Устройство для проверки качества сканирования Советский патент 1993 года по МПК G01N29/26 

Изобретение относится к области испытательных средств неразрушающего контроля материалов, изделий, сварных соединений, действующего оборудования ответственного назначения и может быть использовано в машиностроении, энергетике, на транспорте.

Целью изобретения является повышение точности проверки.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - схема по п. 3 формулы изобретения, на фиг. 3 - схема устройства по п. 4 формула изобретения.

На фиг. 1 показаны: 1 - площадка сканирования участка стенки 2, 3 - датчик - преобразователь, 4 - индикаторы контрольных

точек (для упрощения чертежа показаны только два индикатора) траектории сканирования 5, 6 - дополнительные датчики - приемники (для упрощения изображены только два), 7 - сторона стенки 2. противоположная площадка 1,8- блок триггеров 9 (показаны только два триггера для упрощения чертежа), 10-блокустановки исходного состояния триггеров, 11 - первые входы триггеров, 12-вторые входы триггеров 9,13 - выход триггера 9,14 - вход индикатора 4. Исходное состояние всех триггеров 9 условно отмечено штриховкой нижней части квадрата, изображающего триггеры.

В исходное состояние устройство приводится напряжением (током) блока 10, по00

д

о

00

Ю

ступающим на все входы 12 (коммутация ключом К).

При проверке качества сканирования на площадку 1 уста на вливают датчик-преобразователь 3. причем для имитации площадку наклоняют и размещают по высоте аналогично условиям сканирования при дефектоскопии, что дает возможность имитировать ее процесс, в том числе покрыть площадку 1 стенки 2 слоем контактной жидкости при ее необходимости (ультразвуковой контроль). Датчик 3 может быть подключен к генератору соответствукж(его дефектоскопа (не показан) или иметь собственный генератор сигнала. При перемещении датчика 3 по поверхности площадки 1, образуется траектория сканирования 5. В случае соответствующего расположения датчика 3 относительно какого-либо из датчиков 6, на выходе последнего вырабатывается сигнал, свидетельствующий о прохождении датчиком 3 зоны захвата датчика 6; расположенного в соответствующей точке траектории 5.

Вырабатываемое при воздействии датчика 3 с соответствующим датчиком б на траектории 5 напряжение поступает на вход 11 соответствующего триггера 9, причем, поскольку триггеры перед применением испытательного устройства находятся в исходном состоянии, то напряжение (сигнал датчика 6 опрокидывает триггер, переводя его в другое устойчивое состояние. Свойства входов 11 (и 12) триггера таковы, что повторная подача сигнала на этот вход после опрокидывания только подтверждает имеющееся состояние триггера, не меняя его(Р и входы). Выходное напряжение триггера (выход 13) при опрокидывании триггера меняется и, поступая на вход индикатора 14, соответствующего каждому триггеру 9, включает его (например, зажигает лампочку накаливания, светодиод и т.п.).

При прохождении датчика 3 в процессе сканирования в зоне захвата каждого датчика 6 все триггеры 9 переходят в конечное состояние, что подтверждает правильность сканирования и соответствующее качество его. Для повторения проверки устройство переводят в исходное состояние (например, индикаторы 4 выключены) с помощью подключения блока 10 ко входам 12. Возможность перемещения датчика 6 условно отмечено стрелкой (согласно п. 2 формулы изобретения).

В соответствии со схемой на фиг. 2 позиции 1-14 совпадают с позициями 1-14 фиг. 1. Позиция 15-дополнительный датчик (датчики), 16 - дополнительный триггер (триггеры), вход 17 которого соединен с выходом 13, а выход 18- со входом индикатора 4; причем вход 12 соединен с выходом 19 датчика 15. В исходное состояние устройство приводится с помощью блока 10, как пояснено в описании к фиг. 1. Особенностью работы устройства по п. 3 формулы изобретения, представленного на фиг. 2, является включение индикатора только при прохождении датчиком 3 сначала зоны захвата датчика 6, соответствующего присоединению к общему основному (первому) триггеру, (на вход 11), а затем датчика 15, присоединенному к входу 12 того же триггера. Поэтому при указанной правильной последователыюсти прохождения траектории сканирования индикатора 4 соответствующей цепочки триггеров 9,16 после прохождения датчиком 3 зоны захвата датчика 15 напряжение на выходе триггера 16 изменится,

