Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1991 года по МПК G01N29/10 

Изобретение относится к нерэ рушаю- щему контролю материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля изделий в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет высокочастотного цифрового преобразования обработки и регистрации в оперативном запоминающем устройстве всех параметров максимумов множества принимаемых сигналов, превысивших в своих зонах контроля установленные уровни регистрации

На фиг 1 представлена струк-урная схема ультразвукового (УЗ) дефектоскопа; на фиг 2 - временные диаграммы поясняющие работу дефектоскопа.

УЗ дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 и распределитель 2 импульсов п цепей из последовательно электроакустически соединенных 1енератора 3 возбуждения ультразвуковых колебаний (УЗК), вход которого подключен к соответствующему выходу распределителя 2 импульсов, и УЗ преобразователя 4, последовательно соединенные коммутатор 5, п входов которого подключены к соответствующим УЗ преобрззователям 4, и логарифмический усилитель б, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП) и регистр 8, счет.UK 9 координат, первое оперативное запоминающее устройство 10 (ОЗУ), схему 11 сравнения, по:ледовательно соединенные кварцевый генератор 12, формирова тель 13 управляющих импульсов и мультиплексор 14, сумматор 15, второе ОЗУ 16 и третье ОЗУ 17, входы с первого по п которого подключены к соответствующим вхгчам первого и второго ОЗУ 10 и 16, к входам с (п - 1)-го до 2п коммутатора 5 и к выходам 1 по п распределителя 2 импульсов, (п + 11-й вход - к второму выходу формирователя 13уп }вляющих импульсов, (п+ + 2)- и вход - к выходу сумматора 15, (п + 3)- и вход - к (п + 1)-му входу первого ОЗУ 10 и к первому выходу р°гистра 8, (п + 4)-й вход является входом дефектоскопа от датчика пространственных координат, выход - вч- ходом УЗ дефектоскопа, выход кварцевою генератора 12 подключен к входу синхронизатора 1 и к первым входам счетчика 9 коор- г,инат и АЦП 7, первый вход схемы 1 1 сравнения подключен к выходу мультиплексора 14, второй вход - к выходу АЦП 7, первый и второй выходы - к второму и третьему входам формирователя 13 управляющих импульсов соответственно, второй вход регистра 8 подключен к третьему выходу формирователя 13 управляющих импульсов, третий вхг ц - к (п + 1)му входу второго ОЗУ 16 и к выходу счетчика 9 координат, второй выход - к второму входу мультиплексора 14 и первому входу сумматора 15, выход второго ОЗУ 16 подключен к третьему входу мультиплексора 14, выход первого ОЗУ 10 подключен к второму входу сумматора 15, второй вход АЦП 7 подключен к выходу логарифмического усилителя 6, а четвертый вход формироватепя 13 управляющих импульсов подключен к второму входу счетчика 9 координат и к выходу синхронизатора 1.

Формирователь 13 управляющих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных триггера 18 и первой схемы 19 И, первого одновибратора 20, последовательно соединенных второго одновибрато- ра 21 и схемы 22 ИЛИ, рторой схемы 23 И, инвертора 24. включенного между выходом второго одновибратора 21 и первым входом второй схемы 23 И. и формирователя 25 задержки, вход которого является вторым входом формирователя 13 управляющих импульсов, вход подключен к второму входу второй схемы 2 J И, второй вход первой СХР- мы 19 И является первым входом формирователя 13 управляющих импульсов, третий

вход подключен к выходу первоги одновибратора 20, выход - к первому входу триггера 18 и является вторым выходом формирователя 13 управляющих импульсов, второй

вход схемы 22 ИЛИ подключен к входу второго одновибратора 21 и является третьим входом формирователя 13 управляющих импульсов, третий вход - к второму входу триггера 18 и является четвертым входом

0 формирователя 13 управляющих импупьсоз, выход - к входу первого одновибратг.рэ 20 и четвертому сходу первой схчмы 19 И и является первым выходом формирователя 13 управляющих импульсов, а выход вто5 рой схемы 23 И подключен к третьему входу триггера 18 и является третьим выходом формирователя 13 управляющих импульсов.

Позициями 26 - 38 обозначены выходы сигналов с блоков УЗ дефектоскопа.

