Автоматический сигнализатор дефектов для ультразвукового эхо-дефектоскопа Советский патент 1993 года по МПК G01N29/10 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для автоматизированного контроля качест: ва изделий в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение достоверности.

На фиг. 1 приведена структурная схема; на фиг. 2 -временные диаграммы работ сигнализатора.

Автоматический сигнализатор дефектов для ультразвуковых эхо-дефектоскопов содержит последовательно соединенные ограничитель 1, вход которого подключен к выходу приемно-усилительного тракта дефектоскопа, каскад 2 задержки, временный селйктор 3, элемент 4 И, элемент 5 ИЛИ и исполнительный блок 6. Последовательно

соединенные временный селектор 7, входом подключенный к выходу приемно-уси- лительного тракта дефектоскопа, амплитудный селектор 8 и элемент 9 ИЛИ, выходом подключенный к второму входу элемента 4 И.

Последовательно соединенные амплитудный селектор 10, входом подключенный к выходу временного селектора 7 и входу амплитудного селектора 8, схема 11 сравнения двух чисел (с числом два), вторым выходом подключена к второму входу элемента 9 ИЛИ, элемент 13 И, вторым входом подключенный к выходу временного селектора 7 и входами амплитудных селекторов 8 и 10, выходом - к третьему входу элемента 5 ИЛИ. Последовательно соединенные элемент 14 НЕ, входом под00

со сл о XI

СА

со

ключенный к выходу амплитудного селектора 8, первому входу элемента 9 ИЛИ и второму входу элемента 12 И, элемент 15 И, вторым входом подключенный к выходу амплитудного селектора 10 и входу схемы 11 сравнения двух чисел и элемент 16 И, выходом подключенный к третьему входу элемента 5 ИЛИ. Временной селектор 17, первым входом подключенный к выходу приемно-усилительного тракта, а выходом - к второму входу элемента 16 И. Последовательно соединенные каскад 18 задержки, входом подключенный к выходу синхронизатора дефектоскопа и триггер 19, вторым входом подключенный к выходу ограничителя 1 и каскада 2 задержки. Последовательно соединенные каскад 20 задержки, входом подключенный через переключатель к выходу синхронизатора дефектоскопа или к выходу триггера 19 и формирователь 21 стробирующих импульсов, вторым входом подключенный к выходу амплитудного селектора 8, первому входу элемента 9 ИЛИ, второму входу элемента 12 И, входу элемента 14 НЕ, а первым, вторым .и третьим выходами - к вторым входам временных селекторов 3, 7 и 17.

Сигнализатор может работать с дефектоскопами, применяемыми в контактном и иммерсионном вариантах.

В контактном варианте к точке а с выхода приемно-усилительного тракта дефектоскопа подводятся импульсы 22, а в иммерсионном варианте - импульсы 23, представляющие собой зондирующий импульс 24, импульс 25, отраженный от поверхности ввода, импульс 26, отраженный от дойной поверхности и импульс 27, дважды отраженный от поверхности ввода.

В контактном варианте(переключатель в положении П) импульс 28 через точку б синхронизации дефектоскопа поступает на элемент 20 задержки, которым задерживается на время tai действия зондирующего импульса 24, после чего запускается формирователь 21 стробирующих импульсов, формирующий стробирующий импульс 29, задний фронт которого определяется импульсом 26, превышающим порог Unopi амплитудного селектора 8.

В иммерсионном варианте (переключатель в положении П1) импульс 28 синхронизации дефектоскопа поступает на каскад 18 задержки, которым также задерживается на время тз1 действия зондирующего импульса 24, после чего устанавливает триггер 19 в одно из длительно-устойчивых состояний и на выходе триггера начинает формироваться импульс 30. На второй вход триггера 19 поступают импульсы с выхода ограничителя

1, Импульс 25, отраженный от передней грани изделия, переводит триггер 19 в другое длительно-устойчивое состояние и формирование импульса 30 заканчивается, из него

5 выделяется задний фронт 31, который через переключатель поступает на элемент 20 задержки, и после задержки на время tsi запускает формирователь 21 стробирующих импульсов, формирующий стробирующий

импульс 32, задний фронт которого также как импульса 29, определяется импульсом 26, превышающим порог Unopi амплитудного селектора 8, В дальнейшем схема в обоих вариантах работает одинаково и рассматри5 вается на примере контроля профиля 33 сложной формы, имеющего в направлении прозвучивания четыре значения толщины (см, фиг. За). Позициями 34-37 обозначены донные грани по мере их удаления от повер0 хности ввода и позициями 261, 262, 263, 264 соответствующие им эхо-сигналы. Позицией 38 обозначены дефекты в контролируемом изделии, позициями 41 - эхо-сигналы дефектов, 42 - импульсы на выходе ампли5 тудного селектора 8,43 - импульсы на выходе амплитудного селектора 10, а 44 - импульсы на входе исполнительного блока 6,

Формирователь 21 стробирующих им0 пульсов автоматически формирует в зависи- мости от толщины контролируемого изделия при прозвучивании участков равномерного сечения, когда амплитуда донного эхо-импульса превышает пороговый уро5 вень Unopi, импульсы 29 (32). Одновременно формирователь 21 формирует вручную первую серию 39 строб-импульсов, у первого из которых передний фронт совпадает с началом эхо-импульса 2& а задний фронт

0 совпадает с окончанием эхо-сигнала 261, у последующих импульсов - фронты совпада- ют с началом и окончанием импульсов 26 , 2б3, 2б4, и вторую серию 40 автоматически стробирующих импульсов, у первого из ко5 торых передний фронт задержан на время t3i относительно переднего фронта импульса 25, а задний фронт совпадает с началом эхо-импульса 26 участка изделия 33 с минимальной толщиной, например позиция 2, а

