Устройство ультразвукового контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N29/10 

Изобретение относится к области неразрушающих методов и средств контроля и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии заготовок силовых по- лупроводниковых приборов или других плоских изделий.

Известна система для автоматической регистрации дефектов, содержащая дефектоскоп, соединенный с ультразвуковым преобразователем, блок управления, следящие приводы координат X и Y, сканирующее устройство и ряд других элементов, обеспечивающих работу систем.

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

последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь и дефектоскоп, регистратор, включающий электромагнитный механизм с пером, подключенный к выходу дефектоскопа, и сканирующий блок ультразвукового преобразователя со следящими приводами координат X и У. Недостатками устройства являются низкая точность регистрации дефектов и производительность контроля вследствие различия динамических характеристик следящих приводов сканирующего блока УЗ-преобразователя и регистратора.

Целью изобретения является повышение точности регистрации дефектов и производительности контроля плоских изделий

vj о

N) Ю О

СО

за счет использования идентичных следящих приводов в сканирующем блоке УЗ преобразователя и регистраторе.

Указанная цель достигается тем, что устройство ультразвукового контроля, содержащее последовательно соединенные УЗ-преобразователь и дефектоскоп, регистратор, включающий электромагнитный механизм с пером подключенный к первому выходу дефектоскопа и сканирующий блок УЗ-преобразователя со следящими приводами координат X и Y, снабжено счетчиком с элементом визуализации, вход которого подключен к второму выходу дефектоскопа, в сканирующий блок УЗ-преобразовзтеля введены последовательно соединенные счетчик шагов координаты Y и цифроанзло- говый (ЦАП), выход которого подключен к следящему приводу координаты Y, инте ра тор, выход которого подключен к следящему приводу координаты X, блок управления и первый и второй путевые переключатели, в регистратор введены первый и второй масштабные усилители и следящие привода координат X и Y, идентичные следящим приводам координат X и Y сканирующего блока УЗ-преобразователя, вход первого масштабного усилителя подключен к выходу интегратора, выход - к следящему приводу координаты X регистратора, вход второго масштабного усилителя подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, выход - к следящему приводу координаты У регистратора, первый и второй путевые переключатели подключены к первым и вторым входам блока управления и счегчика шагов координаты Y соответственно, третий вход блока управления подключен ко второму выходу счетчика шагов координаты Y, а выходы - к управляющим входам интегратора, ЦАП, счетчика шагов координат ы Y, счетчика с-элементом визуализации первого и второго масштабных усилигелей.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока управления.

Устройство содержит последовательно соединенные УЗ преобразователь 1 и дефектоскоп 2, регистратор 3, включающий электромагнитный механизм 4 с пером, подключенный к первому выходу дефектоскопа 2, сканирующий блок 5 УЗ преобразователя 1 со следящими приводами 6 и 7 координат X и У, счетчик 8 с элементом визуализации, вход которого подключен к второму выходу дефектоскопа 2, сканирующий блок 5 УЗ-преобразователя 1 включает последовательно соединенные счетчик 9 шагов координаты Y и цифроанапо овый

преобразователь 10, выход которого подключен к следящему приводу 6 координаты X, блок 12 угфавления и первый и второй путевые переключатели 13 и 14, регистратор

включает первый и второй масштабные усилители 15 и 16 и следящие привода 17 и 18 координат X и Y, идентичные следящим приводам координат X и Y сканирующего блока 5 УЗ преобразователя 1, вход первого мас0 штабного усилителя 15 подключен к выходу интегра тора 11, выход - ко следящему приводу 17 координаты X регистратора 3, вход второго масштабного усилителя 16 подключен к выходу цифроаналогового преобразо5 вателя 10, выход - к следящему приводу 18 координаты Y регистратора 3, первый и второй путевые переключатели 13 и 14 подключены к первым и вторым входам блока 12. управления и счетчика 9 шагов координаты

0 Y, третий вход блока 12 управления подключен ко второму выходу счетчика 9 шагов координаты Y, выходы - к управляющим входам интегратора 11, цифроаналогового преобразователя 10. счетчика 9 шагов коор5 динаты Y. счетчика 8 с элементом визуализации и первого и второго масштабных усилителей 15 и 16,

УЗпоеобразователь 1 сканирует над поверхностью объекта 19 контроля потраекто0 рим 20.

Блок 12 управления включает последовательно соединенные элемент 21 задерж- км, вход которого подключен к путевому переключателю 7, элемент 22 И и триггер 23,

5 выход которого подключен к управляющему входу интегратора 11, и формирователь 24, вход которого подключен ко второму выходу счетчика 9 шагов координаты Y, а выход - ко второму входу элемента 22 И.

0

Устройство работает следующим образом.

После подключения источника питания для пуска устройства нажимается кнопка

5 Пуск (фиг,2). При этрм сигнал Пуск переводит триггер 23 в единичное состояние, который своим единичным выходом запускает интегратор 5 (фиг. 1), что обеспечивает движение сканирующего устройства по ко

0 ординате X до крайнего правого положения

8начале движения ультразвукового преобразователя 1 срабатывает путевой переключатель 13, который выдает сигнал на счетчик

9и через элемент 21 задержки и элемент И 5 22 на единичный вход триггера 23. При этом

последний остается в единичном состоянии Выход счегчика 9 через ЦАП 10 и следящий привод 7 координаты Y обеспечивает перемещение УЗ-преобразователя 1 на один шаг.

