Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1976 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к упьтразвуковой дефектоскопии и может быть использрвано для получения видимого изображелия дефектов.

Известан ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор непрерывных колебаний, ультразвуковой искатель, приемный усилитель, .балансный смеситель непрерывных колебаНИИ и блок формирования голограмм, блок формирования непрерьшиь.щ опорных колебаний, включенный генератором и

смесителем. . :. ..

Недостатком: известтного устройства явгляется низкая точность измерения координат дефекта и его размеров в случле, если дефект залегает в глубине исследуемого материала.

С целью повышения точности определения координат и размеров дефектов предлагаемое устройство снабжено последователь . но соединенными через ультразвуковой искатель генератором импульсных колеба-

|ний, вторым приемным усилителем и ба-; ланевым смесителем импульсных колеба-;

НИИ, включенным менсду генератором и балансным смесителем импульсных колебаний, блоком формирования опорных импульсных колебаний, первым сумматором и блоком стробирования, входы которых соединены с выходами балансных смесителей, и вторым, сумматором, один вход которого соединен с балансным смесителем импульсных колебаний, второй входс выходом блока стробирования, а выход - с блоком формированияГолограмм.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого ультразвукового дефекто , скопа.

Дефектоскоп содержит генераторы 1,

2 непрерь1вных и импульсных ультразвук новых колебаний, соединенные через блоки 3, 4 формирования опорных колебаний с балансными смесителями 5, 6 соответ

ственно. Смесители 5, б соединены с приемными усилителями 7, 8 ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой искатель

9,контактирующий с исследуемой средой

10,связан с генераторами 1, 2 и усили.целями 7, 8. Выход смесителя 5 непрерывных ультразвуковых колебаний подключен к сумматору 11 непрерывных и импу гьсных. колебаний, а также к блоку 12 стррбировациЯ;| непрерывных сигналов, смесителя 6 импульсных сигналов соединен с сумматором 11, блоком 12 стробирования, а.также с сумматором 13 импульсных и стробированных непрерывны ультразвуковых колебаний. Выходы суг-маторов 11, 13 подключены к устройству14 формирования голограмм. Устройство 14 содержит двухлучевой осциллограф 15 и лентопротяжное устройство 16 с лен той„ Дефектоскоп работает в двух режимах: режим обйаружения дефекта и режим,4 рмирования голограммы, о первом режиме работает лишь импульсная часть устройства. Во втором режиме после приема отраженного импульса (в случае обнаружеЙия дефекта) осуществляется запуск ге- йератора 1 непрерывных колебаний и лентопротяжного устройства f 6. Непрерывные колебания с длиной волны . от генератора 1 непрерывных ультр звуковых колебаний и импульсные зондирующие сигналы с длиной волны Я от генератора 2 поступают на излуча епь 9. Непрерывные и импульсные ультразвуковые колебания распространяются в контро.ируемой среде 10 и при наличии неоднородностей отражаются от нюс. Отраженн-ле непрерывные сигналы поступают на вход приемника 7, настроенного на длину волны Я , а затем - на смеситель 5, где перемножаются с опор пыми колебаниями, поступающими с блока 3, В результате относительного перемеftieHHsf контролируемой среды 1О и сканирования искателя 9 на выходе смесителя 5 выделгется низкочастотная составляющая сигнала, харсктеризующая интерференционный рельеф, создаваемый в пл.юкости сканирования излучателя 9 н прерывными сигналами, рассеянными дефектами. Отраженные импульсные сигналь поступают на вход усилителя 8, настроенного на длину волны Яр , а затем - на смеситель 6, где перемножаются с опорными колебаниями, поступающими с блока 4. Непрерывные сигналы с выхода смесителя 5 jH импульсные сигналы с выхода c сителя 6 суммируются в сумматоре 11. С выхода сумм1тора 11 сигналы поступают на первый канал развертки двухлучевого осциллографа 15, причем запуск этого канала осуществляется синхронно с началом сканирования излучателя 9. Тем . самым на ленте, протягиваэмой по экрану осциллографа 15 с помощью лентопротяжного устройства 16, формируют голограмму, одна координата которой колли- . неарна вектору относительной скорости перемещения контролируемой среды 1О относительно дефектоскопа, а другая кодлинеарна BeKtopy скорости сканирорания j излучателя 9. Голограмма, сформированная по суммарным непрерывньТм иимпул} сным сигналам, тфедставляет собой сумм/ непрерывной голограммы, сфорк5ированной на длине волны j i и дискретной голограммы, сформированной на длине волны Я . На изображение, восстановленное по такой суммарной голограмме за счет различия длин волн накладываются интерференционные полосы. Разность расстояний между полосами определяется соотнощением () По положению интерфереЛионных полос определяют пазмерь и конфигурации дефекта в плоскости сканирования излучателя 9. Импульсные сигналы с выхода смесителя 6 подак)т на блок 12 стробирования, куда одновременно поступают и непрерывные сигналы с выхода смесителя 5. В блоке 12 стробирования непрерывных сигнал.рв вырезаются импульсные сигналь:, равные по длительности импульсным сигналам, поступающим с выхода смесит эля 6. От стробированныв непрерывные сигналы с выхода блока 12 подают на сумматор 13, где они суммируются с импульсными сиг нала мис выхода смесителя 6. Суммарные сигналы подают на второй канал развертки двухлучевого осциллСл-рафа 15 запуск к Торого осуществляется зондирующим импульсом генератора 2. На ленте при этом формируется голограмма, одна координата которой коллинеарна вектору скорос-т-и пе- ремещения контролируемой среды 1О о-рносительно дефектоскопа, а другая - параллельна направлению максимума излу- ; чения диаграммы направленности искателя 9. Сформированная подобным образом голограмма представляет собой сумму дискретных голограмм, сформированных на алинах волн Я, и Д « Изображение, восстановленное по такой голограмме, наблюдается в плоскости, образованной век- тором скорости перемещения объекта и .напраплением максимума излучения иска теля 9, т. е. наблюдается сбоку. Его положениб-Б пространстве определяет уда- |ление дефекта от плоскости сканирования.

