Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов ультразвуковыми методами, предназначено ; для обнаружения дефектов в изделиях и сварных соединениях и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях промьшшен- ности.

Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет увеличения частоты следования зондирующих импульсов в поисковом режиме по сравнению с режимом контроля и селектирования помехи от сигналов дефекта непосредственно в рабочей зоне.

На фиг.1 представлена структурная схема дефектоскопа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит синхронизатор 1, последовательно электроакустически соединенные генератор 2 эондирующих импульсов приемопередающий преобразователь 3 и усилитель 4, переключатель 5 и последовательно соединенные делитель 6 частоты, коммутатор 7, генератор 8 строб-импульсов, временной селектор 9, второй вход которого подключен к выходу усилителя 4, компаратор Ю и триггер 11, блок 12 памяти, выход

СП

05 СО О5

которого подключен к управляющему входу усилителя 4 и последовательно соединенные таймер 13, второй генератор 14 строб-импульсов, второй нре- менной селектор 15, второй вход которого подключен к выходу компаратора 10, и регистратор 16, выход триггера 11 подключен к входу таймера 13, первому входу переключателя 5 и адресно- му входу блока 12 памяти, выход синхронизатора 1 подключен к управляющему входу коммутатора 7 и второ1-гу входу переключател я 5, второй выход делителя 6 частоты подключен к вто- рому входу триггера 11, выход коммутатора 7 подключен к входу генератора 2 зондируюпи1Х импульсов и к входу Разрешение чтения блока 12 памяти, первый выход переключателя 5 подклю- чен к входу делителя 6 частоты, а второй выход - к второму входу коммутатора 7.

Позициями 17-30 обозначены выходы сигналов с блоков ультразвукового (УЗ) дефектоскопа.

Дефектоскоп работает следующим образом.

При включении дефектоскопа устанавливается режим работы, при котором переключатель 5 и триггер 1I находятся в исходном состоянии. Синхроимпульсы 17 с синхронизатора ио -:ту- пают на управляющий и через .-к. 1Ю- чатель 5 на второй коммутируе -1ь;й входы электронного коммутатора 7 с частотой, например, 16 кГц. С выхода электронного комм -татора 7 запускающие импульсы 18 поступают на генератор 2 зондирующих импульсов, ге нера- тор 8 строб-импульсов, формирующий зону контроля и разрешение чтения , вход блока 12 памяти, в которой записаны коды сигналов, устанавливающих тpeбye fый коэффициент усиления усилителя А, в данном случае соответствующий поисковой чувствительности, например равной 0,8 мм . Зондирующие импульсы генератора 2 возбуждают в преобразователе 3 ультразвуковые колебания 19 частотой 16 кГц, которь е вводятся в изделие. Принятые преобразователем отраженные от дефекта импульсы преобразуются в электрические сигНллы и поступают на вход усилителя 4. Усиленный и продетектиро- ванный сигнап 20 с усилителя 4 посту пает на гелектстр Ч, вылеляюищй отра- женны11 TI продела;-: рабочей зоны, сформированной гeнepaтopo 8, который затем подается на компаратор 10. В последнем сигнал сравнивается с заданным значением и запоминается до следующего импульса зондирования, Если после посылки первого синхроимпульса компаратор 10 не зафиксировал эхосигнал от дефекта или ложный сигнал от индустриальной или акустической помехи, то связанный с ним триггер 11 сохраняет свое состояние и следующий синхроимпульс вновь поступает на управляющий и через переключатель 5 на второй коммутирующий входы кoм ryтaтopa 7, Такой процесс контроля продолжается до пор, пока в компараторе iO не зафиксиру- е1ся в зоне чонтро.ья хоимпульс от дефекта или лохшый сигядл,

Taicи образом, в режиме поиска производи .я оперативный анализ на- чинля зхоим1: ч1 ( оя р зоне контроля с максимально иозможно часто lof; следования зо1(дируЮ1Г1;1 ; имаульсов и на уровне Г опско1 ой чу нстантельности .

При вм; с 1ении iMjMHarj втором 10 тхон( пуяьса 21 ь зоне контроля сигнал с поспр.днегг чо купает на вход i; jpiro вре. ieHiior . селектора 15 и н,1 ПС риып нх(1д lL -иход триггера 11. реж ме пож ка с выхоца де;),г1еля 6 .ncTbi ьа второй иход разрешения з-1гг)учки ланн;з х rpnrrei)a 1 1 поступае yptiBcHb логической (- диницы (фиг.2, сигнал 27. При этом при отсутствии сигнала с компаратора 10 на первом входе триггера 11 на его выходе уста наил1гваетс-я логический нуль, а при появлении - логическая единица (фиг,2,сигнал 28).П о этому сигналу,поступающе- r-jy на первый (управляющий ) вход переключателя 5, последний отключает синхроимпульсы 24 с второго входа KOMNryTaTopa 7 и подключает синхроимпульсы 25 на вход делителя 6 частоты который снижает частоту синхроимпульсов до заданного значения, например 2 кГц. Эта частота выбирается из условия затухания н изделии различных реварберапионных помех и опстродей- сгвия элементной базы устройств обработки и регистраци. С ныхода делителя 6 сигналы 4epv 3 коммутатор 7 подаются на г вне)л-idp 2 зондирующих имнульсов, тем самим дефектоскоп ягэтомутпчески ус i .1н 1нлпв,чет :я п ре- )га{м контроля,

515

Одновременно сигнал логической единицы с триггера 11 поступает на ад адресный вход блока 12 памяти, значения на выходе которого меняются по синхроимпульсам, поступающим с выхода коммутатора 7 на вход Разрешение чтения, Сигнал с выхода блока 12 памяти поступает на управляющий вход усилителя А и устанавливает новое значение коэффициента усиления, соответствующее контрольной чувствительности, равной например, 1|6 мм ,

По сигналу с выхода триггера 11 таймер формирует импульс 29, длительность которого равна п периодам задсткг.ой частоты следования зондирующих импулГ Сов, а передний фронт сформированйого импульса совпадает с передним фронтом пришеди1его эхосиг- нала. Значение п выбирается в зависимости от требования помехозащищенности, например 1-8. Задним фронтом импульса 29 запускается второй генератор 14 строб-импульса, формирующий импульс 30 дпитальностью,соизмеримой с длительностью принятого эхосигнала, KOTOpbtfi поступает па первый вход второго временного селектора 15.Временное положение и ДЛИГРЛЬНОСЬ этого строб- импульса окатчв мотся жестко связанными с принятым хосигналом от дефекта При последующем зондировании изделия в режиме контроля на выходе компаратора 10 формируется устойчивый сигнал от дефекта. При совпадении во времени сигнала 30 с генератора 14 строб-импульсов и п-го отраженного эхоимпуль- са с выхода компаратора 10 второй временный селектор пропускает эхо- импульс на регистратор 16, т.е. в последний поступают эхо-сигналы, отраженные от дефекта, отселектирован- ные от случайных индустриальных помех, определенные не по одному эхо- импульсу, а по заданной совокупности эхоимпульсов, имеющих жесткую привязку ко времени прихода отраженного импульса от дефекта, присущую только реальным дефектам,

В регистраторе 16 осуществляется регистрация параметров дефектов. Частота следования и количество синхроимпульсов Б контрольном режиме определяются делителем 6 частоты и протяженностью дефектного участка. После прохождения преобразователем 3 дефек ного участка на первый вход триггера 1 перестают поступать сигналы с вы

1

хода компаратора 10. Триггер II возвращается в исходное состояние, при этом первый выход переключателя 5 на делитель 6 частоты отключается, а второй вход на коммутатор 7 включается. На генератор 2 зондирующих импульсов поступают синхроимпульсы 17, и дефектос оп переходит в режим

поиска.

Изобретение позволяет повысить достоверность контроля на 15% за счет увеличения числа импульсов, озвучивающих отдельный элемент издеЛИЯ в единицу времени в поисковом режиме, и дополнительного селекти- рования сигналов, осуществляемого в пределах зоны контроля, а также повысить производительность ультразвукового контроля сварных соединений за счет изменения частоты следования зондирующих импульсов. Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий синхронизатор, последовательно электроакустически соединенные генератор зондирующих импульсов, приемопередающий преобразователь и усилитель, переключатель и последовательно соединенные делитель частоты, коммутатор, генератор строб-имггульсов, временной селектор, второй вход которого подключен к выходу усилителя, компаратор и триггер, а выход коммутатора подкл11)чен к входу генератора зондирующих импульсов, отличающийся тем, что, с целью повы- щения достоверности и производительности контроля, он снабжен блоком

памяти, выход которого подключен к управляющему входу усилителя, и последовательно соединеннъ1мп т.аймером, вторым генератором строб-импульсов, вторым временным селектором, второй

вход которого подключен к выходу компаратора, и регистратором, выход триггера подключен к входу таймера, первому входу переключателя и адресному входу блока памяти, выход синхронизатора подключен к управляющему входу коммутатора и второмл входу переключателя, второй выход депите- ля частоты подключен к второ гу входу триггера, выход KOMNfyTaTopa под

ключен к входу Разрешение чтения блока памяти, первый выход пгргклю- чателя подключен к входу делителя частоты, а второй выход - к втopo ry входу коммутатора.

.(

Йгл. /

п п п n п п

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов ультразвуковыми методами. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет увеличения частоты следования зондирующих импульсов в поисковом режиме по сравнению с режимом контроля и селектирования помехи от сигналов дефекта непосредственно в рабочей зоне. Дефектоскоп позволяет автоматически изменять чувствительность при переходе с режима поиска в режим контроля при помощи блока памяти, выходные значения которого управляют коэффициентом усиления усилителя, увеличивать число импульсов, озвучивающих отдельный элемент изделия в единицу времени в поисковом режиме, и селектировать от случайных индустриальных помех отраженные от дефекта эхосигналы, определенные по заданной совокупности эхоимпульсов, имеющих жесткую привязку во времени прихода отраженного импульса, присущую только реальным дефектам. 2 ил.