Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигналов от дефекта и донного, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте прозву- чивания.

На фиг.1 представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг о 2 - временные диаграммы.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно электроакустически соединенные синхронизатор 1 .генератор 2 зондирующих импульсов,преобразователь 3, усилитель 4,первый селектор 5, первый компаратор 6 и первый триггер 7, последовательно соединенные первый формирователь 8 строб-импульсов, второй формирователь 9 строб-импульсов, второй селектор 10 и первьй пиковый детектор II, регистратор 12, последовательно соединенные второй компаратор 13, вход которого подключен к выходу второго селектора 10, второй триггер 14 и дешифратор 15, последовательно соединенные второй пиковый детектор 16, третий компаратор I7 и третий триггер 18, формирователь 19, три схемы ИЛИ 20 - 22, входы которых подключены к первым и третьим, вторым,пятым и гаестым, четвертым, седьмым и восьмым выходом дешифратора 15 соответственно, вьгходы - к входам регистратора 12, вьгход первого Лормироиателя 8 строб-импульсов подключен к второму входу первого селектора 5,яыход синхронизатора 1 подключен к входу первого формирователя 8 строб-импуль- сов и к вторым входам первого и второго пиковых детекторов 11 и 16 и первого, второго и третьего триггеров 7, 14 и 18, второй выход усилителя 4 подключен к второму входу вто- рого селектора 10, выход первого пикового детектора 11 подключен к второму входу третьего компаратора 17, вход формирователя 19 нормализованных импульсов подключен к выходу пто- рого формирователя 9 строб-импульсов, выход - к строПирующим входам дешифратора 15 и третьего компаратора 17, второй вход дешифратора 15 подключен к выходу третьего триггера 18, тре- тин вход - к выходу первого триггера 7. Позицией 23 обозначено контролируемое изделие, а позициями 24 - 38 - выходы сигналов с бноков ультразвукового дефектоскопа.

Дефектоскоп работает следующим образом,

Импульсы 24 синхронизатора 1 периодически запускают генератор 2 зондирующих импульсов, который возбужда- ет преобразователь 3. Колебания преобразователя 3 передаются в контролируемое изделие 23 и распространяются в нем. Отразившись от физической неоднородности - дефекта или противоположной грани (дна) итдепия,ультразвуковые колебания возвращаются снова к преобразователю 3 и преобразуются им в электрические колебания Лти колебания усиливаются усилителем 4.

Сигналы 25 с выхода усилителя 4 и строб-импульсы 26 и 27 первого и второго формирователей 8 и 9 строб- импульсов поступают на входы соответственно первого селектора 5 и второго селектора 10. Выделенный первым селектором 5 сигнал дефекта Аде (дн

аграмма 28) поступает на второй пиковый детектор 16 и первый компаратор 6, Пиковый детектор 16 сохраняет амплитуду сигнала дефекта до прихода следующего синхроимпульса (диаграмма 30).

Аналогично, выделенный вторым селектором 10 донный сигнал Адон (диаграмма 29) поступает на первый пиковый детектор 11 и второй компаратор 13, На выходе пикового детектора 11 появляется импульс 31 с амплитудой,про

j 0 5

0

д

5

50

55

порнионалыюй амплитуде донного сигнала.

Сброс пикового детектора 11 осуществляется импульсами 24 синхронизатора 1 .

Сигналы с выхода первого пикового детектора 1I, второго пикового детектора 16 и формирователя 19 нормализованных импульсов поступают на входы третьего компаратора 17. Сигнал 31 первого пикового детектора 11 задает порог срабатывания компаратора 17 в каждом такте зондирования, а импульс 32 формирователя 19 нормализованных импульсов задает момент сравнивания.

Следящий порог А определяется зависимостью между глубиной дефекта и отношением амплитуд сигналов донного и от дефекта: (Ад(,,/Адон) К-а, где а - значение браковочной глубины дефекта; К - коэффициент, учитывающий конкретные условия и параметры контроля, и соответствует величине А К-а А Дои.

Значение К а устанавливается оператором изменением элементов схемы конкретно выполненного компаратора 17.

Последний срабатывает лишь в том случае, если амплитуда эхо-сигнала дефекта равна или превышает указанный порог, т.е. если Ад К-а-А доп .

Выделенный вторым селектором 10 донный сигнал А дом вызывает срабатывание компаратора 13 при превышении им порога срабатывания А4(АДОИ5 ЬА,), устанавливаемого по уровню, равному минимальной величине донного сигнала, при котором достоверно выявляется дефект, определенный чувствительностью контроля.

На вход компаратора 6 поступает выделенный первым селектором 5 сигнал дефекта Аде( , который в случае превышения порога А2 (Л де, Ь вызовет срабатывание компаратора 6. Пороговый уровень Аг устанавливают по величине, равной минимально регистрируемой амплитуде эхо-сигнала недопустимого дефекта при условии перекрытия им донного сигнала.

