Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразву- ковбму контролю и может быть использовано при автоматизированном контроле изделий, имеющих сечение переменной .

Цель изобретения - повышение надежности контроля за счет учета изменения расстояния до источника эхо- сигнала в поле допусков при двух следующих один за другим сигналах,

На фиг,1 представлена структурная схема дефектоскопа на фиг,2 - вариант реализации первого формирователя; на фиг.З - вариант реализации второго формирователя.

У льтразвуковой дефектоскоп содержит электроакустически последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых импульсов, электроакустический преобразователь 3, усилитель 4, временной селектор 5 и регистрирующее устройство 6, последовательно соединенные формирователь 7 импульсов передней гра

ни, селектор 8 счетных импульсов и первый р-разрядный счетчик 9, формирователь 10 стробирующих импульсов, соединенный с вторым входом времен- ного селектора 5, генератор II тактовых импульсов, соединенный с вторы входом селектора 8 счетных иппульсов и первый п-разрядный регистр 12, второй р-разрядный счетчик 13, первый вход формирователя 7 импульсов передний грани соединен с выходом усилителя 4, а второй вход - с выходом синхронизатора 1, третий п-разрядный счетчик 14, выход которого сое- динен с входом первого п-разрядного регистра 12, последовательно соединенные арифметико-логическое устройство 15, соединенное с выходом первого п-разрядного регистра 12,

первый формирователь 16, второй п- р зрядный регистр 17, третий р-разрядный регистр 18, элемент ИЛИ 19 и четвертый п-разрядный счетчик 20, выход которого соединен с входом

формирователя 10 стробирующих импульсов, последовательно соединенные пиковый детектор 21, вход которого соединен с вторым выходом селектора 8 счетных импульсов, первый ключ 22, первый конденсатор 23, второй вывод которого заземпен, второй ключ 24, второй конденсатор 25, второй вывод которого заземпен, каскад 26 с регулируемым коэффициентом передачи, по- роговый элемент 27, второй формирователь 28, первый выход которого соединен с вторым входом первого ключа 22 второй выход - с вторым входом третьего п-разрядного счетчика 14, блок задания допусков 29, первый выход которого соединен с вторым входом арифметико-логического устройства

15,второй выход - с вторым входом первого формирователя 16, блок 30 задания величины неконтролируемой зоны, первый выход которого соединен

с вторым входом первого р-разрядного счетчика 9, второй выход - с вторым входом второго р-разрядного счетчика 13, третий вход второго р-разрядного счетчика 13 соединен с синхронизатором 1 , второй выход третьего п-раз- рядного счетчика 14 соединен с третьими входами селектора 8 счетных импульсов и первого формирователя

16,второй вход четвертого п-разрядного счетчика 20 соединен с выходом первого р-розрядного регистра 12,

выход первого р-разрядного счетчика 9 соединен с вторыми входами формирователя 10 стробирующих иг пульсов и четвертого п-разрядного счетчика 20, третий вход арифметико-логического устройства 15 соединен с выходом второго п-разрядного регистра 17, второй и третий выходы первого формирователя 16 соединены соответственно с вторыми входами третьего п-разрядного регистра 18 и четвертого п- разрядного счетчика 20, выход второго ключа 24 соединен с вторым входом порогового элемента 27, четвертый выход первого формирователя 16 соединен с вторым входом второго ключа 24 второй вход второго формирователя 28 соединен с выходом генератора II тактовых импульсов, третий вход соединен с вторым выходом селектора 8 счетных импульсов, второй вход пикового детектора 21 соединен с выходом каскада 26 с регулируемым коэф- фр:циентом передачи, второй вход которого соединен с выходом усилителя 4, выход первого р-разрядного счетчика 9 соединен с входом второго р-разрядного счетчика 13, третий вход первого р-разрядного счетчика 9 соединен с выходом синхронизатора 1, второй вход cxeNfci ИЛИ 18 предназначен для подключения к программному устройству. Первый формирователь 16 выполнен из пятого счетчика 31, -/ первого триггера 32, трех двухвходо- вых схем И 33, 34 и 35 и четырех од- новибраторов 36, 37, 38 и 39, выход пятого счетчика 31 соединен с S-вхо- дом первого триггера 32, первые входы первой и второй схем И 33 и 34 объединены с входами второго и четвертого одновибраторов 37 и 39 и являются третьим входом первого формирователя 16, вторые входь первого и второго элементов И 33 и 34 объединены и являются первым входом первого формирователя 16, причем второй вход первой схекы И 33 является инвертирующим, выход первой cxeNbi И 33 соединен с S-входами первого триггера 32, и пятого счетчика-31, выход второй схекы И 34 объединен с тактовым входом пятого счетчика 31 и первым входом третьей cxeN И 35, второй вход которой соединен с инвертирующим выходом первого триггера 32, выход третьей cxesbi И 35 соединен с входами первого и третьего одновибраторов

