Способ ультразвукового контроля объектов и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использованоБультразвуковойдефектоскопии с визуализацией типа С.

Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет автоматического определение дефектного порогового уровня.

На фиг. I представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ ультразвукового контроля в теневом варианте: на фиг.2 - функция ПРВ ультразвукового изображения конкретного образца из углепластика(кривая 1) и результат ее диференцирования (кривая 2) с помош,ью устройства, реализующего способ:иа фиг.З1

Vi; -,Гр::13Н : ;:ОГраМма ;;;он;;рйт;lOi L: ObuSi -iU: : ::.(г::, де;фв; ТСгкС: ;S 1 nr.i if:;.shhii1 i ifiS /г кя ЗС1Мка ;;;c, чсг ячдо д;, i;;,пйр;- ;: 1Г 3, t bi/ O.u ;(;г(;:рг :гс с чодпмен с

ф;.1Г.Ч),сходом yJU : D«3nyKOi:( sAeirr; i ..::,:;;,j . ycCsiOCoO удоТразвуковогсг контре/ ; .;эл;;тяноч еяные с ппзм; ;:- ;ч,- :ть :5 п- гремещсЛИК ЗаКЛЮЧЗЗТСи З ОМ, ЧК фОрМ1 ру;аТЬ ;-гИП по ::-:,-4 ИНК о и Г|:;3ег:;гг:0:-./ о -:пС 1ЬЛЬНО

сцмфрованиой ультразауксоое «зсбрз кеконтролируемого ODbeicr а :о;:ь-1рпвс:

чОнтролмоугмргс оГ.-;.; -;:); рзссчигывг;-нь- -я,. ;(Иг етическ 1 св1п;;п|;н 1: N (пп ;v

ют n/lO Vi CCTVi р :СГ;рЭДеЛегП ;Пi4i:)OpflM;ii:il nC3i a:llji-r;f -0:--:: .-;rtM : ilj 7- ;bn ; .

веройтностк оптической :;.-OTHUC ;| (фуи:: вгг елей Ч /: 3) г|р1шол.; г-чу ; ::: d;; J ..b -: i - цию ПРВ) ультразву(08С1: j иэобргжо ;; :U; пом&пд) с rspajGija-rOb : и;Лг-:.-.-:. : У i J

определяют ..;атмчэскм дефе;ст1-(Ь1й г.О 5iiOK 5 опифропки, GXON ::иторсл-о (,

поговый vpOBSHi-: как Гретые с ; ацм .э ;i p-;v;r-с ;-1Ь ;;одо : - ль : pBo iy i Lj о дефе:-TGMity -i y- KUlW ЛРВ у;..;;5ау;а 0 .. --JU;T( - б/К.К о Hi;i. Г,;п-: i.b ; pl-J

биЗЖСКИЯ . ; CHisJl ifjS ii , Ki))Hr :.1 Л --4 ; fg фучкц;.,:/; :- г,., -ч;;)::- - ь;;о,ц1: .O . ipb;,:

;ja; фпр.1Имуя,(Т vrii-Tp;2;.uyi;OoOi. i сjcn/ i-ieHLi о oyxc/:v:-i- :;;с.к-;: 5 .,-л.1фр .пк л

i i3o6pf ;-KaHi/ifc кснтро/ч-1руг; ч;:ги ,;;-, d:.;:/ олохс 5 ;-;к:: . ;i - ,;-. jt ....; :;-;;;.:

Е1:-1Де С-развертки, nO KO Xn.JCi - Sy М ijCya ,3CVL- 103йЦ;. ;0|::Лру -0: Ь:- ВЫХС,-:ч-Л Ci.0 ;& ; КУН:. ляют (ywaya ibHol ксп-ггроль,ргч лльп-я, к зьзход с . рь . пхср,;;,--: о.ю;-: :

Способ улЬТроЗВуК()-0 0 КОМТрОЛП OOh., i/:- :10С;:ерСК :г 5ЛЬ.;3 ;;. :,i:-:i- 8:H;,.,ie СЛОК

53Н HS следующих мс/южениях. -- О Д -Фф ре-чиропан ., Рпг. ; ij - гэлизг л 5л лБ пуэктикз Оирз5о и сл:ь -:ес:ч1-1Л i-i;;c-10 г мзуел чзлц :;. ;, пусгл;;-.;лА C:XL:I о/1ока о

бража11Ий по методу адзпг- ного КЙЛКГЛ Р-Д ::)фарЗ;;| . со-ля / -; л 1Г;Кпимепi-i ifi мод (метод разделеш И по , вылпдок и-тгжо - лк.: Л ри ан1чЯ, s ахоЗнзлизе оптических зо5ражэч -;У| : ;сп;::ль,;у-д1и д&нн;.;х 3 егся льгментаций us основа ссл гцоиами .- локв Р . ;3SLip - л:;Лдл-1 - К -.:, со- гветПОВеденИП ГИСТОГр& МЫ, или фу:-И Д Л- Л,:-; ;.; аЛ:-;Н( ; с :зс,:;:0,рЗ i:-; ОЛГ к : pc iy-ВТЬ : :. Ю:;;

-кх;тл ; ;ЯСПрядалс Ь- ,.| i;epO:. r: ;ucri: Лг i :,г:Р - ал01:Л5Н1 1Я.

