Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N29/08 

третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора.

Основными недостатками прототипа являются низкая точность и достоверность проводимых измерений вследствие падения чувствительности ультразвукового дефектоскопа из-за изменения под действием ультразвука физического и химического состава иммерсионной жидкости, в которую помещен объект контроля, а также погрешности, вносимой изменением температуры иммерсионной жидкости

Эти недостатки обусловлены тем, что в процессе проводимого ультразвукового контроля изделий происходит диффузия частиц с поверхности объекта контроля в им- мерсионную жидкость Это явление используется в ультразвуковой технике для очистки поверхности изделия после его изготовления.

Однако оно является вредным при про- ведгнии дефектоскопии различных изделий, так как по мере изменения химического состава иммерсионной жидкости изменяются и ее физические свойства Все это приводит к постепенному снижению чувствительности дефектоскопа в процессе контроля изделий и увеличению вероятности пропуска дефекта

Целью изобретения является повышение точности и достоверности проводимых измерений путем учета изменения свойств иммерсионной жидкости в перерывах между испытаниями объектов контроля

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнала, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, предназнаиен- ные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь формиро- ватель импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор дешифратор и индикатор, блок задержки, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора введены последовательно соединенные датчик температуры, предназначенный для размещения в иммерсионной жидкости, преобразователь и первый аналого-цифровой преобра

0

5

0

5

зователь, соединенный с управляющим входом первого счетчика, последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь, соединенный с выходом преобразователя, ключевой каскад, шаговый искатель и дифференциальный усилитель, вторым входом соединенный с выходом усилителя-формирователя, выходом - с входом преобразователя сигнала и его вторым входом, а выходы-входы ключевого каскада соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки, между инверсным выходом триггера и третьим входом коммутатора включен ключевой каскад

На чертеже представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля

Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля содержит последовательно электроакустически соединенные генератор импульсов 1, формирователь опорного сигнала 2, излучатель 3 и приемник ультразвуковых колебаний 4, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь 5, формирователь импульсов 6, триггер 7, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала 2, схему И вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов 1, первый счетчик 9, коммутатор 10, дешифратор 11 и индикатор 12, блок задержки 13 входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала 2, и последовательно соединенные преобразователь сигнала 14 и второй счетчик 15, соединенный с вторым входом коммутатора 10, датчик температуры 16, предназначенный для размещения в иммерсионной жидкости с последовательно соединенными преобразователем 17 и первым аналого-цифровым преобразователем 18, соединенным с управляющим входом первого счетчика 9, последовательно соединен- ные второй аналого-цифровой преобразователь 19, ключевой каскад 20, шаговый искатель 21 и дифференцмаль- ныый усилитель 22, вторым входом соединенным с выходом усилителя-формирователя 5, выходом -с входом преобразователя сигнала 14 и его вторым входом, а входы-выходы ключевого каскада 20 соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки 13, между инверсным выходом 5 триггера 7 и третьим входом коммутатора 10 включен ключевой каскад 23.

Принцип действия ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля заключается в следующем

5

0 8,

5

0

0

В иммерсионную жидкость помещают объект контроля с эталонным дефектом включают ультразвуковой дефектоскоп и фиксируют им наличие дефекта. Затем иммерсионную жидкость начинают искусст- венно загрязнять и, как только дефектоскоп перестает фиксировать наличие дефекта его выключают, регистрируют значение амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, при которых эталонный дефект не обнаруживается. Эта операция повторяется при различных температурах иммерсионной жидкости, -при этом фиксируются предельные значения амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала. Эталонный дефект выбирают таким образом, чтобы он был соизмерим с минимально допустимыми размерами дефектов для данного вида изделия. Таким образом процесс настройки заключается в установлении таких пороговых значений амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, при которых применение иммерсионной жидкости становится нежелательным и она подле- жит замене. Контроль состояния иммерсионной жидкости может быть осуществлен по обоим или по одному из этих параметров ультразвукового сигнала.

Процесс измерения характеристик им- мерсионной жидкости осуществляется в перерывах между дефектоскопией объектов контроля.

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля при измерении скорости распространения ультразвукового сигнала заключается в следующем.