0 Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Кварцевый генератор 12 содержит в своем составе кварцевый резонатор и вырабатывает высокостабильные во времени

5 и к внешним воздействиям импульсы 27 преобразования высокой частоты. Выбор частоты -кварцевого генератора определяется необходимой дискретностью (точностью) преобразования и регистрации

0 параметров, принимаемых дефектоскопом сигналов и быстродействием применяемой схемотехники, Длительность периода следования импульсов на выходе кварцевого генератора определяет собой длительность

5 такта преобразования. Импульсы 27 преоб- оазования с выхода кварцевого генератора 12 поступают на вход синхронизатора 1, где из них формируются синхроимпульсы 28, например высокого логического уровня, ко0 торые своим логическим уровнем производят /становку схемы дефектоскопа в исходное состояние, а своим задним фронтом определяют начало циклов прозвучива- ния Мастита следования синхроимпульсов

5 устанав/i шается в синхронизаторе 1 известными способами (не показано), Включенный на выходе синхронизатора 1 распределитель 2 импульсов включает в работу каналы, например, так, что первым

0 синхроимпульсом 28 запускается первый генератор 3 возбуждения ультразвуковых колебаний, вторым синхроимпульсом запускается второй генератор 3 УЗК и т. д., а после прихода n-го синхроимпульса, запу5 екающего n-й генератор 3 УЗК, данный цикл повторяется сначала. Каждый из и генераторов 3 УЗК возбуждает соответствующий ему ультразвуковой преобразователь 4 и последний посылает ультразвуковой импульс в обьект контроля (не показано). Этраженные от неоднородностей объекта контроля сигналы принимаются преобразователем 4 и через коммутатор 5 поступают на вход логарифмического усилителя 6, который обеспечивает усиление сигналов в широком динамическом диапазоне (например, 80 В) и имеет в своем составе двухполупе- риодный детектор. С выхода логарифмического усилителя 6 видеосигнал поступает для преобразования в цифровой код на второй вход АЦП. Последний оцифровывает входной сигнал с частотой следования импульсов 27 преобразования, которые поступают на его первый вход с выхода кварцевого генератора 12. Необходимая разрядность цифрового преобразования определяется необходимой дискретностью преобразования амплитуды входных сигналов (необходимой точностью регистрируемых амплитуд сигналов), оцифровываемых во всем динамическом диапазоне. Указанные величины связаны зависимостью

« -т2k

где (ЗА -дискретность преобразования амплитуды входного сигнала;

D - динамический диапазон входных сигналов;

k - число разрядов АЦП 7 для двоичного кода.

Например, динамический диапазон амплитуд 80dB на восьмиразрядном АЦП оцифрован с дискретностью 0,3dB. Применение АЦП с большим числом разрядов позволяет преобразовывать с меньшей дискретностью больший динамический диапазон. Если принять рабочую частоту УЗ преобразователя равной 1 МН2, а длительность отраженных сигналов 3 - 5 ее периода, то при частоте следования импульсов преобразования 20 МН2 принятый сигнал будет оцифрован 60 - 100 раз, т. е. дискретность (точность) регистрируемой координаты отражателя определяется длительностью такта преобрг пания. С выхода АЦП 7 k-разрядный цифровой код амплитуды преобразуемого сигнала поступает на первый вход регистра 8 и второй вход схемы 11 сравнения.

Счетчик 9 координат синхроимпульсом с выхода синхронизатора 1, либо импульсом от передней грани объекта контроля, выделяемым известными способами в случае работы в иммерсионном варианте (не показано), сбрасывается в ноль и после этого момента до своего заполнения производит последовательный счет импульсов 27 преобразования, поступающих нэ его первый вход с выхода кварцевого генератора 12.

Таким образом, дискретность отсчета и измерения (регистрации) координат равна длительности такта преобразования. Разрядность р счетчика 9 координат определяется необходимым диапазоном зоны контроля, максимально возможной координатой (глубиной) залегания регистрируемых отражателей при заданной дискретности регистрации координат. Названные величины

0 связаны зависимостью

6L ±, 2Р

где 6L - дискретность отсчета и измерения координат (длительность такта преобразо5 вания);

L - максимальная координата залегания отражателей:

р - число разрядов счетчика 9 координат для двоичного кода.