вследствие чего изменится напряжение на входе соответствующего индикатора 4, подключенного к выходу триггера 16. Для упрощения коммутации исходного состояния устройства целесообразно подключить дополнительно выход блока 10 ко второму входу триггера 16. Если этого не сделать, то при соединении выхода триггера 9 к счетному входу триггера 16, для приведения устройства в исходное состояние требуется дву:

кратное нажатие ключа К блока 10. Устройство по схеме на фиг. 2 позволяет более точно проверять шаг L сканирования траектории 5, чтобы он не превосходил расстояния Н между линейными участками траектории (Н ориентировочно равно L + d, где d - ширина зоны захвата датчиков 6, 15).

Особенностью работы устройства (по фиг. 1) является возможность его реакции на скорость сканирования. Это достигается путем импульсной работы датчика-преобразователя 3 и соответственно импульсного сигнала на выходе датчиков 6, в результате имеющиеся на входе триггеров 9 входные емкости при быстром перемещении датчика

3 не успевают зарядиться до порогового напряжения, соответствующего опрокидыванию триггера. При достаточно медленном движении датчика 3 на датчики 6 в зоне их захвата поступает достаточное количество

импульсов, заряжающих входную емкость триггера 9 до порогового напряжения опрокидывания. Установка требуемой реакции предлагаемого устройства на скорость сканирования (перемещения датчика 3) осуществляется через изменение постоянной времени заряда входной емкости триггера 9 (например, путем изменения этой величины этой емкости).

В соответствии со схемой на фиг. 3 по зиции 1-15, идентичны позициям фиг. 1 показаны частично. Другие позиции: первая группа дополнительных датчиков 15; вторая группа дополнительных датчиков 16$ 17 - выходы датчиков 15, 18 - выходы датчиков 16; взаимное расположение их на стороне 7 стенки 2 соответствует плану 19. Цепочка триггеров 20.

Выходы 17 подсоединены параллельно ко входу 12 триггера 9, выходы 18 - параллельно ко входу 11 триггера 9, выход 13 триггера 9 соединен со входом 21 цепочки 20 последовательно соединенных триггеров, выход 22 цепочки 20 соединен со входом 14 индикатора 4.

В исходное состояние устройство по схеме на фиг. 3 приводится с помощью блока 10, как пояснено ранее (описание к фиг. 1 и 2). Для ускорения переключения устройства в исходное состояние при достаточно большом числе триггеров в цепочке 22 еле- дует соединить второй вход каждого триггера цепочки к выходу блока 10 (соединение необязательное; показано жирным пунктиром 23). При использовании только счетного входатриггеров в цепочке 22 требуется по- вторить нажатие ключа К блока 10 несколько раз до переключения индикатора А в требуемое положение.

Особенностью работы устройства по фиг. 3 является то, что индикатор 4 на выхо- де цепочки 22 включается только при последовательном прохождении датчика 3 всех датчиков на плане 21, причем в заданном направлении. При этом после прохождения датчиком 3 датчика 6 происходит олрокидывание триггера 9, после прохождения первого датчика 16 в группе 15 опрокидываются триггеры 9 и первый в цепочке 22. после прохождения первого датчика 18 в группе 17 опрокидываются триггеры 9 и два первых в цепочке 22 и т.д. После прохождения датчиком 3 всех датчиков, показанных на плане 21, опрокидывается последний триггер цепочки 22 (число триггеров от первого триггера 9 до последнего в цепочке равно числу датчиков в группе 15 плюс 1), напряжение на выходе последнего триггера цепочки меняется. При этом меняется оно на входе индикатора 4, подключенного к цепочке (фиг. 3) и индикатор срабатывает (например, загорается лампочка).

