Тепловой дефектоскоп Советский патент 1989 года по МПК G01N25/72 

. 1 /

Изобретение относится к измери- j тельной технике, а именно к тепло- вой дефектоскопии, и может быть использовано для неразрушающего контроля изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности дефектоскопии при заданной протяженности дефекта за счет исключения ложных срабатываний и пропуска дефектов.

На чертеже представлена структурная схема теплового дефектоскопа..

Тепловой дефектоскоп содержит сканирующий блок 1, оптический блок. 2, фотоприемник 3, модулятор 4 инфракрасного излучения, усилитель 5, детектор 6, первое пороговое устройство 7, первьй инвертор 8, первую и вторую схемы И 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов, первьй и второй формирователи 12 и 13 импульсов, первьй и второй счетчики 14 и 15, первьй и второй цифроаналоговые преобразователи. 16 и 17, второе и третье пороговые устройства 18 и 19, задат чик 2U длительности качественного участка, задатчик 21 длительности дефекта, третий и четвертый формирователи 22 и 23 импульсов, третью и четвертую схемы И 24 и 25, схему ИЛИ 26, первый триггер 27, второй инвер- тор 28, пятую и шестую схемы И 29 и 30, второй и третий триггеры 31 и 32, пятьй и шестой формирователи 33 и 34

О) (;о

4ib

00

импульсов, регистратор 35 и блок 36 перемещения.

Тепловой дефектоскоп работает следующим образом.5

Перед началом дефектоскопии устойство приводится в исходное состояние р при котором сигналы на выходах счетчиков 14 и 15 равны нулю, на вы- Ю ходе триггера 27 - , на выходах триггеров 31 и 32 - 1. Блок 36 перемещения осуществляет перемещение контролируемого изделия 37 относительно сканирующего блока 1. Послед- }5 НИИ обеспечивает построчное сканирование поверхности контролируемого изделия 37. При этом поток инфракрасного излучения различной интенсивности, несущий информацию о контролируе- 20 мом изделии 37, с вьстода сканирующего блока 1 поступает на вход оптического блока 2, Оптический блок 2 состоит ИЗ входного объектива с плоским наклоненным на угол 45° к оптической 25 оси зеркалом сферических зеркал, фокусирующих излучение в точку модуляции, и выходного двухзеркального сферического объектива, обеспечивающего попадание инфракрасного излучегг- зо НИН на вход фотоприемника 3. Модуляция инфракрасного излучения осуществляется механическим модулятором 4, подключенным к второму входу оптического блока 2, Промодулированньй поток инфракрасного излучения с выхода оптического блока 2 поступает на вход фотоприемника 3, где преобразуется в электрический сигнал соответствующей величины. Этот сигнал усиливает- Q ся усилителем 5, детектируется детектором 6 и поступает на вход порогового устройства 7, В последнем осуществляется сравнение сигнала U,(t), поступающего на его вход, с поро- дд говым и,,.-При выполнении условия U,(t) на выходе Порогового устройства 7 формируется сигнал О, а при вьтолнении условия V (t) Uf, -- сигнал 1. Сигнал с выхода порогового устройства 7 поступает одновременно на вход формирователя 12 им-. пульсов, вход инвертора 8 и первьй вход схемы И 10. Формирователь 12

импульсов по положительному перека..- 55

35

50

ду сигнала на его входе из О в 1 формирует на своем выходе корот- зшй импульс, который поступает на второй вход счетчика 14 и приводит