Т | -:аС :ОЙ Л/iOTMOCTM ЛЗООраЖОШтГ; л., i ,;/ЛЛО; 4 СКЛ I pOB l:;.-,;. - - И:- viai: i-:. ;pУ i Ц - ПРЗ л;;,обр;: Жек ля прл.сдлг -«ллсл; /iep, л; лл :oF :,i ic- fi;vib; ipb ./. i:; ; п; ;:Л : лобой ri. crorp w:-/y ;лтогс /лолрлчссгнь-гл :-ii..p -:i -: л - ислисЬ; -- : ;::тр -:,.нь ;- v P -i -- эм, ; wvipcE,a -ii-;yio на числе тсчу ; чялРон1).:ег 1 ;г/ оч-;,от1зе или:;; л л:р:фи л ;л. w -ro : .-о-лм,

При ЗТОМ ПйрОГОВЬ е ЗЛУЧЛ;-:.. - ;:Л 1- ;,.. -i i rp- :-|;К 1рмМеЛ, ;::i Л ЛОГО-Ц :фр ; 0 ; :,3п оп еделяются (оге.ратсро. ф 3;jO i;,T;--- рски,тлль, ;,;Л::лч;/; о- л; .: 1;;еч .iri лаочетл, /икрсрсф- езависим(: OV тл,л; ,:лл :-рлл;- ллл1 лаглр-зк диро :;экия :: ; ;-,,,л -:;- н b:i;0; ,;еи.:.

рлагериала и пярл етроо /-Л р ::: :оуи;ллггс;ЛЬ :;агфлг. ;йр, но ;.--,. :л- CHCTSI--.

ЛаИУйОЛЛ, npW ЛЮЬОг., СреД -ij- i . рЛЛгЛг , CTCCl iCI ::Л раС:-- Л о: - .., / чЛ Л;:.т

хаиия ультразсукэзогл С :п;ллй. д:-лре;Л;-л.-,;:; .iv yip.;, д.

;оот:: г 1 стоует плрзь й локалм-л- мaкc : Л iл с-лс: г:о;- лл/1:.-; ул: лнсч- -лнс;-:; сн

функций ПРВ в солаглч1 кий:-:лх лмплиту/рлрепе лнлс г,р..;л-ллоО. (;-л лолозано

Деф КГНЬ;Л ПОПОГОЛЫЛ урЛлЛНЬ улл:Л; Ул1Л|Л,.ые ПЛг;оЛрг л-;,:;г;Т;.:Л;ч л и .;

третьему экстрем -му (втэьсму ..-у.м.асгвлллгл;: coop д1 :-л;;, л дл, лз ллукового

ф гЛч1;1Лу , so n.p;-r3 - dJCy CUdiJivin pjeTL ;;л;-л| рл/,: л лОде ,рлзл;- ,л :л Ьл,:1ЛЛНС;-;

стад :онарьая точка лук: ц| Л flPG. ц :0 о- ре8к гор .-.л с по. -к) ил м:-: .i--::-...РОЯ Р(А) о, СООТ.ьЗтСТВуе7 .и П .iMyi /iy СД/НЛ-л, и:/;я, и-Л 1 , ПТДеЛЯЮП йму 0:;ЛПл:-:1.

гУ.зксиму : и, следогслельнс, сойпадзет л до-илу1.. й

фектным ncporoBbiiv; урозиЕл.. УкЛлЛлкслл-гуковыР дофе.лолко. д. 1.лэоу)л;и;ст и лу-гCnOMCTtU фуНКЦ;::. : i1 Р В Л ОЛ :. ЛЛ ВЙ ИО Л ОеСираЗСЛЛЛ-ЗЛ I: л, ЛЬ-;рЗЛЬу:а;БЫ

предлагаемом С -:лсл6е длл 2ат.лл;:лглч8-л 0 сл:, кллеоамлл, «ерез Л )ъе1а м

опоедеяэний дефектного ллллгс -о с у:;олзоспои -лмлютс;; гл исмкым 1рнсРра.лорлия. д1,зльнейшая Еизуелизаилл Л(;у:.далт:У л -тллем л и посрт:й; ;,г г илок ;; ол -члр аК1л.