Проведены испытания устройства согласно предлагаемому изобретению. В качестве датчика -.преобразователя 3 использовали катушку с ферритовым сер- дечником. подключенным к переменному напряжению G В 50 Гц. В качестве имитатора стенки 2 и участка сканирования испытывали текстолит .листовой толщиной 5 мм. В качестве приемных датчиков 6 использовали катушку с ферритовым сердечником. В качестве блока 10- источник постоянного тока (батарейка напряжение 4; 5 В). Триггеры были собраны на транзисторах КТ315. В качестве индикаторов использованы свето- диоды, непосредственно подключенные между коллектором и эмиттером транзистора. В зоне захвата максимальный сигнал на катушке приемника 6 составлял 3 В (после выпрямления диодом Д7Ж) и был достаточен для управления триггером. Кроме того, была показана возможность прямого использования датчика-преобразователя дефектоскопа УД11-УА, подключенного к генератору этого дефектоскопа. В качестве датчика-приемника использован прямой преобразователь из комплекта Приз дефектоскопа УД-12, соединенный с усилителем с коэффициентом усиления 1000, при этом сигнал на выходе такого датчика-приемника 5 В (усилитель запитан напряжением 6 В), что вполне достаточно для управления триггером.

Положительный эффект от применения устройства по предлагаемому изобретению состоит в повышении точности (регистрируется превышение шага сканирования 5 ± 0.5 мм на площадке сканирования ультразвуковым дефектоскопом с указанными датчиками и объективности оценки для площадки сканирования размером 100x200 мм при произвольном хаотичном размещении датчиков по всей площадке, чем достигается представительность оценки для всей площадки, а не только на ее краю (как у прототипа). Кроме того, при ультразвуковом контроле, проверенном при раз работке технического проекта качество сканирования включает в себя скорость наряду с тщательностью соблюдения шага и пределов траектории сканирования, заметающей всю площадку .сканирования. Поскольку при быстром сканировании импульсный сигнал не успевает зарядить входные емкости триггера, это препятствует опрокидыванию триггера. Этот эффект является положительным для проверки качества сканирования, имитируя реальный процесс дефектоскопии, когда тоже при быстром сканировании имеют место пропуски дефектов (не успевает заметить оператор им- пульс на экране дефектоскопа, или релейный блок не срабатывает, из-за накопления амплитуды управляющего напряжения при малом количестве импульсов). Формула изобретения 1. Устройство для проверки качества сканирования при имитации процесса дефектоскопии, содержащее площадку сканирования в виде участка стенки плоского или

фасонного конструктивного элемента, перемещаемый на площадке сканирования дат- чик-преобразователь и индикаторы контрольных точек траектории перемещения датчика-преобразователя, от л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности проверки, оно дополнительно снабженодатчиками-приемникамисканирующего сигнала, расположенными с противоположной стороны стенки, основными триггерами по числу датчиков и блоком установки исходного состояния триггеров, первый вход триггера соединен с соответствующим датчиком-приемником, второй вход триггера - с соответствующим индикатором.

2. Устройство поп. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что по крайней мере один датчик- приемник сканирующего сигнала установлен с возможностью перемещения в пределах площадки сканирования.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- ще е с я тем, что оно содержит дополнительные датчики-приемники, установленные

вдоль заданной траектории сканирования, и дополнительные триггеры по их числу, каждый дополнительный триггер включен последовательно в цепь между основным триггером и индикатором, а выход дополнительного датчика-приемника соединен cj вторым входом соответствующего основного триггера,:.. :

4. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем. что оно содержит первую группу дополнительных датчиков-пр иемн и- ков. выходы которого соединены параллельно и подключены к второму входу основного

триггера, и вторую группу дополнительных датчиков-приемников, расположенных между датчиками первой группы, а выходы датчиков второй группы соединены параллельно и подключены к первому входу основного Триггера, а между основным триггером и индикатором включена цепочка триггеров, число которых равно числу дополнительных триггеров в соответствующей группе.

.. . :. .-. -.. .

Изобретение относится к области испытательных средств неразрушающего контроля материалов, Цель изобретения - повышение точности проверки. Устройство содержит площадку сканирования в виде участка стенки плоского или фасонного конструктивного элемента, перемещаемый по площадке сканирования датчик - преобразователь и индикаторы контрольных точек траектории датчика-преобразователя. В соответствии с изобретением оно дополнительно снабжено датчиками-приемниками сканирующего сигнала, расположенными с противоположной стороны стенки, блоком триггеров по числу датчиков и блоком установки исходного состояния триггеров, причем первый вход каждого триггера соединен с соответствующим датчиком-приемником, второй вход всех триггеров - с выходом блока установки исходного состояния, а выход каждого триггера - с соответствующим индикатором. Изобретение позволяет повысить точность и представительность проверки. 3 ил.

(Вир. 1

ФИГ. 2 .

v: