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

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям и может быть использовано для контроля качества многослойных конструкций, композиционных материалов и сварных соединений.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет более точного определения соответствия измеренных амплитудного и фазового спектров принятого сигнала эталонным спектрам.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для контроля изделий.

Устройство содержит последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1, приемно-передающий блок 2 и анализатор 3 комплексного спектра, блок 4 памяти, выходной блок

5, последовательно соединенные блок 6 корреляционного преобразования и блок 7 логики. Блок 6 корреляционного преобразования информационным входом соединен с выходом анализатора 3 комплексного спектра, вторым входом - с выходом блока 4 памяти. Блок 7 ло- ники подключен первым выходом к входу выходного блока 5, а .вторым и третьим выходами - к управляющим входам соответственно блока 4 памяти и анализатора 3 комплексного спектра. Электроакустический преобразователь 1 находится в акустическом контакте с исследуемым образцом 8.

Устройство для контроля изделий работает следующим образом.

Ириемно-передающий блок 2 вырабатывает широкополосные электрические

о ел

оо

1

оэ

сигналы, которые преобразуются в ультразвуковые колебания электроакустическим преобразователем 1. Эти колебания распространяются в исследуе- мом образце 8, отражаются от дефектов или от края образца, воспринимаются электроакустическим преобразователем 1, усиливаются в приемно-передающем блоке 2 и поступают на вход анализа- тора 3 КОМПЛ2КСНОГС спектра.

Передаточная функция электроакустического тракта устройства определяется следующим выражением:

) K,(jcO)-K2(j(3) K9(jCO)K XK4(jW) K5(jaD),(1)

где К (jG)) - выходная функция возбуждающего генератора электроакустического преобра- зователя 1 Кг() и

K(jCO) - передаточные функции соответственно возбудителя и приемника акусти- ческих колебаний электроакустического преобразователя 1 j

K,(jco) - передаточная функция материала исследуемого об- разца 8;

К (JCO) - передаточная функция дефекта исследуемого образца 8,

W - частота сигнала. Передаточная функция дефекта исследуемого образца 8 является функцией f параметров дефекта:

K5(JCO) f (X,N,S,Q,R),

(2)

где X - координаты дефекта;

N - характер дефекта ;

S - площадь дефекта ,

Q - ориентация дефекта

R - включение (заполнение) дефек-

та.

Анализатор 3 комплексного спектра измеряет амплитудную СЙЗ(СО) и фазовую РИЭ,((О) составляющие спектра принятого широкополосного сигнала, который, как следует из выралений (1) и (2), содержит полную информацию о структуре исследуемого образца 8 и о его дефектах, если таковые имеются

Измеренные амплитудный и фазовый спектры с выхода анализатора 3 комп

лексного спектра в цифровом виде поступают на первый вход блока 6 корреляционного преобразования, на второй вход которого в определенном порядке подаются соответствующие амплитудные и фазовые спектры эталонных сигналов, которые хранятся в блоке 4 памяти. Эталонные спектры выбираются, исходя из конкретных задач контроля. Это могут быть, например, спектры, соответствующие бездефектному изделию, изделию с дефектами структуры, а таклсе спектры, соответствующие различным типам (сфера, цилиндр, плоскость) , размерам и ориентации дефектов.

Блок 6 корреляционного преобразования осуществляет вычисление функций :

W

RQ,c,z(s) iff

Rr,«4 (s) Iff J

Pdtf..

-w

2530

35

40

45

д 55

где Г,из((0)

и GgT-(o) - соответственно измеренный

и эталонный амплитудные

спектры

VB

(О)

if

и РЭТ, (bi) соответственно измеренный и эталонный фазовые спектры ,

U - ширина частотного интервала, на котором производится взаимно корреляционное преобразование; i - номер эталонных спектров в

блоке 4 памяти , - приращение частоты сигнала.

Выражение (3) соответствует взаимно корреляционному преобразованию измеренного и эталонного амплитудных спектров, а выражение (4) - взаимно корреляционному преобразованию измеренного и эталонного фазовых спектров. Эти преобразования осуществляются для спектров измеренного сигнала с каждым из хранимых в блоке 4 памяти эталонных спектров. Полученные значения функций ) и Rr, F.j(p подаются на блок 7 логики, который из полученного множества значений выби- рает максимальное, и пи номерам .адресов эталонных сигналов, соответствующих этим максимальным значениям, определяет дефектность изделия, тип, ориентацию и размеры дефектов. Эта информация подается на выходной блок

5, в котором производится ее отображение в необходимой форме.

Блок 7 логики управляет выдачей значений составляющих соответствующих спектров с выходов анализатора 3 комплексного спектра и блока 4 памят соответственно на первый и второй входы блока 6 корреляционного преобразования. Блок 7 логики также вырабатывает сигналы управления, которые синхронизируют функционирование анализатора 3 комплексного спектра и блока 4 памяти.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность контроля за счет нахождения максимальных значений взаимно корреляционных функций амплитудных и фазовых спектров принятого сигнала и соответствующих эталонных спектров.

5

0

Формула изобретения

Устройство для контроля изделий, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемно-передающий блок и анализатор спектра, блок памяти н выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными блоком корреляционного преобразования и блоком логики, а анализатор спектра выполнен в виде анализатора комплексного спектра и подключен выходом к первому входу блока корреляционного преобразования, подсоединенного вторым входом к выходу блока памяти, выходом - ко входу iблока логики, подключенного первым выходом ко входу выходного блока, а вторым и третьим выходами - к управляющим входам соответственно блока памяти и анализатора спектра.

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям и может быть использовано для контроля качества многоспойных конструкций, композиционных материалов и сварных соединений. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет более точного определения соответствия измеренных амплитудного и фазового спектров принятого сигнала эталонным спектрам. Осуществление в блоке 6 корреляционного преобразования и определение в блоке 7 логики максимальных зналений взаимно корреляционных функций амплитудных и фазовых спектров сигнала, отраженного от исследуемого образца 8, и эталонных спектров позволяют с высокой точностью найти соответствие спектральных характеристик принятого сигнала и эталонных спектров, что по выыает достоверность контроля. 1 ил. - 8 k/