Своим выходом счетчик 9 координат во

время работы дефектоскопа производит последовательную выборку адресов второго ОЗУ 16, а будучи подключенным к третьему входу регистра 8, позволяет регистрировать

5 в последнем текущие значения координаты обрабатываемого сигнала в любом такте преобразования.

Первое ОЗУ 10 и второе ОЗУ 16 имеют одинаковую внутреннюю структуру и состо® ят каждое из п (по числу каналов) одинаковых областей (страниц) памяти. Перед началом контроля с помощью известного программатора в соответствующие области памяти каждого ОЗУ записывается инфор5 мация для каждого канала соответственно. Так, в первое ОЗУ 10 записываются кривые корректировки амплитуд регистрируемых сигналов с учетом чувствительности преобразователей. Эти кривые для каждого пре0 образователя могут быть либо снятыми экспериментально, либо рассчитанными на основе известных АРД-диаграмм. Корректура амплитуды сигнала из соответствующей области памяти первого ОЗУ 10 выводится по

5 поступающей в него на вход п + 1 координате, зарегистрированной для этого сигнала в регистре 8.

Во второе ОЗУ 16, в соответствующую для каждого канала область памяти, записы0 вается сложная кривая, учитывающая ряд параметров контроля для данного канала - зону контроля, уровень отсечки шумов, браковочный уровень, причем два последних в общем случае представляют собой

5 уровень регистрации. Кривые, записанные в каждую из областей памяти второго ОЗУ 16, в общем случае будут иметь вид кривых уровней регистрации в зонах контроля, а вне зоны контроля имеют место прямолишейные горизонтальные участки с максимальной амплитудой.

Таким образом, второе ОЗУ 16 выполняет роль одновременно формирователя кривой уровня регистрации и формирователя зоны контроля дл, каждого канала соответственно, что позволяет также исключить из схемы каждого канала дефектоскопа такой традиционный блок, как формирователь зоны контроля. Включение в работу той или иной области памяти каждого ОЗУ в процессе онтроля производится одновременно с включением в работу соответствующего УЗ преобразователя сигналом с соответствующего выхода распределителя 2 импульсов. Другие области i ,мяти каждого ОЗУ в это время находятся в выключенном состоянии, имея на своих информационных выходах высокий импеданс Эго позволяет в каждом ОЗУ объединить в общую шину все разряды информационных выходов всех областей соответственно. Адресные входы всех областей памяти в каждом ОЗУ также объединены по разрядам. Число разрядов р адресных входов первого и второго ОЗУ 10 и 16 равно числу разрядов счетчика 9 координат. Число разрядов k выходов каждого из этих ОЗУ равно числу разрядов АЦП 7. Во воемя работы дефектоскопа сигналами с выхода сметчика 9 координат из второго ОЗУ 16 ча третий вход мультиплексора 14 последо- ва ельно извлекается кривая уровня регистрации из гоответствующей для данного канала области памяти, а по зарегистрированному в регистре 8 текущему чачению координаты обрабатываемого сигнала извлекают из соответствующей области первого ОЗУ 10 на второй вход сумматора 15 корректуру амплитуды для текущего значения амплитуды сигнала в данном такте преобразования.

Сумматор 15 производит оперативное суммирование двух k-разрядных шсел, одно из которых поступает на его первый вход с второго выхода регистра 8 и является текущим значением амплитуды обрабатываемого сигнала в данном такте преобразования, а второе число поступает на второй вход сумматора 15 с выхода первою ОЗУ 10 и является корректурой для данного значения амплитуды. Соответственно, на выходе сумматора 15 появляется скорректированное текущее значение амплитуды (k-разрядов), передаваемое на (п + 2)-й вход третьего ОЗУ 17 одновременно. На (п + 3)-й вход последнего с первого выхода регистра 8 передается соответствующее ему текушее значение координаты.