Последовательность прямоугольных импульсов с выхода генератора импульсов 1 поступает в формирователь опорного сигнала 2, где формируется требуемая длительность и частота ультразвукового сигнала. Сформированный сигнал поступает в излучатель, в котором он преобразуется в ульт- раззуковой сигнал и излучается в иммерсионную жидкость в сторону приемника ультразвуковых колебаний 4. Одновре- менно с излучением ультразвукового сигнала со второго выхода формирователя опорного сигнала 2 на первый вход триггера 7 поступает видеоимпульс, который изменяет выходное напряжение триггера на противоположное, т.е. на прямом выходе триггера 7 появляется сигнал логической 1, а на инверсном - логического О. Сигнал логической 1 поступает на первый вход схемы И и последовательность прямоугольных импульсов с выхода генератора импульсов 1, поступающая на второй вход

схемы И 8, проходит через нее и поступает в счетчик 9 Для устранения погрешности измерения скорости распространения ультразвукового сигнала в иммерсионную жид кость помещен датчик температуры 16. сопоставление которого меняется с изменением температуры жидкости Преобразователь 17 преобразует сопротивление датчика температуры 16 в соответствующее напряжение, которое поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 18, выдающего со своего выхода корректирующий сигнал на управляющий вход первого счетчика 9, Приемник ультразвуковых колебаний 4 преобразует принятый ультразвуковой импульс, в электрический сигнал и выдает его в усилитель-формирователь 5, где он усиливается до требуемой величины, детектируется и поступает в формирователь импульсов 6. В формирователе импульсов 6 у принятого сигнала формируется крутой фронт и который затем поступает на второй вход триггера 7, на выходе которого меняется напряжение, что приводит к прекращению поступления импульсов в первый счетчик 9, а Зафиксированная с учетом коррекции в нем информация проходит через коммутатор 10 в дешифратор 11 и далее на индикатор 12,

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля при измерении амплитуды затухания ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости с учетом изменения ее температуры заключается в следующем.

Одновременно с излучением ультразвукового сигнала в иммерсионную жидкость с третьего выхода формирователя опорного сигнала 2 в блок задержки 13 поступает видеоимпульс, амплитуда которого равна амплитуде излученного сигнала. Блок задержки 13 содержит несколько не связанных друг с другом линий задержек, что позволяет включать между ними электронные ключи и соединять их в любой комбинации. Так, имея данные о скорости распространения ультразвука в иммерсионной жидкости между излучателем 3 и приемником ультразвуковых колебаний 4, первую линию задержки выбирают такой, чтобы задержка в ней была равна задержке ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости без учета температуры. С учетом температуры иммерсионной жидкости задержку ультразвукового сигнала можно регулировать, подключая последовательно к основной линии задержки через электронный ключи ряд линий задержек с разным временем задержки. Поэтому принятый и обработанный сигнал с выхода преобразователя 17 поступает на

вход второго аналого-цифрового преобразователя 19 и в зависимости от амплитуды входного сигнала на некоторых его выходах появляются сигналы логической 1, при появлении которых включаются соответствую- щие электронные ключи ключевого каскада 20, соединяющие последовательно требуемые линии задержки. Выходы ключевого ка скада 20 соединены с входами шагового искателя 21, который по тактовым импуль- сам генератора 1 импульсов опрашивает выходы ключевого каскада 20, и при нахождении сигнала передает его на второй вход дифференциального усилителя 22, где соотношение резисторов R 2 и R 1 определяет его коэффициент усиления. Дифференциальный усилитель 22 осуществляет сравнение амплитуд излученного и принятого сигналов и выделяет полученную разность Для повышения точности измерений с уче- том температуры иммерсионной жидкости с выхода датчика температуры 16 сигнал через преобразователь поступает на управляющий вход резистора R 2, корректируя его сопротивление. С выхода дифференциаль- ного усилителя 22 сигнал в виде разности амплитуд поступает в преобразователь сигнала 14, где аналоговый сигнал преобразуется в последовательность импульсов которые фиксируются во втором счетчике 15. Так как после измерения скорости распространения ультразвукового сигнала триггер 7 изменил свое состояние, то не его инверсном выходе появился сигнал ской 1, который проходит через ключевой каскад 23 и поступает на третий вход коммутатора 10 При этом информация о скорости распространения ультразвукового сигнапа в иммерсионной жидкости с выхода первого счетчика 9 на индикатор 12 перестает посту- пать, индикатор 12 обнуляется, а информация о величине затухания ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости, с учетом ее температуры, с выхода второго счетчика 15 проходит через коммутатор 10, дешифра- тор 11 и отображается на индикаторе 12.

Технике экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности и достоверности проводимых измерений, снижении вероятности пропуска дефектного изделия, сокращения штата химической лаборатории, осуществляющей проведение анализа состояния иммерсионной жидкости./

Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля, содержащий последовательноэлектроакустическисоединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнапа, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь, формирователь импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор, дешифратор, блок задержки, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности он снабжен последовательно соединенными датчиком температуры, предназначенным для размещения в иммерсионной жидкости, преобразователем и первым аналого-цифровым преобразователем, соединенным с управляющим входом первого счетчика, псследова- тельно соединенными вторым аналого- цифровым преобразователем, соединенным с выходом преобразователя, ключевым каскадом, шаговым искателем и дифференциальным усилителем, вторым входом соединенным с выходом усилителя-формирователя, выходом - с входом преобразователя сигнала и его вторым входом, входы-выходы ключевого каскада соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки, а между инверсным выходом триггера и третьим входом коммутатора включен ключевой каскад.