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

(Л

22

kU

Од

сл

ел

QO

лее на пиковый детектор 7 и через аналого-цифровой преобразователь 8 в регистр 9 для измерения амплитуды сигнала дефекта. По переднему фронту с формирователя 5 зоны контроля счетчик 18 начинает считать импульсы, число которых пропорционально глубине залегания дефекта. Управляющая цепь из последовательно соединенных блока 11 опорного сигнала, блока 12 сравнения, одновибратора 13, элемента 14 совпадения и формирователя 15 вырабатьшает сигнал записи а блоке 21 памяти. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольг зовано при ультразвуковом контроле изделий. Цель изобретения - повьппе- ние достоверности контроля путем :; , улучшения разрешающей способности се- лектирования дефектов. Отраженный от дефекта эхо-сигнал поступает в электрическом виде в видеоусилитель 6, да

1

Изобретение относится к ультразвуковому контролю изделий и может быть использовано при создании автоматизированных установок для контроля материалов и изделий в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности, а также может найти применение при контроле пористости материалов, сортировке, при прогнозировании неразрушающим способом механических свойств материалов и изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем повышения разрушающей способности се- лектирования дефектов.

На фиг. 1 представлена блок-схема ультразвукового дефектоскопа; на Ф фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. На.1фиг. 2 обозначено: а - эхо-сигнал от дефекта; б - сигнал на выходе пикового

детектора;

в - строб-импульс зоны контроля; г - тактовая частота или частоте преобразования аналого-цифрового преобразования (АЦП); д - сигнал на выходе блока сравнения;е - сигнал на выходе одновибра-.

тора;

к - сигнал на выходе первого элемента совпадения; н - сигнал на выходе формирователя управляющего сигнала; Т - длительность периода частоты

колебаний ультразвукового пье зопреобразователя;

Tj - длительность импульса, вырабатываемого одновибратором, (,);

Т - время сброса пикового детектора;

Т - задержка между сигналом записи амплитуды в первый регистр запоминания эквивалента амплитуды и импульсом записи в блок

памяти;

Tj - длительность сигнала записи

в блок памяти;

TTCIKT длительность периода частоты преобразования АЦП.

0 Устройство содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, генератор 2, ,ультразвуковой преобразователь 3, установленный на контролируемом изделии 4, и формирователь 5 .

5 зоны контроля; последовательно соединенные видеоусилитель 6,: входом соединенный с преобразователем 3, пиковый детектор 7, аналого-цифровой преобразователь В И регистр 9 запомина0 ния эквивалента амплитуды сигнала, элемент 10 совпадения, первым входом соединенный с формирователем 5 зоны контроля, а выходом - с аналого-цифровым преобразователем 8, последова5 тельно соединенные блок 11 опорного сигнала, блок 12 сравнения, вторым входом соединенный с выходом аналого- цифрового преобразователя 8, одновиб- ратор 13, элемент 14 совпадения, вы0 ход которого соединен формирователем 15 управляющего сигнала, вторым входом регистра 9 запоминания эквивалента амплитуды сигнала и вторым входом пикового детектора 7, элемент 16

совпадения, первым входом соединенный с формирователем 5 зоны контроля, вто- рым входом - с блоком 12 сравнения, а выходом - с одним из входов элемента 14 совпадения, последовательно соединенные кварцевый генератор 17, счетчик 18, вторым входом соединенный с выходом формирователя 5 зоны контроля, регистр 19 запоминания эквивалента глубины залегания дефекта, первым входом соединенный с выходом блока 12 сравнения, последовательно .соединенные счетчик 20, входом соединенный с выходом блока 12 сравнения, блок 21 памяти, первым входом соединенный с формирователем 15 управляющего сигнала, вторым входом - с регистром 9 запоминания эквивалент- та амплитуды, третьим входом - с регистром 19 запоминания глубины залегания дефекта, и регистратор 22, Выг ход кварцевого генератора 17 соединен с вторыми входами первого элемен-15 с появлением строб-импульса зоны контта 14 совпадения и элемента 10 совпадения .

Ультразвуковой эхо-импульсный стробирующий дефектоскоп работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы для запуска генератора 2.. Последний возбуждает ультразвуковой преобразователь 3, который посылает

30

40

ультразвуковой импульс в контролируе- 25 вый детектор 7 успел зарядиться до мое изделие 4. Отраженные от..ыеодно- родностей материала сигналы принимаются преобразователем 3 и Поступают- на вход видеоусилителя 6 и формирователя 5 зоны контроля (фиг,2,а). Последний формирует строб-импульс зоны контроля (фиг.2,в), который разрешает работу аналого-цифрового npet образователя 8 (далее АЦП) и счетчика 18. С выхода видеоусилителя 6 усиленные сигналы поступают на пчко- вый детектор 7, С выхода последнего сигналы поступают на второй вход АЦП 8 (фиг.2,б). На первый вход АЦП 8 через второй вход элемента 10 совпаде- ния подается тактовая частота с кварцевого генератора 17 (фиг.2,г) при наличии на первом входе отпирающего строб-импульса зоны контроля.