Третье ОЗУ 17 предназначено для записи в него скорректированных и обработанных параметров зарегистрированных сигналов. Оно.как и первые два ОЗУ дефектоскопа, состоит из одинаковых областей памяти, так, что регистрация и запись параметров

сигналов осуществляется раздельно по каналам их принявшим. Выборка области памяти ОЗУ производится соответствующим импульсом с выхода распределителя 2 им- пульсоч. Третье ОЗУ 17 является оператив0 ным запоминающим устройством с последовательной выборкой, или, в простом случае, содержит в своем составе счетчик адреса, все разряды выходов которого соответственно соединены с адресными ихода5 ми всех областей памяти данного ОЗУ. Импульс 38 записи параметров, поступающий на (п + 1)-й вход данного ОЗУ с второго выхода формирователя 13 управляющих импульсов, своим передним фронтом

0 производит запись параметров зарегистрированного сигнала в соответствующую область памяти ОЗУ, а своим задним фронтом производит увеличение адреса на выходе счетчика адреса на единицу, выбирая

5 следующий адрес ОЗУ и подготовив место для следующей записи.

Разрядность адресов третьего ОЗУ 17 определяется необходимым количеством регистрируемой в ОЗУ информации и воз0 можностями ее оперативного вывода (считывания) из него. Число разрядов его информационных входов определяется суммой разрядов всех регистрируемых параметров для одного зарегистрированного

5 сигнала дефекта. Это число разрядов амплитуды К, поступающей на (п + 2)- и вход ОЗУ, число разрядов координаты р, поступающей на (п + 3)-й вход, к ним необходимо приплюсовать число разрядов пространственных

0 координат, поступающих в третье ОЗУ 17 от датчика пространственных координат положения сканирующей системы (не показано). Узким обиазом, по одному адресу в соответствую /io область памяти третьего ОЗУ

5 17 записывается слово дефекта, содержащее информацию об отоажателе, зарегистрированном в конкретном канале.

Кром-з того, последний адрес ячейки соответствующей области памяти третьего

0 ОЗУ 17, в которую была произведена запись параметров зарегистрированного дефекта, одновременно служит счетчиком числа дефектов, зарегистрированных в данном канале за определенный отрезок процесса

5 контроля, Эта информация может оперативно, либо после какого-то этапа контроля, быть выведена из третьего ОЗУ 17 на регистратор (не показано), например ЭВМ, подключенную к нему своей общей шиной. На ЭВМ эта информация может быть также

подвергнута дальнейшей обработке Кроме того, ЭВМ своей общей шиной можег быть подключена к первому ОЗУ 10 и второму ОЗУ 16 и выступать для чих в качестве программатора.

Регистр 8 предназначен для записи текущих значений регистрируемых сигналов На его первый вход поступают k-разрядсв текущих значений амплитуды обрабатываемых сигналов с выхода АЦП 7 а на третий вход - соответствующие им р разрядов текущих значений координат с выхода счетчи- ка 9 координат. На второй вход регистра 8 поступают импульсы 34 записи текущих параметров с третьего выхода формирователя 13 управляющих импул сов (порядок и формирования рассмотрен ниже)

К-разрядный мультиплексор 14 типз два направления - в одно пропускает на свой k-разрядный выход либо зарегистрированное в регистре 8 текущее значение амплитуды обрабатываемого поступаю цее на второй вход мультиплексора либо текущее значзние кривой уровня регистрации с выхода второго ОЗУ 16, поступающее на его третий вход. Эти значения могут операция- но передаваться через мультиплексор М на первый вход схемы 11 сравнения Управление направлением передачи через м/льти- плексор осуществляется управляющими логическими уровнями 35, поступающими на первый вход мультиплексора 14 (вход направления передачи) с первого выхода формирователя 13 управляющих импульсов. Высокий логический уровень на пеовом входе мультиплексора 14 соответсть уг т пропусканию через него информации с nio третьего входа, а низкий логический уровень соответствует пропусканию на выход мультиплексора 14 информации с его второ го входа.

Схема 11 сравнения предназначена для оперативного сравнения в ходе преобразования и обработки сигналов двух k-разрядных чисел, поступающих на ее тервый и второй входы. Результатом сравнения двух чисел А и В могут быть соотношения А В,,А В. Пусть первый вход схемы сравнения будет входом числа В, второй вход - число А, т е. число А - всегда эсть текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала, поступающее с выхода АЦП 7 Число В может иметь два значения в зависимости от направления передачи через мультиплексор. Выходы схемы 11 сравнения оперативно определяют результат сравнения чисел Аи В, причем выполнение одного из трех возможных соотношений определяет установление высокого логического уровня на ее соответствующем выходе на все время выполнения данного соотношения. При 3i ом на двух других выходах схемы 11 сравнения устанавливаются низкие логические ун вни. Пусть первый выход схемы 11 срав- чгния определяет соотношение А В, второй выход определяет соотношение А В. Выход схемы 11 срап (ения, определяющий соотношение А - В, в данном случае не используется (не показано). Логические

0 уровни и их изменения с первого и второго выходов схемы 11 сравнения в качестве уп- рзвляюших воздействий передаются соответственно на второй и третий входы формипооателд 13 управляющих импульсов.

