Дефектоскоп Советский патент 1977 года по МПК G01N29/04 

(54) ДЕФЕКТОСКОП

1

Изобретение относится к акустической дефектоскопии, в частности к устройствам для выявления дефектов методом свободных колебаний.

Известен дефектоскоп для контроля мето дом свободных колебаний, содержащий синхронизатор, соединенный с ним генератор возбуждающих импульсов, вибратор и одноканальный приемный блок 1 ,

Недостатки такого дефектоскопа:

1)сложность и трудоемкость настройки, обусловленная тем, что выбор частот, несу- ших наибольшую информацию о дефектах, ведется путем последовательных перестроек частоты селективного усилителя и измере- НИИ амплитуды сигналов в доброкачественных и дефектных зонах на каждой из этих частот;

2)возможность пропуска дефектов, связанная с тем, что каждый дефект, обладающий своими размерами и глубиной залегания имеет свой спектр, причем составляющие этого спектра, несущие наибольщую информацию о качестве изделия, для разных дефектов одного и того же изделия различны.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дефектоскоп, содержащий синхронизатор, генератор импульсов, подключенный к нему вибратор, возбуждающий в контролируемом изделии импульсы свободно затухающих упругих колебаний, предварительный усилитель, подключенный к его выходу многоканальный спектроанализатор, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель и пиковый детектор, и автоматический сигнализатор дефектов 2.

Однако этот дефектоскоп недостаточно надежен в работе из-за отсутствия возможности наблюдения спектров исследуемых импульсов и устройств, позволяющих измерять уровни сигналов в каналах прибора и возможности выбора каналов, несущих наиболь- щую информацию о дефектах, а также из-за сложности настройки, связанной с необходимостью регулирования усиления в каждом канале.

Предлагаемый дефектоскоп отличается от известных тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен блокок ступенчатого изменения коэффициента усиления усилителя, вход которого соединен с прием ником колебаний, выход - со входом усилителя, индикаторами уровня напряжений, количество которых равно числу каналов спек троанализатора, подключенными на выходе каждого канала, и подключенным к выходам индикаторов сумматором, выход которо соединен с автоматическим сигнализатором дефектов. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого дефектоскопа. Синхронизатор 1 запускает генератор 2 импульсов, питающий ударный вибратор 3, который возбуждает контролируемое издели 4 периодическими ударами. Возникающие в изделии 4 затухающие импульсы упругих колебаний принимаются расположенным вбли зи вибратора пьезоэлектрическим приемником 5 или микрофоном 6. На чертеже пьезоэлектрический приемник 5 и микрофон 6 условно показаны в одном искателе и коммутируются переключателем В1. Обычно в искателе имеется один приемник звука, а переключать В1 отсутствует. Через переключатель В1 принятый сигнал Поступает на блок ступенчатого изменения коэффициента деления усилителя 7, соединенный через переключатель В2 с входом предварительного усилителя 8. Последний имеет постоянное усиление во всем диапазоне рабочих частот и снабжен глубокой ручной регулировкой усиления. С выхода усилителя 8 сигнал разветвляется на и каналов спектроанализатора, каждый из которых включает последовательно соединенные колосовой фильтр 9, усилитель 10, пиковый детектор 11, ключ 12 сброса, усилитель 1 и индикатор 14 уровня напряжения. Кажды фильтр пропускает относительно узкую полосу частот, причем вся система фильтров выполнена так, что суммарная ее частотная характеристика охватывает весь диапазон рабочих частот дефектоскопа. Ка нальные усилители 10 увеличивают уровни сигналов до напряжений, достаточных для последующего линейного детектирования сигнала пиковым детектором 11. В конце каждого цикла напряжение детектора сбрасывается путем кратковременного отпирания ключа 12, управляемого синхронизатором 1. С пикового детектора сигнал поступает на усилитель 13, управляющий работо индикатора 14. В качестве индикатора удобно использовать линейные газоразрядные индикаторы типа ИН-13, выполненные в виде газосветных трубок, уровень свечения столба газа в которых пропорционален величине протекающего тока. Индикаторы каналов объединены в световое табло, позволяющее визуализировать спектр исследуемого сигнала. Выходы усилителей 13 через переключатели П соединены с входом cy матора 15 выход которого подключен ко входу автоматического сигнализатора дефектов (АСД) 16 с регулируемым порогом срабатывания. АСД используется для световой (или иной) сигнализации о наличии дефекта и управления током пера самописца, регистрирующего результаты контроля на электротермической (или электро-химической) бумаге при использовании дефектоскопа в установках для механизированного контроля. Настройка дефектоскопа производится следующим образом. Переключатель В2 устанавливают в положение Q , соответствующее нормальному усилению. Искатель дефектоскопа ставят в доброкачественную зону контролируемого изделия и регулируют усиление усилителя 8 так, чтобы амплитуды спектральных составляющих на световом табло имели удобно для наблюдения величины. Затем переводят искатель в зоны дефектов и наблюдают происходящие при этом изменения спектра. Выбрав каналы (один или несколько), в которых дефекты вызывают наибольшие изменения (увеличения) уровней сиг налов, подключают эти каналы (переключателями П j ) к сумматору. Затем, переводя переключатель В2 в одно из положений б, в или г , увеличивают уровень сигнала на входе усилителя 8 на 20-60% (в зависимости от положения переключателя В2). Установив искатель в доброкачественную зону изделия, регулируют порог срабатывания АСД 10 так, чтобы последний соответствовал этому уровню. Затем переключателем В2 восстанавливают исходный уровень сигнала (соответствующий положению О, переключателя В2). При этом обеспечивается необходимый запас, отделяющий зоны дефектов от доброкачест венных зон, причем АСД срабатывает от уровня сигнала, пропорционального сумме уровней напряжений на выходах подключенных к сумматору каналов. Основным индикатором дефектов при контроле изделий служит включаемая от АСД сигнальная лампочка Д . расположенная в искателе дефектоскопа. Световое табло, кроме настройки, используется также для оценки размеров и характера обнаруженных дефектов, причем такая оценка производится по изменению спектров, соответствующих этим дефектам. Вместо описанной системы с линейными газоразрядными индикаторами можно использовать иные известные системы визуализ ции спектра, например, с электронно-лучевой трубкой, на экране которой спектр сигнала представляется в виде параллельных линий по числу каналов, причем длина каждой из линий пропорциональна напряжению на выходе соответствующего канала. Предлагаемый дефектоскоп позволяет по высить надежность контроля изделий, облег чает задачу распознавания характера (размеров, глубины залегания) обнаруженных дефектов и повышает производительность благодаря уменьшению трудоемкости настройки. Формула изобретения Дефектоскоп, содержащий синхронизатор, генератор импульсов, подключенный к нему вибратор, возбуждающий в контролируемом изделии импульсы свободно затухающих упругих колебаний, приемник упругих колебаний, предварительный усилитель, подключенны к его выходу многоканальный спектроанал затор, каждый канал которого имеет последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель и пиковый детектор, и автоматический сигнализатор дефектов, отличающийся тем, что, с делью повышения надежности контроля, он снабжен блоком ступенчатого изменения коэффициента усиления усилителя, вход которого соединен с приемником колебаний, выход - со входом усилителя, индикаторами уровня напряжений, количество которых равно числу каналов спектроанализатора, подключенными на выходе каждого канала, и подключенным к выходам индикаторов сумматором, выход которого соединен с автоматическим сигнализатором дефектов. Источники информации, принятые во внимание при рассмотрении материалов заявки: 1. Патент США № 3350434, кл. 73-67, 2, 1970 г. 2. Авторское свидетельство №218509, кл. G 01А29/О4, 1963.