Аналогичные движения обеспечивают приводы 17 и 18 координаты X и Y, регистратора, получающие сигналы через усилители 15 и 16, задающие масштаб изображения по координатам X и Y.

При дальнейшем движении по координате X срабатывает путевой переключатель 14, который приводит триггер 23 в нулевое положение. Происходит переключение работы интегратора 11 и реверсируется дви- жение преобразователя 1 по координате X. Импульс от переключателя 14 поступает также на счетчик 9, который через известную цепочку перемещает преобразователь

1по координате Y на второй шаг (вниз). При левом положении преобразователя 1 срабатывает путевой переключатель 13, который через элемент 21 задержки и элемент И 22 переводит триггер 23 в единичное состояние и далее обеспечивается движение пре- образователя до крайнего правого положения и т.д. Так обеспечивается сканирующее движение преобразователя 1 над всей поверхностью изделия. При заполнении счетчика последним импульсом от путе- вого переключателя 14 преобразователь 1 движется в левое положение, в конце которого срабатывает путевой переключатель

13 и посылает переполняющий импульс в счетчик 9. В этом случае последний обнуля- ется иУЗ-преобразователь 1 передвигается в исходное положение по координате Y. Одновременно импульс от путевого переключателя 13 на триггер 23 блокируется элементом И 22 (фиг.2), на который прихо- дит импульс переполнения счетчика 9 и через формирователь 24.

Подбор времени задержки обеспечивает блокировку импульса на триггер 23 от переключателя 13, чтобы исключить сраба- тывания триггера 23 и последующее движение УЗ-преобраэователя вправо после обнуления счетчика. При этом УЗ-преобра- зователь возвращается в исходное положение (координата X). В процессе сканирующего движения УЗ-преобразова- тель проходит над дефектными участками изделия 3 и выдает сигналы в дефектоскоп 2, который по уровню сигнала определяет наличие дефекта. Сигналы от дефектоскопа

2о наличии дефекта поступают на электромагнитный механизм 4 с пером и в счетчик 8 с элементом визуализации. Электромагнитный механизм 4 приводит перо в соприкосновение с бумагой регистрирующего блока и тем самым на бумаге в необходимом масштабе отмечаются дефектные участки. Сигнал от дефектоскопа поступает квантованным по пути (времени), в соответствии с выбранным шагом, например 1 мм. При выбранном шаге перемещения по координате Y тоже в 1 мм можно допустить, что один сигнал соответствует дефектной площадке в 1 мм2.

На фиг.1 дефектные участки показаны значком #, бездефектные поверхности остаются светлыми. Участки, где отсутствуют поверхность изделия, отмечаются также дефектным значком -х-,что на бумаге выделяет реальную поверхность контролируемого изделия.

В ряде случаев при контроле изделий, когда не требуется значение координат дефектов, в качестве регистрирующего блока используют только счетчик 8 с элементом визуализации. Высвечиваемое им число соответствует количеству дефектов контролируемого изделия. Сброс счетчика 8 осуществляется по сигналу из блока 12 управления.

Использование идентичных следящих приводов координат X и Y в сканирующем блоке УЗ-преобразователя и регистраторе, а также формирование для них управляющих напряжений общим задающим элементом обеспечивает уменьшение динамических ошибок регистрации координат X и Y дефектов при высоких скоростях сканирования.

Формула изобретения Устройство ультразвукового контроля, содержащее последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь и дефектоскоп, регистратор, включающий электромагнитный механизм с пером, подключенный к первому выходу дефектоскопа, и сканирующий блок ультразвукового преобразователя со следящими приводами координатXnY.отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации дефектов и производительности контроля плоских изделий, оно снабжено счетчиком с элементом визуализации, вход которого подключен к второму выходу дефектоскопа, в сканирующий блок ультразву- кового преобразователя введены последовательно соединенные счетчик шагов координаты Y и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к следящему приводу координаты Y, интегратор, выход которого подключен к следящему приводу координаты X, блок управления и первый и второй путевые переключатели, в регистратор введены первый и второй масштабные усилители и следящие приводы координат X и Y, идентичные следящим приводам координат X и Y сканирующего блока ультразвукового преобразователя, вход первого масштабного усилителя подключей к выходу интегратора, выход - к следящему приводу координаты X регистратора, вход второго масштабного усилителя подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, выход - к следящему приводу координаты Y регистратора, первый и второй путевые переключатели подключены к первым и вторым входам блока управления

и счетчика шагов координаты Y соответственно, третий вход блока управления подключен к второму выходу счетчика шагов координаты Y, а выходы - к управляющим входам интегратора, цифроаналогового преобразователя, счетчика шагов координаты Y, счетчика с элементом визуализации и первого и второго масштабных усилителей.

Изобретение относится к области неразрушающих методов и средств контроля и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии заготовок силовых полупроводниковых приборов или других плоских изделий. Целью изобретения являются повышение точности регистрации дефектов и производительности контроля плоских изделий за счет использования идентичных следящих приводов в сканирующем блоке ультразвукового преобразователя и регистраторе. Применение в регистраторе и сканирующем блоке УЗ-преобразователя следящих приводов координат X и Y, имеющих одинаковые передаточные функции замкнутой следящей системы, и формирование для них управляющих напряжений общими задающими элементами обеспечивает высокую точность повторяемости движений сканирующего ультразвуковогопреобразователяи перерегистратора на повышенных скоростях сканирования.2 ил. СО С

Г

/

Фиг.1

Редактор

NT ж v Ж г

59

Фиъ.%

Составитель В.Белозеров

Техред М.МоргенталКорректор И.Муска