36 и 38, выходы которых являются соответственно четвертым и вторым выходами первого формирователя 16, выходы второго и четвертого одновиб- раторов 37 и 39 являются соответственно первым и третьим выходами первого формирователя 16, а вход пятого счетчика 31 является вторым входом первого формирователя 16. Второй формирователь 28 выполнен из последовательно соединенных четвертой четырехвходовой схемы И 40 и второго триггера 41, первый вход четвертой И 40 соединен с 8 входом второго триггера 41, выход которого соединен с вторым входом четвертой схемы И 40 пятого одновибратора 42, вход которого соединен с выходом четвертой cxeNbi И 40, а выход явля- етсг первым выходом второго формирователя 28, выход четвертой схемы И 40 является вторым выходом второго формирор.ателя 28, а первый, третий и четвертый входы четвертой схемы И 40 являются соответственно третьим, вторым и первым входами второго формирователя 28,

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Импульсы синхронизатора 1 запускают генератор 2 ультразвуковых импульсов, который возбуждает электроакустический преобразователь 3, генерирующий ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания через иммерсионную среду распространяются в изделии, и импульсы, отраженные от передней, задней грани, а также от дефекта, усиливаются усилителем 4, с выхода которого видеоимпульсы поступают на второй вход формирователя 7 импульсов передней грани, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора 1 , вход каскада 26 с регули- pyeNbiM коэффициентом передачи и вход временного селектора 5,

Формирователь 7 формирует импульс разрешающий работу селектора 8 счетных импульсов, на выходах которого формируются разрешающий потенциал и счетные импульсы, с первого выхода селектора 8 последние поступают на счетный вход счетчика 9, а по заполнению его - на счетные входы счетчиков 13 и 20, а также на второй вход формирователя 10 стробирующих импульсов ,управляющего работой временного селектора 5 - формируется зона

контроля. По заполнении счетчика 13 счетные импульсы поступают на счетный вход счетчика 14, который производит счет импульсов , счетчик 20 - в -, Величина задержки заполнения 11 и 12 относительно импульса формирователя 7 определяется временем заполнения счетчика 9 и счетчика 13, определяется блоком 30 задания величины неконтролируемых зон, причем передняя зона - счетчиком 9, задняя - счетчиком 13,

Сигнал переполнения счетчика 31,

поступаю1ций на первый вход формирователя 10 стробирующих импульсов, отменяет команду Зона контроля,

Переполнение счетчика 14 сигнализирует от окончании элементарного

акта контроля. Данный сигнал, поступая на третий вход селектора 9 счетных импульсов, запрещает формирование разрешающего потенциала на втором и счетных импульсов на первом вы

ходе.

Разрядность счетчика 14 определяет максимально возможную толщину изделия в направлении прозвучивания, Видеосигналы с выхода каскада 26

поступают на пиковый детектор 21 и пороговый элемент 27, а с выхода последнего - на второй формирователь 28. При наличии разрешающего потенциала на третьем входе второго формирователя 28 на втором выходе формирователя 28, соединенном со строби- рующим входом первого регистра 12, формируется импульс записи, на первом выходе - строб-импульс на открывание первого ключа 22, первый конденсатор 23 запоминает информацию о текущей величине сигнала с выхода пикового детектора 21, Одновременно импульсом с выхода четвертой

схемы И 40 сбрасывается триггер 41, закрывая четвертую схему И 40, Второй формирователь 28 на последующие видеосигналы не реагирует, что искючает влияние отраженных сигналов,

На первом конденсаторе 23 хранится величина амплитуды сигнала, а в первом регистре 12 - расстояние до него,

Арифметико-логическое устройство

15 производит сравнение информации егистра 12 (расстояние до источниа сигнала в данном элементарном аке контроля) и второго регистра 17 расстояние до источника сигнал-а на

предыдущем акте контроля) с допуском на данное рассогласование, задаваемое блоком 29 задания допусков.