0 у последующих передний фронт совпадает с окончанием донного эхо-сигнала на каждом участке изделия с постоянной толщиной и задний фронт совпадает с началом донного эхо-сигнала на участке изделия со

5 следующей по значению большей толщины, например второй строб-импульс второй серии формируется по эхо-сигналам 261 и 262, полученным на позициях I и IV соответственно. Стробирующие импульсы 32, 39 и 40 подаются на временные селекторы 3, 7 и 17

соответственно. На первые входы временных селекторов 7 и 17 подаются импульсы с выхода видеоусилителя дефектоскопа. Импульсы с выхода временного селектора 7, отселектированные стробирующими импульсами 39, подаются на входы амплитудных селекторов 8 и 10. Селектор 8 имеет порог Unopi выделения сигналов, соответствующий уровню эхо-сигналов от донной грани, селектор 10 - порог Unop2 - соответствующий уровню эхо-сигнала от максимально допустимого дефекта. Сигналы, превышающие Unopi с выхода селектора 8 подаются на формирователь 21 стробирую- щих импульсов и определяют конец строби- рующего импульса 32 и через элемент 9 ИЛИ дают разрешение на прохождение через элемент 4 И сигналов с выхода временного селектора 3 через элемент 5 ИЛИ на исполнительный блок 6.

Для исключения пропуска дефектов, эхо-сигналы от которых находятся в интервале между Unopi и Unop2 и принимаются во время стробирующих импульсов 39, в состав сигнализатора введена схема сравнения двух чисел, с помощью которой анализируется количество эхо-сигналов, выделяемых в каждом цикле контроля амплитудным селектором 10. Если количество эхо-сигналов больше двух, что соответствует нахождению небольшого дефекта в месте изменения сечения с выхода схемы 11 через элемент 9 ИЛИ дается разрешение на прохождение через элемент 4 И импульсов, выделяемых временным селектором 3, на исполнительный блок 6. В этом случае выявляется дефект 38 при нахождении преобразователя в позиции VI, Для исключения пропуска дефектов, эхо-сигналы от которых также принимаются во время действия стробирующих импульсов 39, но амплитуда которых превышает Unopi (большой дефект) используется элемент 12 И, на вход которого подаются импульсы с выхода амплитудного селектора 8 и с выхода схемы 11 сравнения при равенстве количества импульсов на выходе амплитудного селектора числу два. В этом случае с выхода элемента 12 И дается разрешение на прохождение через элемент 13 И импульсов с выхода временного селектора 7 и выявляется дефект 393 при нахождении преобразователя в позиции У, как видно из фиг. За преимущества использования предлагаемого сигнализатора заключаются в уменьшении зон контролируемого изделия с недостоверной сигнализацией дефектов (наклонная штриховка) по сравнению с зонами с недостоверной сигнализацией дефектов при мспользо- вании сигнализатора - прототипа (вертикальная штриховка).

Формула изобретения

Автоматический сигнализатор дефектов для ультразвукового эхо-дефектоскопа, содержащий последовательно соединенные ограничитель, вход которого предназначен

для подключения к выходу приемно-усили- тельного тракта эхо-дефектоскопа, первый каскад задержки и первый временной селектор, последовательно соединенные второй каскад задержки, вход которого

предназначен для подключения к выходу синхронизатора эхо-дефектоскопа, триггер, переключатель, подвижный контакт которого связан с входом второго каскада задержки, и третий каскад задержки и

исполнительный блок, а выход ограничителя подключен к второму входу триггера, о т- личающийся тем, что он снабжен последовательно соединенными вторым временным селектором, вход которого спяэан с входом ограничителя, первым амплитудным селектором, элементом НЕ, первым и вторым-элементами И и первым элементом ИЛИ, выход которого подключен к входу исполнительного блока, последовательно

соединенными вторым амплитудным селектором, вход которого подключен к выходу второго временного селектора, схемой сравнения двух чисел, третьим элементом И и четвертым элементом И, выход которого

подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, последовательно соединенными вторым элементом ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу схемы сравнения двух чисел, и пятым элементом

И, выход которого связан с третьим входом первого элемента ИЛИ, а второй вход - с выходом первого временного селектора, третьим временным селектором, включенным между входом ограничителя и вторым

входом второго элемента И, и формирователем стробирующих импульсов, первый вход которого связан с выходом третьего каскада задержки, а выходы - соответственно с вторыми входами временных селекторов, выход первого амплитудного селектора подключен к вторым входам второго элемента ИЛИ, третьего элемента И и формирователя стробирующих импульсов, выход второго амплитудного селектора связан с

вторым входом первого элемента И, а выход второго временного селектора подключен к второму входу четвертого элемента И.

Фиг. 2

Направление сканирования

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Технический результат изобретения - повышение достоверности. На временной селектор подают дополнительно две серии стро бирующих импульсов с блока их формирования, первую серию формируют программно в моменты времени ожидаемого приема отраженных сигналов от донной грани во всех сечениях в направлении прозвучивания длительностью немного превышающей длительность отраженных сигналов, вторую серию формируют с длительностями импульсов, соответствующими временным интервалам между импульсами первой серии, передний фронт первого импульса второй серии формируют при помощи сигнала от передней грани изделия, а сигналы с выхода временного селектора, подаваемые на исполнительный блок, выбирают в зависимости от уровня и количества сигналов, выделяемых при помощи стробирующих импульсов первой дополнительной серии, 3 ил. сл С

Я

Ш НУ Ж

33