0 5 о Q д

5

5

0

его в исходное состояние, при котором на выходе счетчика 14 сигнал равен нулю. Сигнал с выхода инвертора 8 одновременно поступает на вход формирователя 13 импульсов и первьй вход схемы И 9. Формирователь 13 импульсов при изменении сигнала на его выходе из О в 1 формирует на своем выходе короткий импульс, который поступает на второй вход счетчика 15 и ; приводит его в исходное состояние, при котором сигнал на выходе счетчика 15 равен нулю. Если зона контроля приходится на качественньй участок изделия, то на выходе порогового устройства 7 - сигнал О и с выхода .инвертора 8 сигнал 1 поступает на первьй вход схемы И 9. При этом схема И 9 пропускает на свой выход к импульсы, поступающие на ее второй вход с генератора 11 тактовых импульсов. Эти импульсы с выхода схемы. И 9 поступают на первьпЧ вход счетчика 14. Сигнал с вбкода счетчика 14 в виде двоичного кода, несущего информацию о количестве подсчитанных счетчиком 14 импульсов, поступает на вход цифро-аналогового преобразователя 16 Цифровоаналоговьй преобразователь 16 формирует на своем вы-, ходе сигнал ), амплитуда которого пропорциональна количеству импульсов генератора 11. тактовых импульсов, подсчитанных счетчиком 14. Этот сиг- -нал поступает .а первьй вход порогового устройства 18, на второй вход которого поступает пороговьй сигнал и с выхода задатчика 20 длительности качественного участка. При выполнении условия U(t) i и„ на выходе порогового устройства 18 формируется сигнал О, при вьшолнении условия U(t)5:UnK - сигнал Г. Сигнал с выхода порогового устройства 18 поступает на вход формирователя 22 импульсов. Последний при изменении сигнала на его входе из О в 1 формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, который одновременно поступает.на первые входы схем И 24 и 29. На второй вход схемы И 29 поступает сигнал 1 с выхода триггера 31. Импульсный сигнал с выхода формирователя 22 импульсов пропускается схемой И 29 на вход триггера 31. Последний переключается и на его выходе устанавливается сигнал О, которьй.

10

поступая на второй вход схемы И 29, закрьшает ее и на время дальнейшего контроля изделия на выходе схемы ,И 29 устанавливается сигнал О. Формирователь 33 импульсов по отрица--.. тельному перепаду напряжения на его входе из; 1 в О формирует на своем выходе короткий импульс, поступающий на второй вход (вход установки в нулевое состояние) триггера 27. По приходу этого импульса на выходе триггера 27 устанавливается сигнал О.

При перемещении зоны контроля на дефектный участок контролируемого изделия 37 на выходе порогового устройства 7 формируется сигнал 1, который поступает на первьй вход i схемы И 10. При этом И 10 начинает пропускать на свой выход им- пудьсы, поступающие на ее второй вход с генератора 11 тактовьк импульсов. Одновременно с выхода инвертора 8 сигнал О поступает на первьй вход схемы И 9, которая закрывается и не пропу скает на свой выход импульсы, поступающие на ее второй вход с генератора 11 тактовых импульсов, При этом по сигналу с выхода формироват теля 12 импульсов счетчик 14 приводится в исходное состояние, при котором сигнал на его равен нулю. С выхода схемы И 10 импульсы генератора 11 тактовых импульсов поступают на первый вход счеТчиКа 15, который подсчитывает их количество. Сигнал с выхода счетчика 15 в виде двоичного кода, несущего информацию о количест, itQii g фор,ру,р дд своем выход короткий импульс положительной по- лярности, который одновременно поступает на первые входы схем И 25 и 30. На второй вход схемы И 30 поступает сигнал 1 с выхода триггера 32. Импульсньй сигнал с выхода форм рователя 23 импульсов пропускается схемой И 30 на вход-триггера 32. Последний . переключается и на его выходе устанавливается сигнал О, которьй постзшая на второй вход схе мы И 30, закрывает ее на время дал нейшего контроля изделия на выходе схемы И 30 устанавливается сигнал О. Формирователь 34 импульсов при изменении сигнала на его входа из

1 .в О формирует на своем выходе 20 короткий импульс, поступающий на тр тий вход (вход установки па выходе триггера 1) триггера 27. По приходу этого импульса на выходе триггера 27 устанавливается спгна,п 1. С выхода триггера 27 сигнал поступает на вход регистратора 35, обеспе чивающего регистратдию дефектных участков контролируемого изделия. Пр этом сигнал О на выходе триггера 27 соответствует качественному участку контролируемого изделия 37, сигнал ролируемого изделия 37,

При последующих перемещениях ,зоны 35 контроля с дефектн ого участка контролируемого изделия 37 на качествен ньй, в случае если протяженность качественного участка превышает пороговую протяженность качественного