5Формирователь 13 управляющих ,ьго гостоя;чий .п определенным образом ее единенных известных логических э ьмегчо предназначен для формирования лчсо 34 записи в регистр 8 теку0 щих знач 41-м параметров сигнала,

пр ругивич-го регистрации и свой

A(J л вень Р пред лущем такте преобразот ия для ( Орми ючания импульсов 38 33|иси с трепе ОЗУ 17 скорректированных

5 параметров зарегистрированного дефекта а также дл формирования импульсов 7е упрчвлениянаправлением передачи че- рпз м ,Гиплексор14,при определении на схеме 11 сочинения текущего положения

0 ампл |тул1- обрг-i а ni- аемого сигнала в данном такге преобразования относитель- н 1 те пущено значения в данном же такте пиеобртзов. -ни урогня регистрации и от- ноипепы- о у Kf записанного в регистр 8 на5 пбо/ih uero з)-)чения амплитуды эгог сигнаса R опном из предидущих тактов Г1рробоаэогания

сганоеча F, noj.b триггера 18 формиро- (латсмя 13 уг расл импульсов осущест0 вляется по сигналам на его первом и втором bvo/iav Изменение логического уровня с низкого ча высокий на третьем входе триггера 18 устанавливает ма его выходе высокий уровень (фиг. 2, п. ЗС). Первый и второй

5 одновибрзторы 20 и 21 запускаются изменением входного лог тческого уровня с низкого ча ьысокий Оба они формируют на СРОИ вькодчх импупьсы длительностью, равной длительности такта преобразова0 ния причем на сь:ходе первого одновибра- тсра 20 формируется импульс 37 низкого логическо, о урорчя а на PI ходе второго од- нсвибрагора 21 формируется импульс 31 высокого логического уровня Одновибра5 тор 20 является одновибратором с повторным запуском. Импульс на его выходе продлевается всякий рая с приходом запускающего импульса во время действия предо дущего, так что между соседними тактами гоеобоазовзния на его ct /оде не возникает импульс переключения. Импульс на выходе одновибратора 21 заканчивается с началом следующего такта преобразования, чтобы в начале последнего направление передачи через мультиплексор 14 определялось уже не импульсом с выхода одновибратора 21, а уровнем с второго выхода (А В) схемы 11 сравнения. Формирователь 25 задержки формирует импульс 33 постоянной длительности, задеожанный относительно переднего фронта изменения логических уровней, поступающих на второй вход формирователя 13 управляющих импульсов для записи регистрируемых параметров в данном такте. Длительность сформированного импульса короче длительности такта преобразования. Величина его задержки определяется быстродействием применяемой схемотехники, а точнее величиной апертурной задержки многоразрядных схем (АЦП, схема сравнения, ОЗУ).

Синхроимпульс 28 с выхода синхронизатора 1 сбрасывает в ноль триггер 18, тем самым блокируется выход первого элемента 19 И, а через элемент 22 ИЛИ устанавливает на мультиплексоре 4 направление передачи, соответствующее пропусканию через него на первый вход схемы 11 сравнения (вход числа В) содержимого начальной ячейки соответствующей области (памяти) второго ОЗУ 15. С началом цикла прозвучи- вания в первом такте преобразования на схеме 11 сравнения текущее значение амплитуды сигнала преобразования сравнивается с соответствующим ему уровнем регистрации в зоне контроля (фиг. 2, п. 26) либо, если зона контроля начинается с задержкой относительно начала цикла про- звучивания, с максимальной амплитудой кривой вне зоны контроля, причем в этом случае возможная амплитуда сигнала превысить ее не сможет. Следовательно, до начала зоны контроля не возможно изменение уровня с низкого на высокий на первом выходе схемы 11 сравнения (выход А В) и на втором и третьем выходах формирователя 13 управляющих импульсов импульсы записи не будут сформированы. На втором выходе схемы 11 сравнения поддерживается высокий уровень (выход А В), т. е. в первом такте преобразования в зоне контроля текущее значение амплитуды сигнала сравнивается с соответствующим уровнем регистрации за счет высокого уровня (фиг. 2, п. 35) на первом входе мультиплексора 14. Этот уровень не изменяется и во все последующие такты преобразования до тех пор, пока не будет нарушено соотношение А В, где В - уровень регистрации, т. е. пока сигнал не превысит уровень регистрации (фиг. 2,

