Способ регистрации сигналов при ультразвуковом контроле и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано при осуществлении контроля материалов и изделий.

Цель изобретения - повышение достоверности регистрации за счет исключения помех.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ регистрации сигналов при ультразвуковом контроле.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 тактового управления, приемно-усилительный блок 2 и регистратор 3, блок 4 сравнения, выход которого подключен к второму входу регистратора 3, последовательно соединенные генератор 5 зондирующих импульсов и электроакустический преобразователь 6, выход которого подключен к второму входу приемно-усили- тельногоблока2, первый программируемый блок 7 памяти, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам блока 1 тактового управления, а выход - к входу генератора 5 зондирующих импульсов, второй программируемый блок 8 памяти и последовательно соединенные сдвиговый регистр 9 и блок 10 разности, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока 4 сравнения. Первый вход сдвигового регистра 9 и второй вход блока 10 разности подключены к выходу приемно-усилитель- ного блока 2, а второй вход сдвигового регистра 9 - к второму выходу блока 1 тактового

со

К)

о со

ю

управления. Первый и второй входы второго программируемого блока 8 памяти подключены соответственно к второму и третьему выходам блока 1 тактового управления, а четвертый выход блока 1 тактового управления подключен к третьему входу лриемно- усилительного блока 2. Блок 1 тактового управления содержит последовательно соединенные генератор 11 опорной частоты, делитель 12, первый счетчик 1.3 и формирователь 14 импульсов стро бирования. второй счетчик 15, первый вход которого подклю- нен к выходу генератора 11 опорной частоты и третьему входу приемно-усилительного блока 2, второй вход- к выходу делителя 12, а выход- к второму входу формирователя 14 импульсов стробирования, причем выходы второго счетчика 15 и первого счетчика 13 подключены соответственно к первым и вторым входам первого и второго блоков 7 и 8 памяти, а вход второго счетчика 15 подключен еще и к второму входу сдвигового регистра 9. Приемно-у.силйтельный блок 2 содержит последовательно соединенные усилитель 16, временной селектор 17 и ана- лого-цифровой преобразователь 18, второй вход которого подключён кЧетвертому выходу блока 1 тактового управления, а выход - к первым входам регистратора 3 и сдвигового регистра 9, причем вход усилителя 16 подключен к выходу электроакустического преобразователя 6, а второй вход временного селектора 17 подключен к первому выходу блока 1 тактового управления. Информационные выходы первого и второго блоков 7 и 8 памяти подключены соответственно к входу генератора 5 зондирующих импульсов и первому входу блОка 4 сравнения , а информационные входы блоков 7, 8 памяти предназначены для подключения к выходу программатора (не показан) и используются при вводе в них информации при программировании.,

Способ осуществляют следующим образом.

При контроле в цикле излучения -. приема сигналов в контролируемый объект из- лучают ультразвуковой импульс и принимают сигналы. Среди принимаемых сигналов имеют место как сигналы отражения от несплошностей объекта контроля (дефект), так и различного рода помехи. Амплитуда всех принятых в этом цикле сигналов измеряют и запоминают. В следующем контрольном цикле излучения - приема амплитуду импульса излучения изменяют не заданную величину. Величина изменения амплитуды импульса излучения должна находиться в диапазоне, который обеспечивает получение достаточной для регистрации амплитуды импульса отражения от возможного дефекта. В этом цикле контроля такта принимают сигналы, измеряют и запоминают их амплитуды. Затем для последующего и предыдущего циклов контроля определяют соответственно величины изменения амплитуд принимаемых сигналов. Таким образом, для последующего и предыдущего циклов контроля оказываются

известными заданная величина изменения амплитуды импульса излучения и полученные в результате обработки величины изменения амплитуд принимаемых сигналов. Амплитуды импульса излучения и сигналов

его отражения при распространении ультразвуковой волны связаны известной аналитической зависимостью либо эти зависимости могут быть сняты экспериментально для конкретных условий контроля,

что предпочтительнее. На основании этого сравнивают для данной пары соседних циклов контроля получаемые величины изменений амплитуд принимаемых сигналов с заданной величиной изменения амплитуды

импульса излучения, те из принимаемых сигналов, изменение амплитуды которых

соответствует заданному изменению амплитуды импульса излучения, далее регистрируют как сигналы отражения от

несплошностей объекта контроля (дефекты).