1 - дефектному/ участку конт

. ™-- - -;ка: з д ;::;;;; .сов, поступает на вход цифроаналого- вого преобразователя 17. Последний , формирует на своем выходе сигнал U(t), амплитуда которого пропорциональна количеству импульсов генератора 11 тактовых импульсов, подсчитанных счетчиком 15. Этот сигнал поступает на первый вход порогового устройства 19, на второй вход которого поступает пороговьй сигнал с выхода задатчика 21 длительности дефекта. При выполнении условия U,(t)i пЪ выходе порогового устройства 19 формируется сигнал О, при вьШол- нении условия Uj(t) и„а - сигнал

1. Сигнал с выхода порогового устройства 19 поступает на вход формирователя 23 импульсов. Последний при изменении сигнала на его входе из

чика 20 длительности качества, формирователь 22 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, поступающ1Е1 45 на первьй вход схемы И 24. При этом на второй вход схемы И 24 постзшает сигнал 1 с выхода триггера 27. Импульсньй сигнал, поступающий на ,первьй вход схемы И 24, пропускается на

50 ее вькод и через схему ИЛИ 26 поступает на первьй вход триггера 27. По приходу этого сигнала триггер 27 переключается и на его выходе формируется сигнал О.

55 При последующих перемещениях зоны контроля качественного участка контролируемого изделия 37 на дефектный,, в случае если протяженность дефектного участка превышает пороговую

10

, itQii g фор,ру,р дд своем выходе Т короткий импульс положительной по- лярности, который одновременно пос тупает на первые входы схем И 25 и 30. На второй вход схемы И 30 поступает сигнал 1 с выхода триггера 32. Импульсньй сигнал с выхода формирователя 23 импульсов пропускается схемой И 30 на вход-триггера 32. Последний . переключается и на его выходе устанавливается сигнал О, которьй постзшая на второй вход схемы И 30, закрывает ее на время дальнейшего контроля изделия на выходе схемы И 30 устанавливается сигнал О. Формирователь 34 импульсов при изменении сигнала на его входа из

1 .в О формирует на своем выходе 0 короткий импульс, поступающий на третий вход (вход установки па выходе триггера 1) триггера 27. По приходу этого импульса на выходе триггера 27 устанавливается спгна,п 1. С выхода триггера 27 сигнал поступает на вход регистратора 35, обеспечивающего регистратдию дефектных участков контролируемого изделия. При этом сигнал О на выходе триггера 27 соответствует качественному участку контролируемого изделия 37, сигнал ролируемого изделия 37,

При последующих перемещениях ,зоны 5 контроля с дефектн ого участка контролируемого изделия 37 на качествен- ньй, в случае если протяженность качественного участка превышает пороговую протяженность качественного

1 - дефектному/ участку конт -;ка: з д ;::;;;; . -;ка: з д ;::;;;; .чика 20 длительности качества, формирователь 22 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, поступающ1Е1 на первьй вход схемы И 24. При этом на второй вход схемы И 24 постзшает сигнал 1 с выхода триггера 27. Импульсньй сигнал, поступающий на ,первьй вход схемы И 24, пропускается на

ее вькод и через схему ИЛИ 26 поступает на первьй вход триггера 27. По приходу этого сигнала триггер 27 переключается и на его выходе формируется сигнал О.

При последующих перемещениях зоны контроля качественного участка контролируемого изделия 37 на дефектный,, в случае если протяженность дефектного участка превышает пороговую

протяженность дефекта, задаваемую с помощью задатчика 21 длительности дефекта, формирователь 23 импульсов формирует на своем выходе короткий импульс положительной полярности, поступающий на первьй вход схемы И 25. При этом на второй вход схемы И 25 с выхода инвертора 28, вход которого подключен к выходу триггера j27, поступает сигнал 1. Импульсный сигнал, поступающий на первьй вход схемы И 25, пропускается на ее выход и через схему ИЛИ 26 поступает на первьй вход триггера 27. По при- ходу этого сигнала триггер 27 пере- ключается и на его выходе формируетс сигнал 1.