п. 26). В первом же такте преобразования при превышении текущим значением амплитуды сигнала уровня регистрации произойдет изменение уровня (с низкого на

высокий на первом выходе (А В) схемы 11 сравнения (фиг. 2, п. 30). Одновременно на ее втором выходе (А В) устанавливается низкий уровень(фиг. 2, п. 29). Поуказанному изменению уровня на выходе А В фор0 мирователь 25 задержки вырабатывает задержанный импульс 33 внутри такта преобразования, Этот импульс через второй элемент 23 И подается на второй вход регистра 8, в который осуществляется запись

5 текущих параметров принимаемого сигнала. Этим же импульсом триггер 18 устанавливается в единичное состояние.

Изменение уровня с высокого на низкий на втором выходе (А В) схемы 11

0 сравнения, пройдя через элемент 22 ИЛИ,

переключает мультиплексор 14. С выхода

последнего на первый вход схемы 11 срав нения начинают подаваться сигналы с

регистра 8 текущего значения амплитуды

5 предыдущего такта преобоазования или в начале цикла зондирования - уровень нуля. Следовательно, до момента записи в регистр 8 текущего значения амплитуды принимаемого сигнала в данном такте преоб0 разования выполняется соотношение А В, а после него - А В.

На первом выходе схемы 11 сравнения вновь устанавливается низкий уровень, а на втором его выходе низкий уровень остается.

5 С начала следующего такта преобразования на схеме 11 сравнения происходит сравнение текущего значения амплитуды сигнала с выхода АЦП 7 со значением амплитуды этого сигнала, записанным в предыду0 щем такте преобразования в регистр 8. Если вновь выполнится соотношение А В, то в последний будет записано новое значение амплитуды и координаты. Ситуация повторяет, я до тех пор, пока амплитуда

5 сигнала возрастает. При этом отслеживается и зарегистрирован максимум (локальный максимум) амплитуды сигнала со своей координатой. Все это время низкий уровень с выхода элемента 22 ИЛИ держит закрытым

0 первый элемент 19 И. В первом же такте преобразования, в котором значение амплитуды с выхода АЦП 7 станет меньше зна- чечия, зарегистрированного в предыдущем так re преобразования в регистре 8, на схе5 ме 11 сравнения выполняется соотношение А В и впервые с начала данного цикла прозвучивания на ее втором выходе происходит изменение уровня с низкого на высокий. Этим изменением запускается второй одновибратор 21, высокий логический уровень {фиг. 2, п, 31J с выхода которого через элемент 22 ИЛИ переключает и удерживает в этом положении ь данное такте преобпа- зования мультиплексор 14 так. что на первый вход схемы 11 сравнения поступает уровень регистрации, Запущенный этим же изменением первый одновибрэтор 20 низким уровнем на сяоем выходе (фиг. 2. п. 37) в течение того же такта преобразования держит закрытым первый элгмент 19 И. Если текущее значение амплитуды сигнала в данном такте преобразования оказывается меньше значения,зарегистрированного в регистре 8, а после переключения мультиплексора 14 оказывается выше уровня регистрации, т.е. выполняется соотношение А В, то это вызывает в этом же такте преобразования обратные изменения на выходах схемы 11 сравнения - на втором внходе уровень вновь станет низ им, а на первом происходит изменение с низкого sa высокий. Это изменение не преходит через второй элемент 23 И, так как он закрыт в течение данного такта преобразования низким уровнем с выхода инвертора 24 (фиг. 2, п. 32). С началом последующего такта преобразования заклиниваются импульсы на выходах одновибраторов. Если, текущее значение амплитуды сигнала вновь окажется меньше значения, зарегистрированного в регистре 8, и выше уровнг регистрации для данного такта преобразования, то ситуация повторяется, т. е происходит двойное сравнивание на схеме 11 сравнения и импульсы записи на выходах формирователя 13 управляющих импульсов не формируются. Если же в одном из последующих тактов преобразования при сравнении окажется, что текущее значение амплитуды сигнала больше значения, записанного ранее в регистр 8 (т. е. ранее был зарегистрирован локальный максимум), то в последний производится запись новых параметров, как описано выше. Если в одном из п .„ледую- щих тактов преобразования окажется, что текущее значение амплитуды сигнала меньше записанного в регистре 8 и меньше уровня регистрации в этом такте преобразования, т. е. сигнал, снижаясь от максимума амплитуды, перешел уровень регистрации сверху вниз, тогда выполняется соотношение А В при любом значении В, т. е. высокий уровень со второго выхода схемы 11 сравнения через элемент 22 ИЛИ поступает на четвертый вход первого элемента 19 И и длится более одного такта преобразования. После окончания отрицательного импульса на выходе первого одновибратора 20 на третьем входе первого элемента 19 И также устанавливается высокий уровень Высокий уровень