Устройство, представленное на чертеже, работает следующим образом.

С помощью известного программатора

перед началом процесса контроля производят следующие операции в элементах устройства. Устанавливают коэффициент деления делителя 12, что эквивалентно заданию частоты смены тактов синхронизации частоты повторения циклов излучения - приема сигналов в формирователе 14 импульса стробирования для каждого такта синхронизации, число которых определяется обьемом первого счетчика 13. Устанавли ваются длительность и временное положение стробирующего импульса, В первый программируемый блок 7 памяти для каждого такта синхронизации записывается информация о параметрах импульса

излучения, причем эта информация записывается в видестроба определенной длительности и временного положения для каждого такта синхронизации, и в процессе работы устройства эти установленные стробы появляются на выходе первого блока 7 памяти, своей длительностью определяя время заряда зарядной емкости в генераторе 5 зондирующих импульсов, а следовательно, и амплитуду импульса излучения, а своим временным положением определяя момент

запуска импульса излучения. Таким образом, задается изменение амплитуды импульса излучения от такта к такту во второй программируемый блок 8 памяти в соответствии с установленными изменениями амп- яитуды импульса излучения, записываются соответственно для каждого такта синхронизации и момента времени распростра°не- ния сигналов соответствующие изменения амплитуды импульсов отражения (эхо-сиг- налов), причем эти изменения могут быть рассчитаны исходя из известного задаваемого изменения амплитуды импульса излучения в данном такте синхронизации и на основе известных аналитических зависимо- стей между амплитудами импульса излучения и отражения при распространении ультразвука либо на основе закономерностей, выявленных экспериментально. Высокостабильные импульсы высокой опорной частоты с вухода генератора 11 опорной частоты поступают на вход делителя 12 с переменным коэффициентом деления, на счетный первый вход второго счетчика 15 и. на второй вход аналого-цифрового преобразователя 18. С выхода делителя 12 импульсы, следующие с частотой повторения циклов излучения - приема сигналов поступают на счетны й вход первого счетчика 13 и . на второй вход - вход сброса второго счетчика 15 так, что второй счетчик 15 с каждым новым тактом синхронизации начинает счи- тать импульсы опорной частоты. Формирователь 14 импульсов ,стробирования выполнен на основе запоминающего устройства, часть адресных входов которого является его первым входом и.подключена к выходу первого счетчика 13, а другая их часть является его вторым входом и подклю- чена к выходу второго счетчика 15, так что в каждо.м новом такте синхронизации второй счетчик 15 своим выходом обегает ячейки памяти запоминающего устройства в фор- мирователе 14 и на выходе последнего по- является стробирующий импульс заданной длительности и временного положения .

Аналогично формируется импульс в каждом такте синхронизации на выходе первого программируемого блока 7 памяти так, что на выходе генератора 5 зондирующих импульсов формируется электрический импульс заданной в данном такте амплитуды, который возбуждает электроакустический преобразователь 6, а он в свою очередь, излучает в объект контроля акустический импульс заданной в данном такте синхронизации амплитуды. Акустические сигналы, распространяясь в объекте контроля, отражаются и принимаются электрб- акустическим преобразователем б, с выхода

