Устройство для ультразвукового контроля качества материалов и изделий Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к технике ультразвукового контроля качества материалов и изделий и может быть использовано в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности в системах неразрушающего контроля.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет уменьшения фазовых искажений в принятых сигналах.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автоматизации ультразвукового контроля качества материалов и изделий; на фиг. 2 - временные эпюры сигналов, поясняющие его работу.

Устройство для ультразвукового контроля качества материалов и-изделий содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь 3, последовательно соединенные приемный электроакустический преобразователь 4 и усилитель 5, дифференцирующий усилитель 6, пороговый элемент 7 и измеритель 8 временных интервалов, подключенный к выходу усилителя 5 двухполупериодный выпрямитель 9, выход которого подключен к входу дифференцирующего усилителя 6, и подключенные к выходу последнего последовательно соединенные детек 1СЛ

;о

Ј

тор 10, второй дифференцирующий усилитель 11, усилитель-ограничитель 12 и аналоговый ключ 13, выход которого подключен к входу порогового элемента 7, подключенную к выходу последнего схему 14 совпадений, выход которой подключен к входу измерителя 8 интервалов времени, подключенные к выходу синхронизатора 1 последовательно соединенные линию 15 задержки и формирователь 16 строб-импульсов, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 13 и к второму входу схемы 14 совпадений, выход синхронизатора 1 подключен к второму входу измерителя 8 интервалов времени.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульс 18 (фиг. 2), запускающий генератор 2 зондирующих импульсов о Сформированный генератором 2 электрический импульс возбуждает в преобра- зователе 3 ультразвуковой импульс, злучаемый в контролируемый материал 17. Прошедпшй ультразвуковой импульс (преобразуется преобразователем 4 в (электрический сигнал 1 9, которьй уси- швается вместе с регулярной помехой усилителем 5.

При одностороннем прозвучивании кустически неоднородного материала следствие интерференции продольной и поперечной волн на малых базах про- звучивания и нестабильности точечного контакта конусных волноводов преобразователей 3 и 4 с поверхностью материала 17 фаза первого вступления принятого сигнала может изменяться, ,пя стабилизации фазы первых полувол Сигнала перед дифференцированием в Определенной полярности (на фиг. 2 Показано преобразование сигнала для полуволн положительной полярности) к гёыходу усилителя 5 подключен двухпол периодный выпрямитель 9. В случае поступления на выпрямитель 9 сигнала

20в противофазе его первая отрицательная полуволна инвертируется и дальнейшее формирование короткого фронта сигнала в зоне первого экстремума осуществляется путем преобразования только положительных полувол

21или 2 2.

С выхода выпрямителя 9 сигнал 23 подается на дифференцирующий усили- чгель 6. Продифференцированный сигнал

5

0

5 0

45

5

0

50

55

24 детектируется детектором 10 и его теперь уже отрицательная полуволна 25 повторно дифференцируется вторым дифференцирующим усилителем 11. Окончательное формирование короткого переднего фронта дважды продифференцированного сигнала 26 осуществляется в усилителе-ограничителе 12.

Сформированный усилителем-ограничителем 12 импульс 27 проходит без изменения через аналоговый ключ 13 и поступает на пороговый элемент 7, порог срабатывания которого в отсутствии регулярной помехи устанавливается на уровне, близком к нулевому, а при незначительных помехах - с некоторым превышением их уровня. Д орми- руемый пороговым элементом 7 прямоугольный импульс 29 приходит на пер- вый вход схемы 14 совпадений.

Для управления аналоговым ключом 13 и схемой 14 совпадений синхронизатор 1 запускает линию 15 задержки, на выходе которой получают импульс

30с регулируемой длительностью. Задним фронтом последнего запускается формирователь 16 строб-импульса, формирующий регулируемый временный строб

31управления, одновременно подаваемый на управляющий вход аналогового ключа 13 и второй вход схемы 14 сов- радений. Импульсом 30 задержки временный строб 31 устанавливается во временной области, соответствующей ожидаемому приходу первой полуволны сигнала в отсутствии регулярных помех,

а при допусковом контроле - в области нормированного значения прочности контролируемого материала.

Одновременный приход на схему 14 совпадений импульсов 29 и 31 приводит к формированию на ее выходе прямоугольного импульса с параметрами, аналогичными импульсу 29. Измеритель 8 временных интервалов, управляемый импульсом 18 синхронизации и сформированным схемой 14 совпадений импуль-- сом 29, измеряет время прохождения ультразвукового импульса в контролируемом материале 17,

Компенсация времени задержки сигнала в элементах электроакустического тракта устройства может осуществляться линией задержки Сне показана), включаемой между синхронизатором 1 и измерителем 8 временных интервалов.

Изобретение позволяет повысить достоверность контроля при одностороннем и сквозном прозвучивании контролируемого материала за счет уменьшения фазовых искажений в принятых сигналах.

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля качества материалов и изделий, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, последовательно соединенные приемный электроакустический преобразователь и усилитель, дифференцирующий усилитель, пороговый элемент и измеритель временных интервалов, о т л и ч а теля двухполуиериодным выпрямителем, выход которого подключен к входу дифференцирующего усилителя, подключенными к выходу последнего последовательно соединенными детектором, вторым дифференцирующим усилителем, усилителем-ограничителем и аналоговым ключом, выход которого подключен к

входу порогового элемента, подключенной к выходу последнего схемой совпадения, выход которой подключен к входу измерителя интервалов времени, подключенными к выходу синхронизатора

5 последовательно соединенными линией задержки и формирователем строб-импульсов, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа и к второму входу схемы совпадений,

Изобретение относится к технике ультразвукового контроля качества материалов и изделий и может быть использовано в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности в системах неразрушающего контроля. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет уменьшения фазовых искажений в принятых сигналах. С помощью двухпериодного выпрямителя осуществляется инверсия первого полупериода принятого сигнала в случаях, когда искажается знак первого вступления в принятом сигнале, что повышает достоверность контроля качества материалов. 2 ил.

ю щ е е с я тем, что, с целью повы- 20 выход синхронизатора подключен к вто- шения достоверности контроля, оно рому входу измерителя интервалов вре- снабжено подключенным к выходу усили- мени.

Фие.1