на выходе триггера 18 был установлен в момент превышения сигналом уровня регистрации. Поэтому следующий импульс преобразования с выхода кварцевого генератора 12 проходит через первый элемент 19 И на п -t 1 -вход т ретьего ОЗУ 17 в качестве импульса 38 записи, а. придя на первый вход триггера 18, сбрасывает его в ноль, вернув схему формирователя 13 управляющих импульсов

0 в исходное состояние.

На основании изложенного процесс обработки сигнала подразделяется на три характерные области: I - текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала ниже

5 соответствующего текущего значения амплитуды кривой уровня регистрации, хранимой ЕО втором ОЗУ 16. Здесь в каждом такте прооГ гиования текущее значение амплитуды сигнала сравнивается только с соот0 ветстауюшим значением амплитуды точки кривой из второго ОЗУ 16 и импульсы на выходах схемы 11 сравнения и формирователя 13 управляющих импульсов не формируются, 2 - текущее значение амплитуды

5 сигнала превысило уровень регистрации и с каждым тактом преобразования возрастает. Здесь текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала в каждом новом такте преобразования сравнивается со

0 значением амплитуды этого сигнала, запи- слнным в регистр 8 в предыдущем такте преобра ооания, при этом на третьем выходе }ю:;мирователч 13 управляющих импульсов фирмиоуются импульсы 34 записи

5 новых текущих параметров в регистр 8; 3 - текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала ниже ранее зарегистрированного в регистре 8 значения амплитуды этого сигнала, но выше уровня регистраG ции (снижение амплитуды сигнала от максимума к уровню регистрации), здесь в одном т.чкте преобразования текущее значение амплитуды обрабатываемого сигнала сравнивается сначала со значени5 ем амплитуды этого сигната, записанным в одном из предыдущих тактов преобразования в регистр 8 в качестве максимума, и с соответствующим текущим значением уровня регистрации, три этом двойное сравнение

0 обеспечивается переключением мультиплексора 14 импульсами с первого выхода формирователя 13 управляющих импульсов, а импульсы записи на его втором и третьем выходах не формируются; 4 - текущее зна5 чение обрабатываемого сигнала ниже ранее зарегистрированного в регистре 8 значения амплитуды этого сигнала и ниже уровня регистрации, здесь после снижения заднего фронта обрабатываемого ниже уровня ре- г/.ст pi-ции в конце данного такта преобраэовэния в формирователе 13 управляющих импульсов вырабатывается импульс 38 записи в ОЗУ 17 параметров дефектов, соответствующих максимальному значению амплитуды сигнала.

Таким образом, использование изобретения позволяет проводить полную автоматическую цифровую обработку принимаемых сигналов и регистрацию их параметров раздельно по каналам в реальном масштабе времени с учетом реальной чувствительности преобразователя и уровня шума, обеспечить в процессе контроля высокую точность регистрации максимумов амплитуд принимаемых сигналов и соответствующих им координат глубины залегания дефектов и сканирующего блока, временную стабильность, независимость от температурных воздействий и отклонений питающих напряжений.

