, на выходе сумматора 14 имеем сигнал, представляюпщй собой пилообразную функцию времени (фиг. 2з). Совокупность выходных сигналов сумматоров 8 и 14 обеспечивает формирование на индикаторе 9 изображения объекта 16, полученного разверткой по строкам системы 3 приемных элементов со ступенчатой интерполяцией сигнала в пределах строки.

Изображение объекта 16 формирует25

30

35

40

45

50

дающий генератор и последовательно соединенные первый сумматор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости и надежности контроля, оно снабжено подключенным к источнику электрического поля генератором переменного тока, полосовыми фильтрами по числу приемных элементов , подключенных входами к соответствующим приемным элементам, а выходами - к соответствующим входам коммутатора, последовательно соединенными детектором, вход которого подключен к выходу коммутатора, и блоком выборки-хранения, выход которо го подключен к первому входу первого сумматора, последовательно, соединенными счетчиком импульсов, вход которого подключен к выходу задающего генератора и первым цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, последовательно соединенными вторым цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к второму выходу счетчика импульсов, и вторым сумматором, выход которого подключен к второму входу индикатора, и генератором линейно изменяющегося напряжения, вход которого и второй вход блока выборки-хранения подключены к выходу задающего генератора, выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к второму входу

ся только в том елучае, если электри- 55 второго сумматора, а выходы счетчика ческие характеристики объекта 16 отличаются от характеристик среда.

импульсов подключены соответственно к управляющим входам коммутатора.

за. приемных элементов, коммутатор.

5

0

5

0

5

0

дающий генератор и последовательно соединенные первый сумматор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости и надежности контроля, оно снабжено подключенным к источнику электрического поля генератором переменного тока, полосовыми фильтрами по числу приемных элементов , подключенных входами к соответствующим приемным элементам, а выходами - к соответствующим входам коммутатора, последовательно соединенными детектором, вход которого подключен к выходу коммутатора, и блоком выборки-хранения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, последовательно, соединенными счетчиком импульсов, вход которого подключен к выходу задающего генератора и первым цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, последовательно соединенными вторым цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к второму выходу счетчика импульсов, и вторым сумматором, выход которого подключен к второму входу индикатора, и генератором линейно изменяющегося напряжения, вход которого и второй вход блока выборки-хранения подключены к выходу задающего генератора, выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к второму входу

второго сумматора, а выходы счетчика

импульсов подключены соответственно к управляющим входам коммутатора.