Устройство ультразвукового контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N29/06 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к ультразвуковому (УЗ) автоматическому контролю с визуализацией типа С.

Известно устройство УЗ контроля изде- лий в теневом варианте, реализующее операции облучения контролируемого объекта УЗ колебаниями при перемещении преобразователей по заданной траектории, сбора полученной информации и визуализации дефектов в виде разверток типа С.

Устройство содержит излучатель и приемник ультразвука, смонтированные на системе сканирования, систему сканирования и блок визуализации (визуализатор).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство ультразвукового контроля содержащее УЗ

дефектоскоп с излучателем и приемником УЗ колебаний, механически связанный с ними блок сканирования, подключенный к последнему блок накопления информации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока гнакопления информации, соединенные с его выходом последо- вательно соединенные блок расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня (ПРВ), вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом блока накопления информации.

Однако известное устройство характеризуется невозможностью оценить пло: j

00

0 |4 Ixl

щадь обнаруженных дефектов иначе, как по полученному УЗ изображению объекта контроля, т.е. вручную. Это является трудоемкой операцией, к тому же не гарантирующей точность определенил площади дефектов, поскольку форма естественных дефектов, как правило, достаточно произвольна.

Цель изобретения - повышение информативности ультразвукового контроля за счет определения площади дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство УЗ контроля, содержащее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически связанный с ними блок сканиро- вания, аналого-цифровой преобразователь, включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накопления информации, соединенные с его выходом последовательно соединенные блок расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуали- зато.} вторым входом соединенный с выхо- дом бяюка накопления информации, снабжено подключенными к выходу блока накопления информации последовательно соединенными преобразователем разрядности УЗ изображения, блоком расчета мат- рицы смежности и блоком вычисления площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, а третий вход визуализатора соединен с выходом блока вычисления площади дефекта.

На чертеже приведена блок-схема устройство УЗ контроля для теневого варианта.

Устройство содержит УЗ дефектоскоп 1, выход которого соединен с излучателем 2 УЗ колебаний, а вход - с выходом приемника 3 УЗ колебаний. Излучатель 2 и приемник 3 выполнены с возможностью перемещения по заданной траектории относительно контролируемого объекта 4 с помощью блока 5 сканирования. В качестве последнего в данном случае может быть использована система управления станком с числовым программным управлением.

Выход приемника 3 ультразвука через УЗ дефектоскоп 1 соединен с входом п-раз- рядного аналого-цифрового преобразователя 6, предназначенного для оцифровки амплитуды УЗ сигнала. Выход АЦП 6 соединен с входом данных блока 7 накопления информации, второй вход которого подключен к позиционирующему выходу блока 5 сканирования. Выход блока 7 накопления

соединен с входом данных блока 8 расчета уровня сигнала Д и последовательно соединенными между собой преобразователем 9 разрядности исходного УЗ изображения, блоком 10 расчета матрицы смежности уровней амплитуды УЗ сигнала и блоком 11 вычисления площади дефектов в заданной зоне, Пусковой вход блока 8 соединен с выходом блока 5 сканирования, на котором возникает сигнал по окончании сканирования изделия и формирования исходного УЗ изображения. Выход блока 8, дающий пороговое значение уровня дефектов Д, соединяется с пусковыми входами блока 11 вычисления площади дефектов и визуализатора 12 УЗ информации, Выход блока 11 соединен с третьим входом визуализатора 12, отображающего информацию о площади дефектов, второй вход данных которого соединен с выходом блока 7 накопления УЗ информации.

Функция ПРВ первого порядка исходного УЗ изображения и матрица смежности уровней амплитуды преобразованного в блоке 9 изображения формируются в запоминающем устройстве (ЗУ). Так как в любой системе числового программного управления выполнение сканирования осуществляется под управлением ЭВМ с ЗУ, то и блоки накопления 7, расчета 8 функции ПРВ первого порядка и определения порогового уровня, преобразователь 9 разрядности УЗ изображения, блоки расчета 10 матрицы смежности и вычисления 11 площади дефектов в данном устройстве могут быть выполнены на базе той же ЭВМ, В качестве такой ЭВМ целесообразно использовать микро- ЭВМ класса Электроника-60 или персональную ЭВМ,

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие 4 устанавливается на крепежное приспособление (не показано), Излучатель 2 и приемник 3 ЗУ колебаний устанавливаются в исходное положение и выполняется сбор УЗ данных в ходе сканирования изделия 4 по заданной траектории под управлением блока 5 сканирования, В результате в блоке 7 накопления формируется исходное УЗ изображение контролируемого объекта 4, Сбор данных УЗ контроля осуществляется обычным путем: УЗ дефектоскоп 1 возбуждает излучатель 2,

УЗ колебания, прошедш ие через изделие 4, воспринимаются приемником 3 ультразвука и передаются для наблюдения в виде развертки типа А в дефектоскоп 1 и для квантования амплитуды в аналого-цифровой преобразователь 6. После оцифровки в АЦП б величина квантованного УЗ сигнала

передается в ЗУ блока 7 накопления информации, откуда сформированное УЗ изображение поступает на вход блока 8, где рассчитывается функция ПРВ первого порядка этого изображения и определяется пороговый уровень дефектов Д, и на вход преобразователя 9 разрядности, где исходное изображение преобразуется в изображение с меньшим динамическим диапазоном УЗ сигнала, соответствующим применению АЦП меньшей разрядности, В данном случае имитируется 5-битовый АЦП с динамическим диапазоном 0-31 А. При необходимости исходное УЗ изображение из блока 7 может быть передано в блок 12 для визуализации. После преобразования исходного изображения в блоке 9 модифицированные данные поступают на вход блока 10 для расчета матрицы смежности уровней амплитуды Сг(А, V) Наиболее простой способ создания такой матрицы состоит в ее формировании в ЗУ ЭВМ в виде таблицы частот повторения пар амплитуд | и V для точек изображения Р и Q, находящихся в некотором, заранее заданном отно- шении г. Например, здесь было использовано отношение г такое, что точка Q является соседом справа для точки Р. Возможны и другие типы отношений. При завершении формирования матрицы смежности в блоке 10 эти данные поступают е блок 11, где площадь дефектов вычисляется по формуле с учетом значения дефектного порогового уровня Д, полученного из блока 8. Результаты вычисления передаются в ви- зуализатор 12 для отображения на внешних терминальных устройствах этого блока.

Устройство реализовано в теневом варианте в составе системы автоматического УЗ контроля, которая рключает в себя подсистему механического сканирования с 9-ю степенями свободы перемещения излучателя и приемника ультразвука, управляемую от микроЭВМ класса Электроника-60, УЗ дефектоскоп с цифровым интерфейсом м программным управлением от ЭВМ усиления сигнала, положением и длительностью селектирующего строб-импульса (окна), коммутацией УЗ каналов и побайтным съемом величины УЗ сигнала, а также миниЭВС

класса СМ-4 и терминальные устройства ви- зуализатора - цветные графический дисплей и графопостроитель. Разработано специальное математическое обеспечение. Для таблиц матриц смежности уровней амплитуды УЗ сигнала выделен всего 1 блок ЗУ (16 х 16 - 256 целочисленных машинных слов),

Устройство позволяет повысить информативность УЗ контроля за счет автоматического определения площади дефектов, а также поднять производительность контроля серийных изделий за счет автоматизации этой процедуры и возможности их отбраковки по величине допустимой площади дефектов без обязательной визуализации ультразвукограмм объектов контроля. Формула изобретения Устройство ультразвукового контроля,

содержащее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически связанный с ним блок сканирования, подключенный к последнему блок накопления информации,

аналого-цифровой преобразователь, включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накопления информации, и соединенные с его выходом последовательно соединенные блок расчета функции

плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом

блока накопления информации, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности контроля за счет определения площади дефекта, оно снабжено подключенными к выходу блока накопления

информации последовательно соединенными преобразователем разрядности ультразвукового изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефекта, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, а третий вход вйзуализатора соединен с выходом блока вычисления площади

дефекта,

-Э

-А

10

Изобретение относится к неразрушаю- щему контролю с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, а именно к автоматическому контролю с визуализацией типа С Целью изобретения является повышение информативности УЗ контроля за счет определения площади дефектов Для решения этой задачи устройство ультразвукового контроля снабжено последовательно соединенными и подключенными к выходу блока накопления информации преобразователем разрядности УЗ изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, задающего пороговый уровень сигнала для дефектов, а выходом - с третьим входом визуализатора, отображающим информацию о площади дефектов 1 ил. сл

VЈ

.i

8

//

ч

ж //

e