Устройство для радиационной дефектоскопии Советский патент 1992 года по МПК G01N29/18 G01N23/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для радиационного контроля качества материалов и изделий.

Известно устройство для радиационной дефектоскопии, в котором контролируемое изделие просвечивают с помощью источника излучения, а прошедшее через контролируемое изделие излучение регистрируют с помощью жестко соединенного с источником детектора. При этом источник и детектор располагают так, чтобы соединяющая их линия была наклонена под углом, меньшим 90°, к плоскости контролируемого изделия, а контролируемому изделию (или системе источник - детектор) сообщают вращательное движение вокруг оси, не совпадающей с линией, соединяющей источник и детектор. Данное устройство позволяет повышать избирательность при определении места дефекта, но обладает невысокой точностью выявления дефекта.

Известен радиационный дефектоскоп, содержащий источник излучения и последовательно соединенные детектор излучения, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и блок регистрации. Данное устройство обладает невысокой достоверностью контроля при низких отношениях сигнал/шум.

Наиболее близким по технической сути к предложенному является устройство для контроля сварных швов, содержащее источник излучения и последовательно соединенные детектор излучения, первый усилитель, фильтр подавления низкочастотных помех и аналого-цифровой преобразователь (АЦП),

XI СА)

N О О О

а также блок разности и печатающий блок. Выход фильтра нижних частот подключен через второй усилитель к входу самописца.

Данное устройство позволяет выявлять только такие дефекты, для которых отноше- ния сигнал/шум имеют значения, больше единицы.

Цель изобретения - повышение достоверности измерений при значениях отношения сигнал/шум, близких к единице,

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник излучения, последовательно соединенные детектор излучения, интегратор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а так- же первый блок разности и два индикатора, снабжено блоком управления, тремя блоками памяти, вторым блоком разности, двумя квадраторами, блоком суммирования, блоком сравнения, генератором, счетчиком и десятью ключами.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для радиационной дефектоскопии.

Устройство содержит блок 1 управле- ния (БУ), источник 2 излучения, последовательно соединенные детектор 3 излучения, интегратор 4, усилитель 5 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, первый ключ 7, первый блок 8 памяти, второй ключ 9, второй блок 10 памяти, третий 11, четвертый 12, пятый 13 и шестой 14 ключи, первый блок 15 разности, первый квадратор 16, блок 17 суммирования, второй блок 18 разности, второй квадратор 19, седьмой ключ 20, третий блок 21 памяти, восьмой ключ 22, блок 23 сравнения, первый индикатор 24, генератор 25, девятый ключ 26, счетчик 27, десятый ключ 28 и второй индикатор 29.

Первый ключ 7 подсоединен информа- ционным входом к выходу АЦП 6, управляющим входом - к первому выходу БУ 1 и выходом - к входу первого блока 8 памяти, выход которого соединен с информационным входом второго ключа 9, подсоединен- ного управляющим входом к второму выходу БУ 1, а выходом - к входу второго блока 10 памяти. Третий 11, четвертый 12, пятый 13 и шестой 14 ключи подсоединены информационными входами соответствен- но к четырем выходам второго блока 10 памяти, а управляющими входами - к третьему выходу БУ 1.

Выходы третьего 11 и пятого 13 ключей подсоединены соответственно к первому и второму входам первого блока 15 разности, выход которого через первый квадратор 16 подключен к первому входу блока 17 суммирования. Выходы четвертого 12 и шестого 14 ключей подсоединены соответственно к

первому и второму входам второго блока 18 разности, выход которого подключен через второй квадратор 19 к второму входу блока 17 суммирования, подсоединенного выходом к информационному входу седьмого ключа 20, подключенного управляющим входом к четвертому выходу БУ 1, а выходом - через третий блок 21 памяти - к информационному входу восьмого ключа 22. Восьмой ключ 22 подсоединен управляющим входом к пятому выходу БУ 1, а выходом - к первому входу блока 23 сравнения, подключенного вторым входом к источнику опорного напряжения (Do), а выходом - к входу первого индикатора 24 и к управляющим входам девятого 26 и десятого 28 ключей. Выход генератора 25 подсоединен через последовательно соединенные девятый ключ 26, счетчик 27 и десятый ключ 28 к входу второго индикатора 29.

В устройстве берется сумма квадратов разностей отсчетов исходной реализации, отстоящих через один.

Сумма Yk имеет вид

Yk(Xk-Xk+2)2+(Xk+i-Xk+3)2,

где Xk, Xk+i, Xk+2, Xk+з - отсчеты исходной реализации с выхода детектора 3 излучения.

Минимальное количество слагаемых в данном случае два, т.е. преобразование ведется по четырем отсчетам. Увеличение числа слагаемых незначительно увеличивает чувствительность устройства, но существенно увеличивает число блоков устройства. Значения преобразованной реализации будут небольшими при наличии обычного шумового фона. При появлении в реализации систематической составляющей (сигнала) значение Yk начинает резко возрастать, отмечая каждый дефект пиком. Протяженностьдефектасоответствуетпротяженности пика.

Устройство для радиационной дефектоскопии работает следующим образом.

Запуск устройства осуществляется кнопкой Пуск БУ 1 (не показана). При этом выключается механизм перемещения контролируемого объекта , который размещается между источником 2 излучения и детектором 3 излучения. Излучение от источника 2 излучения проходит через контролируемый объект и попадает на детектор 3. Детектор 3 излучения преобразует прошедшее через контролируемый объект излучение в электрические сигналы, которые поступают на вход интегратора 4, позволяющего получать огибающую импульсов с выхода детектора 3 излучения. С выхода интегратора 4 получаемая исходная реализация через усилитель 5 поступает на вход АЦП 6. Преобразованная в цифровую форму исходная реализация поступает в схему обработки информации. БУ 1 синхронизирует работу всех блоков устройства. На его выходах через определенные промежутки времени появляются сигналы синхронизации, управляющие отдельными блоками устройства. Сигнал с первого выхода БУ 1 открывает первый ключ 7, и исходная реализация запоминается в первом блоке 8 памяти. Длина исходной реализации, например, М отсчетов. Соответственной должна быть и длительность управляющего сигнала.

