Регистрирующее устройство для ультразвукового контроля изделий Советский патент 1992 года по МПК G01N29/06 

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковыми методами и может быть использовано для контроля изделий в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известно регистрирующее устройство к ультразвуковому многоканальному дефектоскопу, содержащее п каналов обработки, включающих усилитель, два дискриминатора и блок запрета, m каналов записи, включающих схему И, генератор прямоугольных импульсов и ключ, m генераторов тактовых импульсов и источник питания.

Известно регистрируюдее устройство к ультразвуковому многоканальному дефектоскопу, содержащее п каналов обработки и

записи, каждый из которых состоит из усилителя, трех генераторов стробирующих импульсов, трех генераторов прямоугольных импульсов, трех пороговых каскадов, схемы И и сумматора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регистрирующее устройство, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор тактовых импульсов, генератор зондирующих импульсов, приемоизлучающий преобразователь, усилитель, первый пороговый каскад, первую и вторую схемы И, последовательно соединенные первый и второй генераторы стробирующих импульсов и второй пороговый каскад, последоваVI о GJ ю VI

hO

тельно соединенные первый генератор прямоугольных импульсов и схему ЗАПРЕТ, второй генератор прямоугольных импульсов, усилитель мощности и импульсный источник питания, вход которого подключен к второму выходу второго генератора строби- рующих импульсов, выход - к второму входу второй схемы И, при этом вход первого генератора стробирующих импульсов подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, второй выход - к второму входу первого порогового каскада а третий выход - к первому входу усилителя мощности, второй вход второго порогового каскада подключен к второму выходу усилителя, а выход - к входу второго генератора прямоугольных импульсов, второй вход схемы ЗАПРЕТ подключен к выходу второго генератора прямоугольных импульсов, а выход посредством монтажного элемента ИЛИ - к первому входу первой схемы И, второй вход усилителя мощности подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к второму входу первой схемы И.

Недостатком известного регистрирующего устройства является низкая надежность, связанная с наличием подвижного пишущего узла.

Цель изобретения - повышение надежности регистрирующего устройства за счет установки вдоль строки регистрации п неподвижных игл записи.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор тактовых импульсов, генератор зондирующих импульсов, приемоизлучающий преобразователь, усилитель, первый пороговый каскад, первую схему А и вторую схему И, последовательно соединенные первый генератор стробирующих импульсов, второй генератор стробирующих импульсов и второй пороговый каскад, последовательно соединенные первый генератор прямоугольных импульсов и схему ЗАПРЕТ, второй генератор прямоугольных импульсов, усилитель мощности и импульсный источник питания, вход которого подключен к второму выходу второго генератора стробирующих импульсов, выход - к второму входу второй схемы И, вход первого генератора стробирующих импульсов подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, второй выход - к второму входу усилителя мощности, второй вход второго порогового каскада подключен к второму выходу усилителя, выход- к входу второго генератора прямоугольных импульсов, второй вход схемы ЗАПРЕТ подключен к выходу второго генератора прямоугольных импульсов, выход посредством монтажного ИЛИ - к первому входу первой схемы И, второй вход усилителя мощности

подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к второму входу первой схемы И, снабжено первым и вторым концевыми выключателями, последовательно соединенными схемой выделе0 ния счетных импульсов, схемой управления направлением счета, реверсивным счетчиком и дешифратором и (п-1) вторыми схемами И, первые входы которых объединены и подключены к выходу первой схемы И, вто5 рые входы объединены и подключены к выходу импульсного источника питания, третьи входы вторых схем И подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход первого концевого выключателя подключен к

0 входу второго концевого выключателя, первому входу схемы выделения счетных импульсов и к второму выходу генератора тактовых импульсов, выход - к вторым входам схемы выделения счетных импульсов и

5 схемы управления направлением счета и входу Сброс реверсивного счетчика, выход второго концевого выключателя подключен к третьим входам схемы выделения счетных импульсов и схемы управления на0 правлением счета, а выход схемы выделения счетных импульсов подключен к второму входу дешифратора.

На фиг.1 изображена структурная схема регистрирующего устройства; на фиг.2 5 временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.З - функциональная схема выделения счетных импульсов; на фиг.4 - функциональная схема управления направлением счета.

