Способ контроля акустического контакта между пьезоизлучателем и изделием и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

СП

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуком и может быть использовано в машиностроении, строительстве и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля акустического контакта за счет выбора более чувствительного измеряемого косвенного параметра. Генератор 2 возбуждающих импульсов вырабатывает радиоимпульс, который поступает на пъезоизлучатель 3, контактирующий с изделием. Качество контакта влияет на резонансные свойства пьезоизлучателя 3 и, следовательно, на длительность огибающей возбуждающего радиоимпульса. Ее выделяют амплитудным детектором 4, формируют компаратором 5 и сравнивают с эталонной длительностью, соответствующей удовлетворительному контакту, от ждущего мультивибратора 10 на триггере 6. В случае плохого контакта питание блоков устройства контроля отключают. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Фаг.1

HZW

т|Ц11 цмц1

т

Изобретение относится к области неразру1иаюр(его контроля материалов ультразвуковым методом в маишно- строении, строительстве, горнодобы- ватцих и других отраслях промышленности.

И.елью изобретения является повышение точности контроля акустического контакта за счет выбора более чувствительного измеряемого параметра.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля качества акустического контакта; на фиг а 2 - временные диаграммы, иллюстрируюп:ие работу устройства.

Устройство для контроля акустического контакта содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор - возбуддаюсдих импульсов и пьезоизл5 чатель 3, последовательно соединенные амплитудньй детектор 4, компаратор 5, триггер 6, ключ 7, источник 8 питания и индикатор 9 акустического контакта, ждутций мультивибратор 10, включенный между синхронизатором 1 и вторым входом триггера 6, и источник 11 опорного напряжения, подключенньй к второму входу компаратора 5. Генератор 2 подключен к входу детектора 4.

Устройство работает следуняцим образом.

Импульсом 12 синхронизатора 1 запускается генератор 2 возбуждаюп(их импульсов, напряжение с выхода которого возбуждает пьезоизлучатель 3 и поступает на детектор 4. Детектор 4 выделяет огибающую 13 возбуждающего сигнала, которая поступает на первый вход компаратора 5. На второй вход компаратора 5 с источника 11 : опорного напря: сения поступает постоянное опорное напряжение 14, уровень которого составляет, примерно, 0,1 от максимального уровня огибающей 13

Компаратор 5 формирует на своем выходе импульс 15 длительностью t t - t равной длительности импульса огибающей 13 по соответствующему уровню опорного напряжения 14.

Одновременно с запуском генератора 2 возбуждакя щх импульсов импульс 12 синхронизатора 1 запускает ждущий мультивибратор 10. Длительность Л э 3 -1 импульса 16 мультивибратора 10 может регулироваться и устанавливается равной длительности

0

5

0

5

0

5

0

5

uty огибающей возбуждающего импульса, соответствующей эталонному значению, полученному при требуемых контактных условиях. Значение 31, получают экспериментально путем предварительных исследований, изменяя усилие прижима преобразователя 3 к поверхности контролируемого объекта, тип контактной смазки и т.д. Так, например., длительность огибаю- рдей возбуждающего импульса при возбуждении преобразователя с рабочей частотой f 600 кГц прибором УД2-16 при хорошем качестве акустического контакта составляет 8 мкс.

Триггер 6 представляет собой синхронизированный П-триггер с управлением по срезу (заднему фронту) импульса 16, поступающего на его С-вход с выхода мультивибратора 10. Таким образом, при поступлении импульса 15 с выхода компаратора 5 на первый D-вход триггера 6 на его выходе, начиная с момента времени t, появляется сигнал 17 логической единицы. Этот сигнал поступает на ключ 7, шунтирующий цепь управления источника 8 питания. В результате электропитание от источника 8 питания не подается на те блоки ультразвукового прибора (на фи г. 1 не показаны) , которые не связаны непосредственно с работой самого устройства для контроля -качества акустического контакта, т.е. блоков 1-9 на фиг. 1, (и которые являются основными потребителями энергии, например, блоки инди-- , обработки информации и др.). Если качество акустического контакта пьезоизлучателя 3 с поверхностью вводаг ультразвукового сигнала в объект контгволя хорошее, то на выходе генератора 2 возбуждаюпщх импульсов (после поступления на его вход импульса 18 синхронизатора 1) присутствует импульс 19, длительность которого (по уровню опорного напряжения 14) равна длительности дг. t - t импульса 20 .на выходе компаратора 5. Причем длительность j импульса 20 меньше эталонной длительности /ltj tj - tj импульса 21с выхода мультивибратора 10. В результате в момент времени t на выходе триггера 6 появляется сигнал 22 логического нуля. При этом ключ 7 перестает шунтировать цепь управления источника 8 питания и сигнал поступа

515

ет на индикатор 9 акустического контакта и другие блоки ультразвукового прибора. При хорошем акустическом контакте пьезоизлучателя с поверхностью ввода ультразвуковых колебаний длительность возбуждающего импульса в 2-3 раза меньше, чем при плохом качестве акустического контакта . Это объясняется тем, что при хорошем акустическом контакте увеличивается отдача акустической энергии пьезоизлучателя во внешнюю среду, а сле- дов.ательно, уменьшается его добротность, которая и определяет колебательные свойства преобразователя. Значительные изменения дхп-гтельности возбуждаюр;его импульса при изменении контактирую1дих условий позволяют повысить надеясность контроля.

Формула изоб ретения

0

7

5

196

повышения точности, в качестве параметра определяют длительность огибающей возбуждающего радиоимпульса, а о качестве контакта судят по разности измеренной дл1-1тельности и длительности возбуждающего радиоимпульса при эталонном контакте.

2. Устройство для контроля акустического контакта между пьезоизлучателем и изделием, соде ржащее последовательно соединенные синхронизатор и генератор возбуждающ1-1х им- . пульсов, предназначенньй для подключения к пьезоизлучателю, и последовательно соединенные триггер, ключ, источник питания и индикатор, о т- л и ч а ю и е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными aмш итyдны 5 детектором, вход которого под1хлючен к выходу генератора возбуждающих импульсов, и компаратором, выход которого подключен к первому входу триггера, источником опорного напряжения, подключенным к .второму входу компаратора, и жду- 1ЧИМ мультивибратором, включенным между выходом синхронизатора и вторым входом триггера.