Устройство для ультразвукового контроля изделий Советский патент 1991 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых сигналов и может быть использовано при контроле цилиндрических поверхностей в металлургическом производстве.

Цель изобретения - повышение Достоверности контроля плавниковых труб за счет учета расстояния между излучающим и приемным преобразователями.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для ультразвукового контроля изделий для случая четырех каналов измерений; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство для ультразвукового контроля изделий (фиг. 1) содержит четыре канала излучения-приема ультразвуковых сигналов, в каждом из которых используются по- следовательносоединенные

преобразователь 1, ключ 2, регулируемый усилитель 3, регистр 4 сдвига, счетчик 5 и исполнительный механизм 6 и генератор 7 зондирующих импульсов, выход которого подключен к преобразователю 1, Ультразвуковые преобразователи 1 устройства установлены по окружности в корпусе контрольного блока 8.

Устройство также содержит общие синхронизатор 9, генератор 10 строб-импульсов, кольцевой генератор 11, формирователь 12 импульсов, индикатор 13 и регулятор 14 амплитуды, выполненный в виде схемы ИЛИ 15, регистра 16 сдвига, а также усилителей 17 - 20, ключей 21 - 24 и триггеров 25 - 28 по числу каналов устройства.

Усилители 17 - 20 и ключи 21-24 регулятора 14 амплитуды последовательно соединены, при этом выход N-ro ключа

Ј

,,

to

М

0

W

Ј

Ч

соединен с входом первого усилителя, первые входы триггеров 25 - 28 подключены соответственно к выходам регистра 18 сдвига, вторые входы - к выходу формирователя 12 импульсов, а выходы -4 к вторым входам ключей 21-24 соответственно. Входы усилителей 17-20 регулятора 14 амплитуды соединены соответственно с выходами регистра 16 сдвига, а выходы - с вторыми входами регулируемых усилителей 3 каждого канала соответственно.

Выход синхронизатора 9 соединен с вторыми входами регистров 1 сдвига каждого канала, с входом генератора 10 строб- импульсов, кольцевого генератора 11, формирователя 12 импульсов и индикатора 13, выходы кольцевого генератора 11 соединены с вторыми входами ключей 2 каждого канала, с входами генераторов 7 зондирующих импульсов каждого канала соответственно и с входами схемы ИЛИ 15 регулятора 14 амплитуды. Выход последней подключен к первому входу регистра 16 сдвига реп/ля- тора 14 амплитуды, выход генератора 10 строб-импульсов соединен с вторым входом регистра 16 сдвига регулятора 14 амплитуды и с третьими входами регулируемых усилителей 3 каждого канала, выходы которых подключены соответственно к входам регистра 16 сдвига каждого канапа и к сигнальным входам индикатора 13

Устройство для ультразвукового контроля изделий работает следующим образом,

Через центральное отверстие контрольного блока 8 пропускают контролируемое изделие (не показано). По сигналу, поступающему с выхода синхронизатора 9 (фиг. 2, поз. С), запускаются генератор 10 строб- импульсов, кольцевой генератор 11 и формирователь 12 импульсов. На выходе последнего формируется импульс малой длительности, переводящий все триггеры 25 - 28 регулятора 14 амплитуды в одинаковое состояние, при котором па их выходах устанавливаются уровни логической 1, отпирающие ключи 21-24 регулятора 14 амплитуды, Сигнал на выходе генератора 10 строб-импульсов (фиг. 2, поз. СТ), задающий зону контроля для преобразователей, поступает на третьи входы регулируемых усилителей 3 каждого канала и на второй вход регистра 16 сдвига регулятора 14 амплитуды. На выходах кольцевого генератора 11 последовательно формируются импульсы (фиг. 2, поз. К1, К2, КЗ, К4), поступающие на второй вход ключа 2 и на вход генератора 7 зондирующих импульсов в первом, затем во втором и в последующих каналах устройства, последовательно задавая для одного

из каналов режим излучения, для других - режим пр-иема ультразвуковых колебаний. Излученные одним из преобразователей 1 ультразвуковые сигналы распространяются

вдоль образующей Окружности цилиндрической поверхности контролируемого изделия, При отражении от дефектов сигналы меняют направление распространения и принимаются остальными преобразовате0 лями. Одновременно с этим в регуляторе 14 амплитуды на выходе схемы ИЛИ 15 формируется сигнал логической 1, поступающий на вход регистра 16 сдвига, где осуществляется его запись, С первого выхода регистра

5 16 сдвига сигнал поступает на первый вход первого триггера 25 и переводит его в противоположное состояние, в результате чего запирается ключ 21 и замкнутая цепь последовательно соединенных в чередовании

0 усилителей 17 - 20 и ключей 21-24 размыкается. На выходах усилителей 17 20 регулятора 14 амплитуды устанавливаются возрастающие уровни напряжения (Фиг, 2, поз. U1, U2, U3, U4), поступающие на вторые

5 входы регулируемых усилителей 3 соответственно в первом, втором и последующих каналах устройства. В указанном порядке в этих каналах устанавливаются возрастающие коэффициенты усиления. Усиленные

0 ультразвуковые сигналы, отраженные от дефектов изделия и принятые ппеобразовате- лями 1 вс втором и последующих каналах, поступают па вход индикатора 13 и на входы соответствующих регистров 4 сдвига, где по

5 заднему фронту сигнала с первого выхода кольцевого генератора 11 осуществляется их запись а виде уровня логической 1.