етС11 ПС найденноггу де Лек-л- О vЛосле (лдл;;рО|ЛЛгслгллл 11е1:лд;л,.:я л jj;0;(

ПОрОГОЕОРЛу-урОВНЮ ;; двух ЦЗСТ-Зк i:.iS,-O; iaTrr с И ЛОПЛ8Кл;Л З тЛЛЖг: I .,Ьи .-Id или чески (без учзст1/ Я оператора.л5 Ьлоцл / расчст-т фунлдли i ,л л уль1:-эзйуга Устройство, реал зующее сгллсоР у/,ьт-soro лзображания л рслзльио - .

развукойого контроля з тенеоом, взрка1-:л8,илемени ф- Мbj и;и ле.зл Ьлок о Ло:л

соаепжит (фиг.1) ультрл2В ко1 ой дефекте-K;I пход блокл 7 олсчел s для ргсче л/ллфжцн счсп 1: мзлучаюудмп прйоЬрадо1:ч.ллг ь л з/ С которсгп .ие;- с эь1;шдО|. ульт;

V i

V i

РМВ параллельно с ходом сканирования, так и после завершения сканирования, Выбор характера расчета функции ПРВ выбирается оператором при запуске процесса сканирования объекта 11 в зависимости от текущей вычислительной нагрузки на ЭВМ устройства.

Формирование функции ПРВ ультразвукового изображения осуществляется путем ее формирования в запоминающем устройстве (ЗУ) ЭВМ, используемой в устройстве, в виде таблицы частоты повторения значений амплитуды ультразвукового сигнала. По окончании сканирования всего объекта 11 блок 4 сканирования формирует сигнал, инициирующий операцию дифференцирования функции ПРВ, который поступает на вход блока 8 дифференцирования. При сохранении функции ПРВ в ЗУ ЭВМ в виде таблиць зкаче- ние дифференцированной функ1 ии ПР6 находится как содержимое адреса а зюй таблице, который совпадает с вел1/1-ь1.,ой квантованного ультразвукового ctirsia/ia (с точностью до начального адреса таблицы Р ЗУ), Таким образом, дифференциропанпе функции ПРВ ультразвукового изображо- ия реализуете- в блоке 8 дифферсм1.,,();:г;а- ния коррекцией таблицы функции ПРВ в ЗУ, при кото; 0й каждое -OKyLijee значение фун- ки,ии ПРВ замончегся на разницу последу- iouinro и текуил О зм,5 - 0чи 1 в этой таблице. Результат такого дифференцирования Фун- киии ПРВ для ультразвукового изображе- ни.- , функция ПРВ ; о-орого показача на фиг,2 (кривая 1). представлрн на фиг.2 кривой 2.

По завершении операции диф ареици- рования блок 8 дифференцирований фсрм:.-- рует сигнал, инициирующий операц ч; поиска третьего нуля дифсререициала Функции ПРВ по ., заг исанной в ЗУ h a предыдущем ujart, .Этзт поступает -на вход блока 9 анализа. Поиск ссуществля- ется методом последовательного доступа путем ин; ремент5 ядреса в таблице дифференциала, начи тая с нулевого адреса з этой тaбл /1ЦfJ, Такая реализация требует зат.)аты стольких ячеек памяти, сколько з. - аче11ия может лри.чиматъ ультразвуковой сигнал, но сам псисч третьего нуля дифференциала функции- ПРВ выполняемся за один такт выбор)-.-: -АЗ помя7 : на одно возможное значе- н/е ультразвукового сигнала. Адрес третьего нуля- в таблице дифференциала функции ПРО а ЗУ ссвп,здает с уровне,м уль- трэзпукового сигнала, соответствующим дефектам из,аелия,

По окончании поиска адрес третьего нуля 3 лблице диффеиенциала поступает в

качестве дефектного порогового уровня в блок 10 визуализации, одновременно ини- цииру.и процесс построения ультразвукового изображения. На вход данных блока 10 визуализации поступают сигналы ультразвукового изображения из блока 6 накопления, которые сравниваются по величине с определенным в блоке 9 анализа дефектным пороговым уровнем. При построении ультразвукового изображения в виде С-раз- вертки сигналы, амплитуда которых ниже или выше порогового уровня отображаются разными цветами. В результате получается двухуровневая ультразвукограмма контролируемого объекта с четкой пространственной локализацией внутренних дефектов (фиг,3,

Гакик образо: ра пт организована по элгори . iy, соотве:стцу;ощему пред/iaracMo-.iV способу ультразвуксзсго контроля, и обеспечивает автсматяческое определение ппрсгопого уоов11я, что в ко- ноччо c ieie оЬс; iKj- iuiaor nGnh:ujciii n проИЗВОД Л ЙЛ ЬИОС Ui МТрОПГ.