которого в виде электрических сигналов поступают на вход усилителя 16. Этим же входом принимаются сигналы различного рода помех. Усиленные сигналы поступают ня первый вход временного селектора 17, в котором стробируются и с выхода которого поступают на первый вход преобразователя 18, на котором производится непрерывное преобразование принимаемых сигналов с опорной частотой генератора 11. Принимаемые сигналы в реальном масштабе времени с выхода преобразователя 18 в виде цифрового кода с дискретностью опорной частоты поступают на первый информационный вход регистратора 3, на первый информационный вход сдвигового регистра 9 и на второй вход блока 10 разности. Так как второй вход сдвигового регистра 9 является его адресным входом и подключен к выходу второго счетчика 15, который изменяет состояние своего выхода с опорно й частотой, то на выходе сдвигового регистра 9 в любой момент времени распространения для каждого последующего такта синхронизации появляется значение амплитуды сигнала, принятое в соответствующий момент времени распространения в предыдущем такте. Блок 10 разности определяет разность между величинами на его втором и первом входах, т.е. на его выходе присутствует значение изменения амплитуды принимаемых сигналов для каждого последующего такта синхронизации соответственно времени их распространения. На выходе второго программируемого блока 8 памяти для каждого последующего такта синхронизации и соответствующего момента времени распространения присутствует заданное значение изменения амплитуды, записанное в этом блоке перед процессом контроля. В блоке 4 сравнения непрерывно сравниваются значения величины изменения амплитуды принимаемых сигналов и заданные значения изменения амплитуды соответственно для каждого такта синхронизации и времени распространения. В случае соответствия друг другу величин на втором и первом входах блока 4 сравнения на его выходе появляется импульс, поступающий на второй вход записи регистратора 3.

Таким, образом, зарегистрированы лишь сигналы, принадлежащие отражателям, расположенным в объекте контроля, - дефектом.

Формул Э изобретения 1. Способ регистрации сигналов при ультразвуковом контроле, заключающийся в том, что объект контроля излучают ультразвуковые импульсы, принимают и регистрируют эхо-сигнзлы, о т-л и ч а ю щ и и с я тем.

что, с целью повышения достоверности регистрации за Счет исключения помех, в процессе контроля в каждом последующем цикле излучения-приема сигналов амплитуду импульса излучения изменяют на заданную величину и определяют, соответствующие изменения амплитуд принимаемых сигналов, определяют наличие взаимного соответствия изменений амплитуды каждого из принимаемых сигналов заданному изменению амплитуды импульса излучения, которое учитывают, при регистрации принимаемых сигналов. 2. Устройство для регистрации сигналов при ультразвуковом контроле, содержащее последовательно соединенные блок такто - вого управления, приемно-усилительный блок и регистратор, бло.к сравнения, выход которого подключен к второму вхЬду регистратора, последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов и электроакустический преобразователь, выход которого подключен к второму входу- приемно-усилительного блока, о т л и ч а ю- щ е е с я тем.,что оно снабжено первым и вторым программируемыми блоками памяти, последовательно соединенными сдвиговым регистром и блоком разности, приемно-усилительный .блок выполнен из последовательно соединенных усилителя, временного селектора и аналого-цифрового преобразователя, выход которого служит выходом приемно-усилительного. блока, блок тактового управления выполнен из по-. следовательно соединенных генератора

опорной частоты, делителя,«первого счетчика и формирователя импульса стробирова- ния приемника и второго счетчика, первый вход которого подключен к выходу генера- тора опорной частоты, второй вход - к выходу делителя, а выход - к второму входу формирователя импульса стробирования приемника, выход которого служит выходом блока тактового управления, второй вход временного селектора и вход усилителя служат соответственно первым и вторым входами приемно-усилительного блока, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к первым и вторым входам первого и второго программируемых блоков памяти, выход второго программируемого

блока памяти подключен к первому входу блока сравнения, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу сдвигового регистра и к второму входу

блока разности, выход которого подключен

к второму входу блока сравнения, выход

первого программируемого блока памяти

подключен к входу генератора зондирующих импульсов, выход второго счетчика - к второму входу сдвигового регистра, а выход

генератора опорной частоты - к второму входу аналого-цифрового преобразователя, информационные входы делитрля, формирователя импульсов стробирования приемника, первого и второго программируемых блоков памяти предназначены для подключения к внешнему устройству программирования.

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано при осуществлении контроля материалов и изделий. Цель изобретения - повышение достоверности регистрации за счет исключения помех. По предлагаемому способу регистрации осуществляют изменение .амплитуды зондирующих импульсов в каждом из последующих тактов на заданную величину и определяют соответствующее изменение эхо-сигналов. Сигналы об-Обнаружении дефектов регистрируют лишь в том случае, если установлено соответствие между характером изменения зондирующих сигналов и принятых эхо-сигналов. В устройстве указанные функции реализуются с помощью двух программируемых блоков памяти, блока тактового управления, сдвигового регистра и блока сравнения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. СП с