Сигнал с выхода первого блока 8 памяти поступает на информационный вход второго ключа 9, который открывается сигналом, поступающим с второго выхода БУ 1, и при этом четыре первых отсчета исходной реализации из первого,блока 8 памяти переписываются во второй блок 10 памяти. Через промежуток времени, необходимый для запоминания этих отсчетов во втором блоке

10памяти, появляется сигнал на третьем выходе БУ 1, который поступает на управляющие входы третьего 11, четвертого 12, пятого 13 и шестого 14 ключей. Ключи открываются, и все четыре отсчета из второго блока 10 памяти поступают попарно на соответствующие входы первого 15 и второго 18 блоков разности.

Первый и третий отсчеты через третий

11и пятый 13 ключи соответственно поступают на первый и второй входы первого блока 15 разности. Сигнал, пропорциональный разности первого и третьего отсчетов, возводится в квадрат в первом квадраторе 16 и поступает на первый вход блока 17 суммирования. Одновременно второй и четвертый отсчеты через четвертый 12 и шестой 14 ключи соответственно поступают на первый и второй входы второго блока 18 разности. Сигнал, пропорциональный разности второго и четвертого отсчетов, возводится в квадрат во втором квадраторе 19 и поступает на второй вход блока 17 суммирования. Сигнал, пропорциональный полученной сумме, с выхода блока 17 суммирования через седьмой ключ 20 запоминается в качестве первого отсчета в третьем блоке 21 памяти. Седьмой ключ 20 управляется сигналами с четвертого выхода БУ 1.

Обрабатываемая реализация с выхода третьего блока 21 памяти, через восьмой ключ 22, который управляется сигналами с пятого выхода БУ 1, поступает на первый вход блока 23 сравнения, на второй вход которого подается опорное напряжение Uo, пропорциональное фону сигнала. Таким образом, удаляется фон. и амплитудное значение сигнала, пропорциональное дефекту, фиксируется первым индикатором 24. Одновременно сигнал с выхода блока 23 сравнения открывает девятый ключ 26 и закрывает

десятый ключ 28. Импульсы с выхода генератора 25 накапливаются в счетчике 27 только в промежуток времени наличия сигнала на выходе блока 23 сравнения, т.е. пока в обрабатываемой реализации существует дефект.

0 После окончания сигнала на выходе блока 23 сравнения девятый ключ 26 закрывается, а десятый ключ 28 открывается. Значение сигнала, пропорциональное протяженности дефекта, с выхода счетчика 27 поступает на

5 второй индикатор 29. По истечении времени обработки реализации сигнал на пятом выходе БУ 1 исчезает, устройство готово к обработке следующей реализации с выхода детектора 3 излучения, то есть очередного участка конт0 ролируемого объекта.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность выявления дефектов контролируемого объекта при отношениях сигнал/шум, близких к единице.

5 Формула изобретения

Устройство для радиационной дефектоскопии, содержащее источник излучения, последовательно соединенные детектор излучения, интегратор, усилитель и аналого0 цифровой преобразователь, а также первый блок разности и два индикатора, отличающееся тем, чти, с целью повышения достоверности измерений при значениях отношения сигнал/шум, близких к единице,

5 оно снабжено блркрм управления, тремя блоками памяти, вторым блоком разности, двумя квадратами, блоком суммирования, блоком сравнения, генератором, счетчиком и десятью ключами, первый из которых под0 соединен информационным входом к выходу аналого-цифрового преобразователя, управляющим входом - к первому выходу блока управления и выходом - к входу первого блока памяти, выход которого соединен

5 с информационным входом второго ключа, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления и выходом - к входу второго блока памяти, третий - шестой ключи подсоединены информацион0 ными входами соответственно к четырем выходам второго блока памяти и управляющими входами - к третьему выходу блока управления, выходы третьего и пятого ключей подсоединены соответственно к первому

5 и второму входам первого блока разности, выход которого подключен через первый квадратор к первому входу блока суммирования, выходы четвертого и шестого ключей подсоединены соответственно к первому и второму входам второго блока

разности, выход которого подключен через второй квадратор к второму входу блока суммирования, подсоединенного выходом к информационному входу седьмого ключа, подключенного управляющим входом к четвертому выходу блока управления и выходом через третий блок памяти к информационному входу восьмого ключа, подсоединенного управляющим входом к пятому выходу блока управления и выходом - к первому входу блока сравнения, подклю0

ченного вторым входом к источнику опорного напряжения и выходом - к входу первого индикатора и управляющему входу девятого и десятого ключей, выход генератора соединен с информационным входом девятого ключа, подсоединенного выходом к входу счетчика, выход которого соединен с информационным входом десятого ключа, подсоединенного выходом к входу второго индикатора.

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для радиационного контроля качества материалов и изделий. Целью изобретения является повышение достоверности измерений при значениях отношения сигнал/шум, близких к единице. Вычисляется сумма квадратов разностей отсчетов исходной реализации с выхода детектора излучения, отстоящих через один. Значения преобразованной реализации будут незначительными при наличии шумового фона. При появлении в исходной реализации систематической составляющей в виде сигнала о дефекте значения преобразованной реализации начинают резко возрастать, отмечая каждый дефект пиком, протяженность которого соответствует размерам дефекта. 1 ил. (Л С