За счет различия длин волн прн формировании суммарной голограммы на восстановленное изображение накладываю я ;1 втерАюренционные полосы, по располр;жению которых можно-.сулить о размерах ;И конфигурации дефекта при наблюдении ;вго сбоку.

: Фиксация голограмм производится на одной ленте. Для обеих голограмм коор дината, коллинеарная -«ектору скорости 1поступательного движения контролируемой среды 10, бере-гся совпадаюшгЧ с направ ленне.м движения ленты, на которой рег стрируется голограмма. Ось, пграллельг ная направлению максимального излучения искателя 9, откладывается в одну сторону от середины ленты, а ось, коллинеарная вектору сканирования искателя 9, - в другую сторону от середины ленты. При таком расположений голограмм на ленте изображение восстанавливается одновременно, при этом одно изображение представляет собой дефе(ет в плоскости, параллельной плоскости сканирования искателя 9, а другое изображение - в плоскост, перпендикул1фной Плоскости скан1фавания искателя 9,

Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп, содержа- |щий последовательно соединенньге генера- |тор непрерывных колебаний, ультразвуко;вой искатель, приемный усилитель, балано ный смеситель непрерывных колебаний и блок формирования голограмм, блок формим рования непрерывных опорных колебаний, включенный между генератором и смесителем, отличающий, ся тем, что, с целью повышения точности определения координат и размеров дефектов, оно снабжено последовательно соединенными {через ультразвуковой искатель генератором импульснь1х колебаний, вторым приемньп усилителем и балансным смесителем импульсных колебаний, включенным меж|ду генератором и балансным смесителем импульсных колебаний блоком формирова-

J «ия опорных импульсных колебаний, пер|вым сумматором и блоком стробирования, входы которых -соединены с выходами балансных смесителей, и вторым сумматором, один вход которого соединен с баланс5 ;ным смесителем импульсныхколебаний, ;второй вход - с вьпсодом блока строби;рования, а выход - с блоком формирования голограмм.