Формула изобретения 1. Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор и распределитель импульсов, п цепей из последовательно электроакустически соединенных генератора возбуждения ультразвуковых колебаний, вход которого подключен к соответствующему выходу распределителя импульсов, и ультразвукового преобразователя,последовательно соединенные коммутатор, п входов которого подключены к соответствующим ультразвуковым преобразователям, и логарифмический усилитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и регистр, счетчик координат, первое оперативное запоминающее устройство и схему сравнения, входы с (п - 1)-го по 2п коммутатора подключены к выходам с первого по п распределителя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и производительнее и, он снабжен последовательно соединенными кварцевым генератором, формирователем управляющих импульсов и мультиплексором, сумматором, вторым оперативным запоминающим устройством и третьим оперативным запоминающим устройством, входы с первого по п которого подключены к соответствующим входам первого и второго оперативного запоминающего устройства и к выходам распределителя импульсов, (п + 1}-й вход - к второму выходу формирователя управляющих импульсов, {п + 2)-й вход - к выходу сумматора, (п 4 3)-й вход - к (п+ 1)-му входу первого оперативного запоминающего устройства и к первому выходу регистра, (п + 4)-й вход является входом дефектоскопа от датчика пространственных координат, выход - выходом дефектоскопа, выход кварцевого генератора подключен к входу синхронизатора и к первым входам счетчика координат и аналогоцифрового преобразователя, первый вход схемы сравнения подключен к выходу мультиплексора, второй вход - к выходу аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы - к второму и треть0 ему входам формирователя управляющих импульсов соответственно, второй вход регистра подключен к третьему выходу формирователя управляющих импульсов, третий вход - к (п + 1)-му входу второго оператив5 ного запоминающего устройства и к выходу счетчика координат, второй выход - к второму входу мультиплексора и первому входу сумматора, выход второго оперативного запоминающего устройства подключен

0 к третьему входу мультиплексора, выход первого оперативного запоминающего устройства подключен к второму входу сумматора, второй вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу лога5 рифмического усилителя, а четвертый вход формирователя управляющих импульсов подключен к второму входу счетчика координат и к выходу синхронизатора.

2. Дефектоскоп по п. 1, отличающий0 с я тем, что формирователь управляющих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных триггера и первой схемы И, первого одновибратора, последовательно соединенных второго одновибратора и

5 схемы ИЛИ, второй схемы И, инвертора, включенного между выходом второго одновибратора и первым входом второй схемы И, и формирователя задержки, вход которого является вторым входом формиро0 вателя управляющих импульсов, выход подключен к второму входу второй схемы И, второй вход первой схемы И является первым входом формирователя управляющих импульсов, третий вход подключен к выходу

5 первого -;новибратора, выход - к первому входу триггера и является вторым выходом формирователя управляющих импульсов, второй вход схемы ИЛИ подключен к входу второго одновибратора и является третьим

0 входом формирователя управляющих импульсов, третий вход - к второму входу триггера и является четвертым входом фор- мироьателя управляющих импульсов, выход к входу первого одновибратора и

5 четвеотому входу первой схемы И и является первым выходом формирователя управляющих импульсов, а выход второй схемы И подключен к третьему входу триггера и является третьим выходом формирователя управляющих импульсов.

Нареги

сглратор

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля изделий в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет высокочастотного цифрового преобразования обработки и регистрации в оперативном запоминающем устройстве всех параметров максимумов множества принимаемых сигналов превысивших всво- их зонах контроля установленные уровни регистрации Использование дополнительных блоков с новыми связями позволяет проводить полную аьтоматическую цифровую обработку принимаемых CHI налов и регистрацию их параметров раздельно по каналам в реальном масштабе времени с учетом реальной чувствительности преобразователя и уровня шумов,обеспечить в процессе контроля за один цикл прозвучивания по каждому каналу высокую точность регистрации распределения во времени в зоне контроля максимумов амплитуд принимаемых сигналов и соответствующих им координат глубины залегания дефектов, временную стабильность, независимость от температурных воздействий отклонений питающих напряжений 1 з п ф ты. 2 ич

Фиг.1

Т

-зад. fDLJLJLJUJl

ULJLJLJL

Л

фиг. г

ПГТПГТ

Jl

JLJLJLJl

ТПППГ