0 Регистрирующее устройство содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 зондирующих импульсов, приемоизлучающий преобразователь 3, усили5 тель 4, первый пороговый каскад 5, первую схему И 6 и (п-1) вторых схем И 7, последовательно соединенные первый генератор 8 стробирующих импульсов, второй генератор 9 стробирующих импульсов и второй

0 пороговый каскад 10, последовательно соединенные первый генератор 11 прямоугольных импульсов и схему 12 ЗАПРЕТ, второй генератор 13 прямоугольных импульсов, усилитель 14 мощности, импульсный источ5 ник 15 питания, первый и второй концевые выключатели 16.1 (KB 1}w 16.2 (KB 2), последовательно соединенные схему 17 выделения счетных импульсов (СВСИ), схему 18 управления направлением счета, реверсив- счетчик 19 и дешифратор 20. Первые

входы вторых схем И 7 объединены и подключены к выходу первой схемы И 6, вторые входы вторых схем И 7 объединены и подключены к выходу импульсного источника 15, третьи входы подключены к соответствующим выходам дешифратора 20. Вход импульсного источника 15 подключен к второму выходу генератора 9. Вход генератора 8 подключен к первым входам схемы 17 и выключателей 16,1 и 16.2, к второму входу усилителя 14 мощности и второму выходу генератора 1, второй выход - к второму входу каскада 5, третий выход - к первому входу усилителя 14 мощности. Второй вход каскада 10 подключен к второму выходу усилителя 4, выход - к входу генератора 13. Второй вход схемы 12 ЗАПРЕТ подключен к выходу генератора 13, выход посредством монтажного ИЛИ - к первому входу первой схемы И 6. Выход усилителя 14 мощности подключен к второму входу первой схемы И 6. Выход выключателя 16.1 подключен к вторым входам схем 17, 18 и входу Сброс счетчика 19. Выход выключателя 16.2 подключен к третьим входам схем 17 и 18, а выход схемы 17 подключен к второму входу дешифратора 20. К выходам вторых схем И 7 подключены неподвижные иглы записи, установленные поперек перемещающейся синхроно с продольным движением преобразователя 3 бумаги на расстоянии, равном (в заданном масштабе записи) шагу смещения преобразователя 3 в продольном направлении.

Позициями 21-37 обозначены выходы сигналов с блоков регистрирующего устройства.

Функциональная схема 17 выделения счетных импульсов состоит из двух D-триг- геров 38 и 39, двух последовательно соединенных одновибратора 40 и 41, трех инверторов 42-44, схемы ИЛ И-НЕ 45, схемы И-НЕ 46, пяти резисторов R1-5, четырех конденсаторов С1-4 и двух диодов D1, 2. Функциональная схема 18 управления направлением счета состоит из D-триггера 47 и двух схем И-НЕ 48 и 49.

Работа регистрирующего устройства осуществляется под воздействием тактовых импульсов 21 (фиг.2), вырабатываемых генератором 1 тактовых импульсов, частота следования которых синхронизирована со скоростью поперечного перемещения преобразователя 3. Эти импульсы запускают генератор 2 зондирующих ипульсов, вырабатывающий импульсы, возбуждающие преобразователь 3. Последний излучает ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие и принимает отраженные сигналы. Вся последовательность сигналов с

преобразователя усиливается усилителем 4. На его выходах появляется последовательность сигналов 22 (фиг.2): зондирующий импульс 22 г, импульс, отраженный от

5 передней грани 22а, донный импульс 226 и импульс от дефекта 22в (при его наличии). Эти сигналы поступают на первый вход порогового каскада 5 и второй вход порогового каскада 10. На второй вход порогового

0 каскада 5 поступает прямоугольный импульс 23 с первого генератора 8 стробирую- щих импульсов. Если во временном промежутке между эхо-сигналами от передней грани 22а и дна изделия 226 амплитуда

5 эхо-сигналов 22в превышает пороговый уровень Ui, что свидетельствует о наличии дефекта в контролируемом изделии, на выходе первого порогового каскада 5 возникает отрицательный импульс 24 (фиг.2а, д).