Аналого-цифровой преобразователь 8 преобразует аналоговый сигнал с выхода пикового детектора 7 в цифровой эквивалент с частотой, равной частоте кварцевого генератора 17, прступающш на регистр 9 запоминания эквивалента амплитуды и на второй вход блок 12 сравнения. На первый вход последнего подается цифровой эквивалент уровня отсечки через блок опорного сигнала с помощью известного программатора (не показан) или в случае использования в автоматизированных установках контроля с помощью ЭВМ (не показана). При превышении

максимального значения амплитуды от раженного сигнала, или эта длительность должна быть более полутора дл тельностей периода частоты колебани ультразвукового преобразователя 3, До появления сигнала строб-импульса дефекта на выходе блока 12 сравнени на второй вход первого элемента 14 совпадения поступает низкий уровень ор. сигнала, запрещающий его работу, пр этом на его выходе также будет низкий уровень сигнала, а на третий вх первого элемента 14 сравнения с ква цевого генератора 17 поступает тактовая частота.

При появлении на выходе блока 12 сравнения строб-импульса сигнала де фекта на выходе пррвого элемента 16 совпадения появляется высокий урове сигнала, разрешающий работу первого элемента 14, на первый вход которог одновибратор 13 подает строб-импуль задержки низк1-1м уровнем. По фронту тактовой частоты из высокого уровня в низкий происходит запись состояния первого входа первого элемента 14 -.. совпадения на выход. Пока на первом входе его находится низкий уровень строб-импульса задержки, на выходе будет тоже низкий уровень. Па выходе появляется высокий уровень после того, как на первом входе строб-импульс задержки переходит из низкого состояния в высокое, по первому пере

45

50

55

цифрового эквивалента на втором входе относительно первого входа на выходе блока 12 сравнения формируется строб-импульс сигнала дефекта (фиг.2,д). По первому фронту строб- импульса сигнала дефекта содерлотмое второго счетчика 20 дефектов увеличивается на единицу и происходит запись содержимого первого счетчика 18 в регистр 19 запоминания эквивалента глубины залегания дефекта. На первый вход счетчика 18 поступает тактовая частота, а счет начинается

роля, который поступает на второй вход этого счетчика.

Из первого фронта строб-импульса сигнала дефекта одновибратор 13 фор- мирует строб-импульс задержки, который поступает на первый вход первого элемента 14 совпадения {фиг.2,е). Длительность этого импульса выбирается такой, чтобы за это время пико0

0

5 вый детектор 7 успел зарядиться до

максимального значения амплитуды отраженного сигнала, или эта длительность должна быть более полутора длительностей периода частоты колебаний ультразвукового преобразователя 3, До появления сигнала строб-импульса дефекта на выходе блока 12 сравнения. на второй вход первого элемента 14 совпадения поступает низкий уровень р. сигнала, запрещающий его работу, при этом на его выходе также будет низкий уровень сигнала, а на третий вход первого элемента 14 сравнения с кварцевого генератора 17 поступает тактовая частота.

При появлении на выходе блока 12 сравнения строб-импульса сигнала дефекта на выходе пррвого элемента 16 совпадения появляется высокий уровень сигнала, разрешающий работу первого элемента 14, на первый вход которого одновибратор 13 подает строб-импульс задержки низк1-1м уровнем. По фронту тактовой частоты из высокого уровня в низкий происходит запись состояния первого входа первого элемента 14 -.. . совпадения на выход. Пока на первом входе его находится низкий уровень строб-импульса задержки, на выходе будет тоже низкий уровень. Па выходе появляется высокий уровень после того, как на первом входе строб-импульс задержки переходит из низкого состояния в высокое, по первому пере5

0

5

паду тактовой частоты из высокого состояния в низкое.

По первому фронту на выходе первого элемента 14 совпадения происходит запись амплитуды в цифровом эквиваленте в регистр 9 запоминания эквивалента амплитуды. .

Формирователь 15 управляющего сигнала из первого фронта строб-импульса (фиг.2,к) с задержкой времени формирует сигнал записи в блок 21 памяти (фиг.2,н). По этому сигналу в блок 21 памяти записывается амплитуда и глубина залегания дефекта в цифровом эквиваленте и количество дефектов.

После сброса пикового детектора 7 стробирующая цепь готова к приему следующего отраженного сигнала от дафекта. Накопленная информация в блоке 21 памяти передается в устройство оценки, например в- регистратор 22, а при использовании в автоматизирог,.. ванной установке - в ЭБМ.

Формула изобретения

Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп, содержащий последовательн соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и ультразвуковой преобразователь, последовательно соединенные видеоусилитель, вход которого подключен к выходу ультразву- кового преобразователя, пиковый де-: тектор и аналого-цифровой преобразователь, формирователь зоны контроля, вход которого связан с выходом ультразвукового преобразователя, последовательно соединенные генера

тор и первый счетчик, последовательно соединенные второй счетчик, блок памяти и регистратор, три элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными блоком опор кого сигнала, блоком сравнения,,второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, и одновибратором, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, первым регистром, включенным между выходом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом блока памяти, вторым регистром, включенным между выходом первого счетчика и третьим входом блока памяти, и формирователем управляющего импульса, включенным мевду выходом первого элемента совпадения и управляющим с входом блока памяти, выход формирователя зоны контроля соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, с первым входом третьего мента совпадения, выход которого подключен к второму входу первого элемента совпадения, и с управляющим входом первого счетчика, выход генератора соединен со вторым входом второ го элемента совпадения и третьим входом первого элемента совпадения, выход, блока сравнения связан с вторым входом третьего элемента совпадения, управляющим входом второго регистра и с входом счетчика, а выход первого элемента совпадения подключен к управляющим входам первого регистра и пикового детектора.

«Е72

Составитель Л. Кондрыкинская Редактор Г. Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Заказ 6743/50

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

j

73

А

Фиг. 2

Подписное