Фор Л V л а 1 3 с 5 р с i е 1 i «

1. СГ ОСОб л Ь рЛЗ К; ;10ГО КОН РОЛЯ

{;Г;ьочтов, закл о--п1С1 и, тп з TCN , чю irOpN ii- . сс у пьтг-азиукорсз . об а- жение комт Р( л и р ve ; ого об:. ос и1ествляют расчет Функипк rvio: ( :1аспрсде.пен1 :им ОЯ1 нести уль развукозс- (о ; :- брлжен11н, зо к о го пой определяют де- фоктг;1:.1и yi o-iCiib, форгиируют ул:Л разеуковоо изсб)1а;-кс 1ие. 1соьтрол; ру;;- к} о ооьекта к 1 1:до (.)i 1чИ. по ко:оро- му сулят о . о т л и а ю ад и ,; с я TC .i, что. с ц;1/.;кс :). дос1сьо 5 ос ш - нроиззодиимы Ог : и КО п роли. де.|-скт|1|...чоски как трот .ко стпциочорную то-ку функции n;;oTi OC ii ра:.1;;к: Д(:леми - Сгс-к-нсстк; путем анализа ее ;:ик к прем;:иа/ : вой дефектоскоп, излучаюи;ий прообсазоЕта ол,. кхпд ссолинен с в.хо, ,пефактсскопа. и прсоб- разо5а11:Ль. которого создин тн с rva- дом дефектоскопа, установленные с возмож остъю к С pcMGiLieH ия по задачнс. й

траектории OTHOCnTC. ib;iO КОНТрОЛ; руег.

объск а. блок ска ТирЗ Зания, кинематически связанный с преобразователями, блок оцифровки, вход котсрсго соедиь- эн с вторым Быходсм дефектоскопа, блок накопления и блок расчета : уик1;11и плотн ости распределения вероятности, noiV - -je зходы которых соединен::- с .ы ход о г-. ; бло,к;з ровки, и блок г;изуал,1 ащ- и, гри этом второй вход блока накопления соединен с позиционирующим выходом блока сканироЕза- ния, а выход - с вторым входом блока расчета функции плотности распределения вероятности и с входом данных блока визуализации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными блоком дифференцирования и блоком анализа, выход которого соединен с пусковым входом блока визуализации, вход данных блока дифференцирования соединен с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности, а пусковой вход - с одноименным выходом блока сканирования.

Изобретение относится к средстам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет автоматического определения дефектного порогового уровня. Способ основан на использовании свойства функции плотности распределения вероятности Р(А) /функции ПРВ/ оптической плотности изображения А, заключающимся в том, что независимо от типа контролируемого материала и параметров ультразвукового /УЗ/ контроля при любом среднем уровне затухания УЗ сигнала, дефектам соответствует первый локальный максимум функции ПРВ в области низких значений амплитуд. Тогда дефектный пороговый уровень УЗ изображения соответствует третьему экстремуму функции ПРВ и может быть найден как третья стационарная точка этой функции путем анализа ее дифференциала, что позволяет осуществить автоматическое (без участия оператора) определение дефектного порогового уровня и обеспечить достижение указанного положительного эффекта. Способ реализуется в теневом варианте следующим образом. Объект 11 контроля закрепляет на рабочей позиции между излучающим 2 и приемным 3 преобразователями. С помощью блока 4 сканирования, управляющего перемещением преобразователей 2 и 3 по заданной траектории и УЗ дефектоскопа 1, электрически связанного с ними, осуществляется сканирование объекта 11 и сбор данных УЗ контроля. Полученная информация оцифровывается. Дальнейшая ее обработка осуществляется в тракте обработки устройства в соответствии с описанным алгоритмом автоматического определения дефектного порогового управления. Элементы тракта обработки реализованы на базе ЭВМ и ее систем известными средствами. Визуальный контроль осуществляется на двухуровневой ультразвукограмме, предсталяющей собой бинарное УЗ изображение в виде развертки типа С на экране блока 10 визуализации. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

О

.и

25

75 100 125 ISO 175 100 Фае.2

-.-и;.-..-,-Н-1- -ЙН- Н4Н

ftf

150

:,/L/ 1 -jirrrr rrrzrrtnzr: :

n

100

200 300

Ш

Л7