0На первый вход порогового каскада 10

поступает прямоугольный импульс 25 от второго генератора 9 стробирующих импульсов. Если эхо-сигнал от дна изделия 226 превышает пороговый уровень 1)2, на выхо5 де второго порогового каскада 10 появляется нормированный импульс 26 (фиг.2а, б, г, д). При уменьшении донного сигнала ниже порогового уровня IJ2 или его исчезновении, что свидетельствует о дефекте в изделии

0 или плохом качестве акустического контакта, на выходе второго порогового каскада 10 сигнал отсутствует (фиг.2в). Второй генератор прямоугольных импульсов 13 вырабатывает отрицательный импульс 27

5 при появлении импульсов 26 (фиг.2а, б, г, д). Первый генератор 11 прямоугольных импульсов вырабатывает отрицательные импульсы 28 в каждом такте работы устройства. Импульс 27 второго генератора

0 13 прямоугольных импульсов подается на запрещающий вход схемы 12 ЗАПРЕТ, а на ее сигнальный вход подается импульс 28 генератора 11 прямоугольных импульсов. В схеме 12 ЗАПРЕТ импульс 28 дифференци5 руется, и его задний фронт сравнивается с импульсом 27. При наличии донного сигнала импульс 27 запрещает прохождение импульса 28 на выход схемы 12 ЗАПРЕТ. При уменьшении донного сигнала ниже порого0 вого уровня генератор 13 не запускается и на выходе схемы 12 ЗАПРЕТ появляется отрицательный импульс 29, соответствующий по времени заднему фронту импульса 28. Этот импульс объединяется по схеме мон5 тажное ИЛИ с импульсом 24 и подается на первый вход первой схемы И 6. На второй ее вход подается импульс 30 с выхода усилителя 14 мощности, начало которого совпадает с передним фронтом импульса 23

рабочей зоны. Сигнал 31 на выходе первой

схемы И 6 в рабочей зоне имеет нулевой уровень, если в листе есть дефект, и имеет высокий уровень, если дефект отсутствует. Этот сигнал подается на первые входы вторых схем И.

В каждом такте посылки импульсный источник 15 литания создает мощный импульс питания 32, который подается на вторые входы вторых схем И.

При движении преобразователя поперек листа импульсы с выхода генератора 1 поступают на концевые выключатели - левый 16. 1 и правый 16.2 и на схему 17 выделения счетных импульсов. Когда преобразователь движется в рабочей зоне, на прямых выходах обоих концевых выключателей имеется низкий уровень напряжения, а на инверсных выходах - высокий уровень. При выходе преобразователя из рабочей зоны вправо или влево срабатывает соответствующий концевой выключатель и на его инверсном выходе появляется низкий уровень-сигнал 33 на фиг.2г для левого выключателя. Фронты этого сигнала совпадают с передними фронтами тактовых импульсов. Схема 17 выделения счетных импульсов пропускает на выход тактовые импульсы 34 лишь во время движения преобразователя в рабочей зоне, когда на инверсных выходах обоих концевых выключателей присутствует высокий уровень. Эти импульсы через схему 18 управления направлением счета управляется концевыми выключателями 16.1 и 16.2. Импульс 33 с выхода левого концевого выключателя 16.1 переключает схему 18 в положение, когда счетчик 19 считает в положительном направлении (каждый приходящий счетный импульс увеличивает выходной код счетчика), а аналогичный сигнал с выхода правого концевого выключателя 16.2 переключает схему 18 в положение, когда счетчик 19 считает в отрицательном направлении. Одновременно сигнал 33 левого концевого выключателя 16.1 обнуляет показания реверсивного счетчика 19 во избежание накопления возможных случайных ошибок. Код состояния выходов реверсивного счетчика 19 подается на дешифратор 20. На выходах последнего поочередно появляются сигналы низкого уровня, которые подаются на третьи входы соответствующих вторых схем И. Когда преобразователь 3 находится вне рабочей зоны, т.е. на выходе одного из концевых выключателей имеется импульс 33, на выходах дешифратора 20 сигналом с выхода схемы 17 устанавливается высокий уровень, запрещающий работу всех вторых схем И. После каждой посылки работает та вторая схема И, на третьем входе которой в

этот момент присутствует низкий уровень напряжения с выхода дешифратора 20. Если при этом имеется эхо-сигнал от дефекта, превышающий пороговый уровень IJ2, на