Сигнал с выхода блока 15 несет информацию о том, что укладывается рассогласование информации регистров 12 и 17 в поле допусков, задаваемое блоком 29, или нет.

Первый формирователь 16, третий вход которого соединен с выходом переноса счетчика 14 при рассогласовании, меньшем допуска, формирует последовательность импульсов переписи информации по первому, второму, третьему и четвертому выходам, производит корректировку величины зоны контроля, информация с первого конденсатора 23 заносится на второй конденсатор 25, соответственно изменяя параметры каскада 26 и порогового элемента 27.

При рассогласовании, большем допуска, импульс с выхода первого триггера 32 закрывает третью схему И 35. Происходит формирование импульсов только по первому и третьему выходам Расстояние до источника сигнала заносится во второй регистр 17, содержимое регистра три не изменяется (т,е. зона контроля остается прежней) .

В следующем акте контроля арифметико-логическое устройство 15 сравнивает информацию регистров 12 и 17 и при условии, что разность информации меньше поля допуска, определяемого блоком 29, первый формирователь 16 требует повторения данной ситуаци заданное число раз, задаваемое блоком 29.

Сигнал переполнения первого счетчика 31 возвращает первый триггер 32 в исходное состояние и в следующем элементарном акте контроля первый формирователь 16 формирует последовательность импульсов переписи информации по всем четырем выходам, что означает смену величины зоны контроля,

В случае необходимдсти управления по программе запись кода зоны контроля в счетчик 20 осуществляется с выхода устройства программного управления, выходы которого соединены с вторыми входами ИЛИ 19.

Изобретение позволит повысит надежность контроля, а также уменьшить вели.чину неконтролируемых мертвых

5

0

5

0

5

0

5

0

5

зон при контроле изделии, имеющих переменное сечение в направлении прозвучивания.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой дефектоскоп, содержащей электроакустически последовательно соединенные синхронизатор, генерс тор ультразвуковых импульсов, электрический преобразователь, усилитель, временной селектор и регистрирующее устройство, последовательно соединенные формирователь импульсов передней грани, ceлfктор счетных импульсов и первый р-разрядный счетчик, генератор тактовых импульсов, соединенный с вторым входом селектора счетных импульсов, второй р-разрядный счетчик, формирователь стробирующих импульсов, соединенный с вторым входом временного селектора, и первый п-разрядный регистр, первый вход формирователя импульсов передней грани соединен с выходом усипителя, второй вход которого соединен с синхронизатором, о т л и ч а- ющи и с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен третьим п-разрядным счетчиком, выходом соединенным с входом первого п- разрядного регистра, последовательно соединенными арифметико-логическим устройством, соединенным с выходом первого п-разрядного регистра, первым формирователем, вторым п-разрядным регистром, третьим п-разрядным регистром, элементом ИЛИ я четвертым п-раэрядным счетчиком, выход которого соединен с входом формирователя стробирующих импульсов, последовательно соединенными пиковым детектором, вход которого соединен с вторым вь ходом селектора счетных импульсов, первым ключом, первым конденсатором, второй вывод которого заземлен, вторым ключом, вглрым конденсатором, второй вывод которого заземлен, каскадом с регулируемз1м коэффициентом передачи, пороговым элементом, вторым формирователем, первый выход которого соединен с вторым входом первого ключа, второй выход - с вторым входом третьего п-раэрядного счетчика, блоком задания величины неконтролируемой зоны, первый выход которого соединен с вторым входом первого р-раэрядного счетчика, второй