Напряжения на выходе компараторов 6, 13 и 17 устанавливаются равным напряжению логической 1 или логического О в зависимости от того, превышает или нет входной сигнал опорный уровень. В случае сраба-

5

тывания компараторов 6, 13 и 17 на их выходлх формируются импульсы,которые подаются на перпые входы соответствующих тригтеров 7, 14, 18, устанавливая их в единичное состояние. Сброс триггеров 7, 14 и 18 осуществляется подачей импульса синхронизатора 1 на их вторые входы (диаграммы 30-35). Импульсы с выходов - триггеров 7, 14, 18 поступают на входы 3, 1 и 2 дешифратора 15 соответственно, образуя в момент считывания трехразрядный двоичный код. Момент считывания определяется подачей на стробирующий вход дешифратора 15 импульса 32 с выхода формирователя 19 нормализованных импульсой.

Дешифратор 15, преобразуя тр ехраэ рядный двоичный код в десятичный, формирует на соответствующем выходе нормализованный импульс. Выходы дешифратора 15 объединены в группы Дефект, Качество и Сбой соответственно схемами ИЛИ 22, 21 и 20, согласно алгоритму, представленному в таблице.

Первая строка таблицы показывает, что амплитуда донного эхо-сигнала равна или превышает уровень А(, т.е. контроль осуществляется при чувствительности не ниже требуемой, а превышение амплитуды эхо-сигнала дефекта следящего порогового уровня А означает наличие дефекта, глубина .которого превышает допустимые размеры, т.е. браковочный критерий.

При контроле возможна ситуация, когда эхо-сигнал от деАекта значительно превосходит амплитуду донного сигнала или последний отсутствует (вторая строка таблицы). Для принятия достоверного решения в этом случае необходимо выполнение условия А дет - Аг, т.е. требуется подтверждение, что контроль производится при чувствительности не ниже заданной. В каждом конкретном случае величины пороговых уровней А , и А2, их соотношения определяются параметрами контролируемого изделия и техническими требованиями к контролю, поэтому возможна дополнительная комбинация (третья строка таблицы), отнесенная к группе Дефект.

Строки 4-6 таблицы означают,что контроль производится с требуемой чувствительностью и на данном участ5

10

66283

ке дефект отсутствует или величина его допустима.

Комбинации Сбой в 7 строке таблицы указывают на отсутствие сигналов в зоне контроля, а в строке 8 - на недостаточную чувствительность контроля.

Нормализованные импульсы с выходом схем ИЛИ 22, 21 и 20 (диаграммы 36-38) поступают на входы регистратора 12, который документирует результаты контроля.

20

25

Таким образом, использование при формировании сигнала, документируемого дефектоскопом как дефект,соотношения эхо-сигнала от дефекта и донного в каждом периоде посылок зондирующих импульсов и дополнительной оценки величин этих сигналов, отражающих совместно необходимые и достаточные условия определения дефекта в изделии, позволяет повысить достоверность контроля изделий.

Формула изобретения

Ультразвуковой дефектескоп,содержащий последовательно электроакустически соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов,пре

образователь, усилитель, первый селектор, первый компаратор и первый триггер, последовательно соединенные первый формирователь строб-импульсов, второй формирователь строб-импульсов,

второй селектор, первый пиковый детектор и регистратор, выход первого формирователя строб-импульсов подключен к второму входу первого селектора, выход синхронизатора подключен

к входу первого формирователя строб- импульсов и к вторым входам первого пикового детектора и первого триггера, второй выход усилителя подключен к второму входу второго селектора, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными вторым компаратором, вход которого подключен к выходу второго селектора, вторым триггером и дешифратором, последовательно соединенными вторым пиковым детектором, третьим компаратором и третьим триггером, формирователем нормализованных импульсов и тремя схемами ИПН, входы которых подключены к первым и

5

третьим, вторым, пятым и шестым,четвертым, седьмым и восьмым выходам дешифратора соответственно, выходы - к входам регистратора, вторые входы второго пикового детектора,второго и третьего триггеров подключены к выходу синхронизатора, выход первого пикового детектора подключен к второму входу третьего компаратора, вход формирователя нормализованных импульсов подключен к выходу второго формирователя строб-импульсов, выход - к стробирующим входам дешифратора и третьего компаратора, второй вход дешифратора подключен к выходу третьего триггера, а третий вход - к выходу первого триггера.

14

.1

2S.

27.

28. 29. JO

j-Lii

La

X

k

A

I

/Л

Jt

A

La

A

I

J

A

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий в различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигнала от дефекта и донного сигнала, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте прозвучивания. Для этого в дефектоскоп дополнительно введены компаратор, два триггера, дешифратор, пиковый детектор и три схемы ИЛИ. 2 ил., 1 табл.

n

35

37

П

Редактор С.Патрушева

Составитель В.Еелозеров

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Заказ 1218

Тираж 503

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113ПЗ), Мппн.1, Ж-35, Рауыгкая ипС., л. А / 3

Производстненно-ичллre п.скпи комбинат Патент, г. Укгчрод, vi. Гагарина, 101

JT

JT

JT

Фиг.I

Подписное