При перемещениях зоны контроля с дефектного участка контролируемого изделия 37 на качественньй, в случае если протяженность качественного участка меньше пороговой, задаваемой задатчиком 20 длительности качества, снгйал на выходе порогового устройст ва 18 не изменяется и переключения триггера 27 не происходит.При последующем перемещении зоны контроля на дефектньй участок, превьшающий по длительности пороговьй дефект, им- пульсный сигнал с выхода формирователя 23 импульсов не пропускается схемой И 25 через схему ИЛИ 26 на вход триггера 27, так как на второй вход схемы И 25 с выхода инвертора 28 пос

тупает сигнал О и переключения

триггера 27 не.происходит.

При перемещениях зоны контроля с качественного участка контролируемого изделия 37 на дефектньй, в случае если протяженность дефекта меньше пороговой7.. задаваемой задатчиком 21 длительности дефекта,-сигнал на i выходе порогового устройства 19 не изменяется и переключения триггера не происходит. При последующем перемещении зоны контроля на качественньй участок, превьштающий по длительности пороговьй, импульсньй сигнал с выхода формирователя 22 импульсов не пропускается схемой И 24 через схему ИЛИ 26 на вход триггера 27, так как на второй вход схемы И 24 с выхода триггера 27 поступает сигнал О и переключения триг1;ера 27 не.происходит.

Изобретение повышает достоверност дефектоскопии при заданной протяженности дефекта.

0 О

5

« с

0

5

Формула изобретения

Тепловой дефектоскоп, содержащий сканирующий блок, оптический блок, усилитель, фотоприемник, детектор, пороговое устройство, блок перемещения, модулятор инфракрасного излуче - ния, регистратор, причем сканирующий блок, оптический блок, фотоприемник, усилитель, детектор и пороговое устройство соединены последовательно, модулятор инфракрасного излучения соединен с оптическим блоком, блок перемещения кинематически связан при исследованиях с контролируемым изделием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности дефектоскопии при заданной протяженности дефекта за счет исключения t ложных срабатываний и пропуска дефектов, он дополни гельно содержит два инвертора и три триггера, шесть формирователей импульсов, шесть схем И, схему ИЛИ, генератор тактовых импульсов, два счетчика, два цифрово- аналоговых преобразователя, два пороговых устройства, задатчики дли- i тельности качественного учас тка и дефекта, причем выход первого порогового устройства соединен через первьй формирователь и последовательно соединенные первьй инвертор и первую схему И с входами первого счетчика, а через вторую схему И и последовательно соединенные первьй ин-. вертор и второй формирователь - с входами второго счетчика, генератор тактовых импульсов соединен через первую схему И с первым, а через вторую схему И - с вторьм счетчиками, выход первого счетчика через последовательно соединенные первьй цифроаналоговый перобразователь, второе пороговое устройство, третий формирователь, третью схему И, схему ИЛИ соединен с первым входом первого триггера, выход второго счетчика через последовательно соединенные второй 1Щфроаналоговый |ГР преобразователь, третье пороговое устройство, четвертьй формирователь, четвертую схему И соединен с входом схемы ИЛИ, задатчик длительности качественного участка соединен с входом второго порогового устройства, а задатчик длительности дефекта - с входом третьего порогового устройства, выход третьего формирователя через последовательно соединенные пятую схему И, второй триггер и пятьй формироваг тель соединен с вторым входом первого триггера, выход второго триггера соединен с вторым входом пятой схемы И, выход четвертого формирователя через шестую схему И, третий триггер и шестой формирователь

соединен с третьим входом триггера, выход третьего триггера соединен с вторым входом шестой схемы И, выход первого триггера - с вторым входом третьей схемы И, через второй инвертор - с вторым входом четвертой схемы И и регистратором.

Изобретение относится к измерительной технике и может бьггь использовано для тепловой дефектоскопии образцов. Целью изобретения является повышение достоверности дефектоскопии при заданной протяженности дефекта. Устройство содержит элементы определения температуры поверхности объекта путем сканирования нагреваемой поверхности, элементы определения протяженности дефектного участка, протяженности бездефектного участка, сравнения протяжен1)ости дефектного и бездефектного участков с заданной, злементы вьщелешш де- фектных участков, протяженность: которых больше заданной, и бездефект- ных участков, протяженность которых меньше заданной. Цель изобретения достигается за счет исключения регистрации дефектов, протяженность которых меньше допустимой. 1 ил. (