выходе соответствующей второй схемы И 7 появляется импульс 35 тока записи (фиг,2а). по длительности равный импульсу 32 источника 15 питания. В то же время на фиг.2д этот сигнал отсутствует, так как на выходе

0 выключателя 16.1 имеется низкий уровень, сигнализирующий о выходе преобразователя за пределы рабочей зоны; следовательно, на выходах дешифратора 20 должен быть высокий уровень, запрещающий работу вто5 рых схем И. При отсутствии дефекта в данной точке контроля (фиг.2,6) ни одна вторая схема И не срабатывает (сигнал 36). То же самое наблюдается, если эхо-сигнал от дефекта имеет уровень ниже порогового

0 (фиг.2е). Наконец, если наличие дефекта приводит к уменьшению амплитуды донного сигнала до уровня, меньшего lh (фиг,2в), то на выходе соответствующей второй схемы И будет формироваться импульс 37 тока

5 записи, по длительности меньший, чем импульс 35. Импульс 37 начинается в момент появления импульса 29 на выходе схемы ЗАПРЕТ 12 и оканчивается в момент окончания импульса 32 источника питания 15.

0 Из-за меньшей длительности импульса записи в этом случае запись получается более бледной.

Таким образом,использование п неподвижных игл записи вдоль поперечной стро5 ки регистрации позволяет повысить надежность пишущего узла регистрирующего устройства.

Формула изобретения Регистрирующее устройство для ульт0 развукового контроля изделий, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор тактовых импульсов, генератор зондирующих импульсов, при- емоизлучающий преобразователь, усили5 тель, первый пороговый каскад, первую схему И и вторую схему И, последовательно соединенные первый генератор стробирую- щих импульсов, второй генератор стробиру- ющих импульсов и второй пороговый

0 каскад, последовательно соединенные первый генератор прямоугольных импульсов и схему ЗАПРЕТ, второй генератор прямоугольных импульсов, усилитель мощности и импульсный источник питания, вход кото5 рого подключен к второму выходу второго генератора стробирующих импульсов, выход- к второму входу второй схемы И, вход первого генератора стробирующих импульсов подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, второй выход - к второму входу первого порогового каскада, третий выход - к первому входу усилителя мощности, второй вход второго порогового каскада подключен к второму выходу усилителя, выход - к входу второго генератора прямоугольных импульсов, второй вход схемы ЗАПРЕТ подключен к выходу второго генератора прямоугольных импульсов, выход посредством монтажного ИЛИ к первому входу первой схемы И, второй вход усилителя мощности подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, выход - к второму входу первой схемы И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено первым и вторым концевыми выключателями, последовательно соединенными схемой выделения счетных импульсов, схемой управления направлением счета, реверсивным счетчиком и дешифратором и п-1 вторыми

схемами И, первые входы которых объединены и подключены к выходу первой схемы И, вторые входы объединены и подключены к выходу импульсного источника питания,

третьи входы вторых схем И подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход первого концевого выключателя подключен к входу второго концевого выключателя, первому входу схемы выделения

счетных импульсов и к второму выходу генератора тактовых импулыЗо в, выход - к вторым входам схемы выделения счетных импульсов и схемы управления направлением счета и входу Сброс реверсивного счетчика, выход второго концевого выключателя подключен к третьим входам схемы выделг- ния счетных импульсов и схемы управления направлением счета, а выход схемы выделения счетных импульсов подключен к аторому входу дешифратора.

«4j

Я5

ЯШ

Изобретение относится к неразрушающим испытаниями ультразвуковыми методами и может быть использовано для контроля изделий в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение надежности регистратора за счет установки вдоль строки регистрации п неподвижных игл записи. Для этого в устройство введены концевые выключатели, схема выделения счетных импульсов, схема управления направлением счета, реверсивный счетчик, дешифратор и п-1 вторых схем И. п неподвижных игл записи информации установлены поперек перемещающейся синхронно с продольным движением при- емоизлучающего преобразователя бумаги на расстоянии, равном шагу смещения преобразователя в продольном направлении. 4 ил. СО с

h-B

s

а

38

Qo

2Щ

Ш

Hi f

4S

5

39

#4

ротора

От Ш свш

,Ш

4J

-. К дешифратору

Q .lii

w

Ж К схеме 18

}

+/л

-и т

I

-в+fi

Фиг.З

п

ФигЛ