Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1977 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области ультразвукового; нераэрушающего контроля и може быть использовано для контроля (листов, плит и т.п.) изделий черной металлургии, теневым или зеркально-теневым методом.

Известны ультразвуковые дефектоскопы для контроля изделий теневым или зеркаль.но-теневым Методом, содержащие генератор, подключенный к нему излучающий преобразователь, усилитель и соединенные с ним детектор и индикатор. О наличии дефекта судят по уменьшению сигнала на выходе детектора

Данные дефектоскопы обладают низкой чувствительностью к дефектам и достоверностью контроля, что объясняется влиянием на амплитуду теневого зазора между преоб рааователями и контролируемым изделием,, их взаимного перекоса, изменения структуры материала, изменения качества акустического контакта и др. ;факторов.

Известен также ультразвуковой дефектоскоп, который содержит генератор, подключенные к нему два излучающих и два приемных преобразователя, усилнтеля, соединенные с ним детектор блок сравнения и индикатор 2 .

Недостатком известного дефектоскопа является невысокая надежность контроля, обусловленная тем, что вычитание принятых сигналов Iпроисходит на высокой (ультразвуковой) частоте, где большое значение имеют фазовые соотношения сравниваемых сигналов. В этом случае даже незначител1я ная разность во времени прохождения колебаний между сопоставляемыми парами преобразователей, вызванная, например, разность толщин контролируемого изделия, разностью зазоров между преобразователями и изделием, приводит к появлению разностного сигнала аналогичного сигналу от дефекта.

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет увеличения соотношения сигнал-шум.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп снабжен цепью из дополнительного усилителя и детектора, входы усилителей соединены с приемными преобразователями, а выходы детекторов со входами блока сравнения. Кроме того, в дефектоскоп введены соединенный с генератором формирователь сгроб-нмпульсов и включенные между усилителями и детекторами селекторные каскады, соединенные с формирователе ;.

На фиг. 1 изображена блок-схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 изображены диаграммы напряжений.

Ультразвуковой дефектоскоп состоит из генератора зондирующих импульсов 1, соединенного с излучающими преобразователями 2 и 2, приемных, преобразователей 3 а з , усилителей 4 и 5, соединенных с соответствующими приемными преобразователями, формироватедя 6 строб-импульсов, селекторных каскадов 7 и 8. одни входы которых подключены к выходу формировател 6 строб -импульсов, а другие к выходам соответствующих усилителей 4 и 5, детекторов 9 и 10, подключенных к соответст вующим выходам селекторных каскадов 7 и 8, блока сравнения 11, входы которого подключены к выходам детектора 9 и 10, фильтранизких частот 12, подключенного ш выходе блока сравнения 11, индикатора 13, соединенного с выходом фильтра 12, и синхронизатора 14, соединенного с генератороь зондирующих импульсов 1 и формирователем 6 строб-импульсов.

Импульсы }. ультразвуковых колебаний, излучаемые преобразователями 2 и 2 , пройдя через 1контролируемый металл 15 принимаются преобразователямп Зи 3 и через усилители 4 и 5 подаются на вход селекторных каскадов 7 и 8.

На другие входы этих каскадов подается строб-импульс, сформированный формировав, телем 6. Выделенные селекторньгми каск. дами виде о-импульсы U и U поступают на детекторы 9 и 10 соответственно. В де« текторе эти импульсы заряжают емкость до напряжения, приблизительно равного их амплитуде, после чего напряжение на емкости детектора постоянно разряжается, стремясь к нулю. Таким образом, на выхо« де детекторов получаются импульсы UQ и U амплитуда которых в каждом периоде пропорциональна амплитуде принятых приемными преобразователями З иЗ импульсов. Импульсь( Uo и U.Q подаются на блок срав не-ния 11. В результирующем сигнале U, наряду с импульсами IT. о. и П.. , получеными при прозвучивании дефектного места 16 в металле 15, могут иметься также импульсы Ui. .0 и 1.. g , появившиеся в результате таких мешающих факторов как разность толщины или зазоров под парами преобразовагелей 2 -3 и . . Длительность импульсов и и и. g несравненно

меньше, чем длительность импульсовUi. , и и.. , поэтому на выходе фильтра низких частот 12 амплитуда первых импульсов U,, будет ниже уровня срабатывания индикатора 13.

За счет мешающих факторов (изменение структуры металла, чистоты обработки поверхности, изменение зазора и т.п.) ампли-туды сигналов.и и на выходе детекторов будут также изменяться от периода к периоду, но эти изменения будут одинаковыми (за счет близкого расположения преобразователей) или отличаться незначительно, поэтому на выходе блока сравнения 11

результирующий сигнал IJ. будет равен или близок к нулю.

В тех случаях, когда применяемый индикатор 13 имеет большое время срабатывания (инерционность), как например само

писец, применение фильтра 12 не обязад-ель но.

При импульсном режиме работы возможно применение в качестве детекторов 9, 10 пиковых детекторов, сброс которых можно

проводить синхроимпульсом синхронизато. ра 14.

Дефектоскоп по данному изобретению может работать и в режиме непрерывных колебаний. В этом случае отпадает необходимость в блоках 6, 7, 8 и 14.

Расстояние между соседними парами преобразователей 2 -3 и 2 -3 .устанав-ливается в зависимости от требуемой чув- сТВительноети. В этом случае, если требу-

ется выявлять дефекты с большой площадью, это расстояние увеличивается.

Таким образом, за счет увеличения соотношения сигнал-шум будет повышена чувствительность контроля. Повышение достовер

ности контроля достигается за счет устранения ложного срабатывания индикатора под воздействием мешающих (щумовых) факторов.

Использование изобретения позволит по-

высить качество и производительность контроля, снизить требования к качеству поверхности и стабильности параметров контролируемого материала, уменьшить требования к механическим устройствам, обеспе-

чивающим стабилизацию преобразователей.

Формула изобретения

551- Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий генератор, подключенные к нему излучающие и приемные преобразователи, усилитель, соединенньге с.ним детектор, блок сравнения и индикатор, отличаю-

60 щ и и с я тем, что, с целью повышения

надежности контроля, он снабжен цепью из дополнительного усилителя и детектора, входы усилителей соединены с приемными преобразователями, а выходы детекторов со входами блока сравнения.

2. Устройство по п. 1, о г л и ч а ю щ ё е с я тем, что в него введены соединенный с генератором формирователь строб-импульсов и включенные между уси-

лителями и детекторами селекторные каскады, соединенные с формирователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Шрайбер Д. С. Ультразвуковая дефектоскопия. Al,, Металлургия, 1965,

с, 1О8-109.

2.Патент США № 3074267, кл. 73-67.5, 1963.

I 2

Y/////////////// m

J

15

Фиг.1

I I I I