Установка для акустического контроля Советский патент 1975 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения, распознавания или контроля объектов с помощью ультразвуковых волн. Известна установка для контроля объектов с помощью ультразвуковых волн, использующая способ пространственной фильтрации двумерного спектра объекта. Она содержит генератор электрических колебаний, акустический преобразователь, создающий плоское акустическое поле возле объекта, ка«ал контролируемого объекта, включающий акустическую линзу, осуществляющую двумерное преобразование Фурье акустического поля объекта, пространственный акустический фильтр, устанавливаемый в спектральной плоскости линзы, вторую акустическую линзу, осуществляющую обратное двумерное преобразование Фурье, приемный многоэлементный акустический нреобразователь и электронный блок обработки. Недостатками такой установки являются: многоступенчатость, трудоемкость и сложность процесса изготовления пространственного акустического фильтра для эталонного объекта, необходимость для каждого эталонного объекта изготавливать свой пространственный фильтр. Кроме того, известная установка не обеспечивает возможности путем механического изготовления правильно отобразить в функции пропускания пространственного фильтра плавные изменения интенсивности. Цель изобретения - расширение возмол ностей и повышение эффективности контроля объектов методом ультразвуковой дефектоскопии с использованием принципа пространственной фильтрации спектра. Это достигается тем, что предлагаемая установка содержит отражательный разделитель канала, а пространственный фильтр выполнен в виде двух приемных и одного излучающего многоэлемептных электроакустических преобразователей и блока сравнения, причем один приемный преобразователь установлен на выходе канала контролируемого объекта, а второй - на выходе канала эталона, выходы которого из приемных преобразователей связаны с входами блока сравпения, выходы которого соединены с излучающим нреобразователем. Кроме того, приемный преобразователь, установленный на выходе канала эталона, связан с блоком сравнения через векторный сумматор, вторые входы которого связаны с генератором через фазовращатель. На чертеже изображена блок-схема предлагаемой установки. Установка содержит генератор Г электрических колебаний, выход которого соединен с источником 1 ультразвуковых волн, который крепится в отверстии стенки замкнутого резервуара 2, наполненного жидкостью с малым коэффициентом затухання. Стенки 3 резервуара вылол :ены звукопоглощающим материалом. В отверстии одной из стенок резервуара 2 нанротив излучателя помещена акустическая линза 4, причем излучатель находится в предельной фокальной плоскости этой линзы на ее оптической оси. На оптической оси линзы 4 в резервуаре 5 помещен пустотелый уголковый отражатель 6. Резервуар 5 заполнен той же жидкостью, что н резервуар 2, а все его стенки, за исключением участков поверхности 7, 8 и отверстий 9 н 10, выложены звукопоглощающим материалом. К отверстиям 9 и 10 примыкают два идентичных резервуара 11 и 12, занолненных той же жидкостью, что н резервуар о. Отверстие 9 служит для размещения контролируемого объекта, а отверстие 10 - для размещения эталонного объекта. Внутренние поверхности 13 и 14 этих резервуаров выложепы звукопоглощающим материалом. В центре резервуаров 11 и 12 расиоложены идентичные акустические линзы 15 и 16, в передних фокальных нлоскостях которых находятся илоскостн контролируемого и эталонного объектов (совнадающие с выходной плоскостью отверстий 9 и 10), а в задних фокальных нлоскостях номещены два идентичных многоэлементных электроакустических преобразователя 17 и 18 с числом N независимых элементов в кансдом. Несколько отдельно устанавливается резервуар 19, идентичный резервуарам 11 и 12, с акустической линзой 20, излучающим Nэлементным преобразователем 21, идентичным иреобразователям 17 и 18, и приемным многоэлементным нреобразователем 22, состоящим из М элементов. Каждый из N элементов нреобразователей 17 и 18 соединен с первым входом блока 23 сравнения. Второй вход блока 23 соединен с выходом векторного сумматора 24, нервый вход которого связан с одним из N элементов нреобразователя 18, а второй вход через фазовращатель 25 - с одним из N выходов генератора. Выход блока 23 соединен с одним из N элементов нреобразователя 21. Миогоэлементный нреобразователь 22 связан с блоком электронной обработки 26. Установка работает следующим образом. Напряжение ультразвуковой частоты н постоянной аматлитуды с выхода генератора подается на источник I ультразвуковых волн, который создает в резервуаре 2 бегущую ультразвуковую волну со сферическим фронтом. нреобразующуюся акустической линзой 4 в нлоскую. С номощью уголкового отражателя 6 и отражающих стенок 7 (8) плоский фронт ультразвуковых волн одинаково облучает контролируемый и эталонный объекты, размещенные в отверстиях 9 и 10. Акустические линзы 15 и 16 создают в плоскостях преобразователей 17 и 18 ультразвуковые ноля, связанные с нолями в плоскостях отверстий 9 и 10 двумерным преобразованием Фурье (т. е. образуется спектр пространственных частот контролируемого .и исследуемого объектов). На выходе каждого из элементов преобразователей 17 и 18 генерируется напряжение, пропорциональное средней амплитуде давления в соответствующей области пространственных частот, занимаемой этим элементом. Это напряжение с выходов преобразователя 17 подается на первый вход блока сравнения 23, а напряжение е выходов преобразователя 18 - на один из входов векторного сумматора 24. На его втоpoii вход подается напряженно с одного из выходов генератора через фазовращатель 25. На выходах сумматоров 24 формируется электрическая голограмма Фурье-спектра эталонного объекта, которая подается на один из входов блока сравнения. Блок сравнения предназначен для изменения коэфф|ициента передачи напряжения от элемента преобразователя 17 к соответствующему элементу нреобразователя 21 в соответствии с напряжепнем на выходах сумматоров, т. е. в соответствии с голограммой Фурье-спектра эталонного объекта. Приемные преобразователи 17 и 18, излучающий преобразователь 21 совместно с блоком сравнения и блоками формирования электрической голограммы нредставляют собой пространственный фильтр, нерестраиваемый в соответствии с эталонным объектом. С номощью фазовращателя 25 регулируется наклон нлоского онорного луча, необходимого для формирования голограммы, формируемой электрическим путем. В резервуаре 19 происходит обратное преобразование Фурье отфильтрованного ноля контролируемого объекта. Приемный преобразователь 22 регистрирует распределение акустического ноля, которое математически онисывается функциональными членами, один из которых представляет собой функцию корреляции контролируемого и исследуемого объектов. Анализ этой функции н принятие решения производится блоком электронной обработки. Предмет изобретения Установка для акустического контроля объектов, содержащая генератор электрических колебаний, акустический преобразователь плоского поля, канал контролируемого объекта, включающий акустическую линзу двумерного преобразования Фурье, канал эталона с второй акустической линзой двумерного преобразования Фурье, нространственный фильтр, третью акустическую линзу двумерного преобразования Фурье, нриемный многоэлементный нреобразователь и электронный блок обработки, отличающаяся тем, что, с целью расширения возлгожностей и повышения эффективности контроля, она снабжена отражательным разделителем каналов, а пространственный фильтр вынолнен в виде двух нрнемных и одного излучающего многоэлементных преобразователей и блока сравнения. дин приемный преобразователь установлен

на выходе канала контролируемого объекта, а второй - на выходе канала эталона, выходы которого из приемных преобразователей связаны с входами блока сравнения, выходы которого соединены с излучающим преобразователем.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что приемный преобразователь, установленный на выходе канала эталона, связан с блоком сравнения через векторный сумматор, вторые входы которого связаны с генератором через фазовращатель.

15