вход - с вторым входом второго р-раз- рядного счетчика, блоком задания допусков, iiepBbJM выходом соединенным с вторым входом арифметико-логического устройства, вторым выходом - с вторым входом первого формирователя, третий вход второго р-раэрядного счетчика соединен с синхронизатором, второй выход третьего п-раэрядного счетчика соединен с третьими входами селектора счетных импульсов и первого фop иpoвaтe,;IЯ, второй вход четвертого п-разрядного счетчика соединен с выходом первог о п-разрядного регистра, выход первого р-разрядно- го счетчика соединен с вторыми входами формирователя стробирующих импульсов и четвертого п-разрядного счетчика, третий вход арифметико-логического устройства соединен с выходом второго п-разрядного регистра, второй и третий выходы первого формирователя соединены соответственно с вторыми входами третьего п-разрядного регистра и четвертого п-рг 3ряд- ного счетчргка, выход второго ключа соединен с вторым входом порогового злемснта, четвертый выход первого формирователя соединен с вторым входом второго ключа, второй вход второго формирователя соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход - с вторым выходом селектора счетных импульсов, второй вход пикового детектора - с выходом каскада с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого соединен с выходом усилителя , выход первого р-разрядного счетчика соединен с выходом второго р- разрядного счетчика, третий вход первого р-разрядного счетчика - с выходом синхронизатора, а второй вход схемы 1-ШИ предназначен для подключения к nporpaMMHONfy устройству,

2, Дефектоскоп по п., отличающийся тем, что первый формирователь содержит пятый счетчик, первый RS-триггер, три схемз И и четыре одновибратора, выход пятого счетчика соединен с R-входом триггера, первые входы первой и второй схем И объединены с входами второго и четвертого одновибрлторов и являются третьин входом первого формиро0 вателя, вторые входы первой и второй схем И объединены и являются первым входом первого формирователя, причем второй вход первой И является инвертирующим, выход первой И

5 соединен с S-входами перваго триггера и пятого счетчика, выход второй схемы И объединен с тактовым входом пятого счетчика и первым входом третьей cxeNbi И, второй вход кото0 рой соединен с инвертирующим выходом первого триггера, выход третьей схе- Nbi И соединен с входами первого и третьего одновибраторов, выходы которых являются соответственно чет5 вертым и вторым выходами первого

формирователя, выходы второго и четвертого одновибраторов являются соответственно первым и третьим выходами первого формирователя, а вход

0 пятого счетчика - вторым входом первого формирователя,

3, Дефектоскоп по п,1, отличающийся тем, что второй формирователь содержит последовательно соединенные четвертую схему И и второй триггер, первый вход четвертой cxeNbi И соединен с S-входом второго триггера, выход которого соеди- нен с вторым входом четвертой cxeMJ

0 И, пятый одновибратор, соединенный с выходом четвертой cxeNW И, выход которой является вторым выходом второго формирователя, первый, второй и третий входы схемы И являются

5 соответственно одноименными входами второго формирователя, а выход второго одновибратора является первым выходом второго формирователя.

5

- б

Риг.1

Изобретение относится к средствам ультразвукового контроля и может быть использовано при автоматизированном контроле изделий, имеющих сечение переменной формы. Целью изобретения является повышение надежности контроля благодаря учету изменения расстояния до источника эхо-сигнала в поле допусков при двух следующих один за другим сигналах. Генератор ультразвуковых импульсов формирует зондирующий сигнал, который отражается от передней и задней граней изделия и от дефекта, преобразуется в электрический сигнал, усиливается и поступает на вход формирователя импульсов передней грани, входы временного селектора и каскада с регулируемым коэффициентом передачи. Сигналы в пределах импульса "Зона контроля" поступают с пикового детектора на пороговый элемент и далее на два включенных последовательно устройства выборки-хранения, запоминающих амплитуды сигналов в двух соседних актах контроля. Соответствующие им времена задержки запоминаются в двух регистрах хранения. Арифметико-логическое устройство вычисляет разность времен регистрации сигналов двух чередующихся актов контроля. При нахождении разности в поле допусков контроль продолжается , корректируется величина зоны контроля. В противном случае информация о расстоянии до источника сигнала сохраняется, зона контроля не корректируется. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Вход

фиг. 2

фиг. 3