При формировании сигнала на втором выходе кольцевого генератора 11 в режиме

0 излучения начинает работал ь преобразователь 1 сторого канала. Одновременно с излучением ультразвуковых сигналов в изделие в регуляторе 14 амплитуды происходит формирование новых коэффициентов

5 усиления для регулируемых усилителей каждого канала: цепь последовательно соединенных усилителей 17 - 20 и ключей 21-24 оказывается разомкнутой вторым ключом 22, и коэффициенты усиления регулируемых

0 усилителей 3 устанавлинаются в порядке возрастания для второго, третьего и последующих (вплоть до первого) каналов устрой- ства. Принятые и усиленные ультразвуковые сигналы вновь поступают

5 на индикатор и на вход регистров 4 сдвига каждого канала, где также осуществляется их запись после окончания сигнала на втором выходе кольцевого генератора 11. Аналогично устройство работает во время излучения сигналов преобразователем

третьего и последующих каналов. По окончании всех режимов работы в счетчике 5 каждого канала осуществляется подсчет общего количества импульсов, поступивших на вход соответствующего регистра 4 сдвига. Если общее число импульсов превышает заранее заданное значение, на вход исполнительного механизма 6 соответствующего канала подается команда, по которой последний отмечает зону расположения дефекта на контролируемом изделии.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает электронное сканирование изделия ультразвуковыми сигналами, при котором преобразователи неподвижны относительно изделия, а принятые сигналы усиливаются с учетом расположения преобразователей и расстояния между ними, что повышает достоверность контроля плавниковых труб и других сложных цилиндрических поверхностей.

Формула изобретения Устройство для ультразвукового контроля изделий, содержащее N каналов излучения-приема ультразвуковых сигналов, каждый из которых включает генератор зондирующих импульсов, усилитель и преобразователь, подключенный к выходу генератора зондирующих импульсов, а также общие синхронизатор, индикатор и генератор строб- импульсов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет учета расстояния между излучающим и приемным преобразователями, усилитель в каждом канале выполнен с регулируемым коэффициентом усиления, а устройство содержит в каждом канале ключ, первый вход которого подключен к преобразователю, а выход - к входу регулируемого усилителя, последовательно соединенные регистр сдвига, счетчик и исполнительный механизм, общие кольцевой

генератор, формирователь импульсов и регулятор амплитуды, выполненный в виде схемы ИЛИ, регистра сдвига, N усилителей, N ключей и N триггеров, усилители и ключи регулятора амплитуды последовательно соединены, при этом выход N-ro ключа соединен с входом первого усилителя, первые входы триггеров соединены соответственно с выходами регистра сдвига регулятора амплитуды, вторые входы - с выходом формирователя импульсов, выходы подключены соответственно к вторым входам ключей регулятора амплитуды, входы усилителей соединены соответственно с выходами регистра сдвига регулятора амплитуды, а

выходы - с вторыми входами регулируемых усилителей каждого канала соответственно, выход синхронизатора соединен с вторыми входами регистров сдвига каждого канала и с входами кольцевого генератора, формирователя импульсов и индикатора, выходы кольцевого генератора подключены соответственно к вторым входам ключей каждого канала, к входам генераторов зондирующих импульсов каждого канала и

к входам схемы ИЛИ регулятора амплитуды, выход последней подключен к первому входу регистра сдвига регулятора амплитуды, выход генератора строб-импульсов соединен с вторым входом регистра сдвига регулятора амплитуды и с третьими входами регулируемых усилителей каждого канала, выходы которых подключены соответственно к входам регистра сдвига каждого канала и к сигнальным входам индикатора.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых сигналов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля плавниковых труб за счет учета расстояния между излучающим и приемным ультразвуковым преобразователем. В устройстве осуществляется ультразвуковое сканирование изделия неподвижными по отношению к нему преобразователями, в каждом цикле работы устройства один из преобразователей работает в режиме излучения, другие - в режиме приема ультразвуковых сигналов. Режимы работы преобразователей меняются и одновременно меняются коэффициенты усиления принятых сигналов с учетом расстояний между излучающим и приемным преобразователями. 2 ил.

(риг. 1

К2

КЗ

I I

М

СТ

иг

us

иь

I

I I

1L

I

Фиг. 2