Устройство для ультразвукового контроля материалов Советский патент 1977 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для определения характера обнаруживаемых дефектов.

Известно устройство для ультразвукового контроля материалов, содержащее генератор коротких видеоимпульсов, подключенный к нему широкополосный ультразвуковой искатель, последовательно соединенные широкополосные усилитель, временной селектор и анализатор спектра 1.

Недостатком его является сложность расшифровки спектральной характеристики дефекта ввиду значительной неравномерности частотной характеристики искателя и спектрального состава возбуждающего импульса.

Известно также устройство для ультразвукового контроля материалов, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенные к его разным входам синхронизатор и модулятор, широкополосный искатель, последовательно соединенные усилитель, временной селектор и анализатор спектра, а также генератор селектирующих импульсов, вход которого соединен с синхронизатором, а выход - со вторым входом временного селектора 2.

Недостатком известного устройства является сложность расшифровки характера дефектов по спектральному составу принятого сигнала вследствие большого количества измеряемых параметров, что снижает производительность и достоверность контроля. Для повышения производительности и достоверности контроля предлагаемое устройство снабжено последовательно соединенными блоком аналого-цифрового преобразования, один вход которого подключен к анализатору спектра, а другой - к модулятору,

блоком быстрого преобразования Фурье, блоком хранения классов эталонных спектров, блоком опроса, блоком сравнения, второй вход которого связан с выходом блока быстрого преобразования Фурье и блоком индикаЦии.

На чертеже изображена блок-схема описываемого устройства. В основе данного устройства лежит измерение- вторичного спектра принятого сигнала, сравнение его с эталонным вторичным спектром, в результате чего определяется характер дефекта.

Устройство содержит синхронизатор 1, подключенный к его выходу генератор 2 зондирующих импульсов, модулятор 3, подключенный

к генератору 2; соединенный с генератором широкополосный искатель 4; широкополосный усилитель 5, соединенный с искателем 4; временной селектор 6 эхо-сигналов, отраженных от дефектов, один вход которого соединей с усилителем 5, другой - с генератором 7

селектирующих импульсов, а выход - с анализатором 8 спектра. Аналого-цифровой преобразователь 9 соединен одним входом с анализатором 8 спектра, другим входом - с модулятором 3. С выходом преобразования 9 соединен блок 10 быстрого преобразования Фурье, выход которого соединен с одним входом блока И сравнения. Блок 12 хранения классов эталонных спектров соединен по входу с блоком 10, а выход его соединен через блок 13 опроса с вторым входом блока 11 сравнения. К выходу блока И сравнения и подключен регистратор 14 в виде цифропечатающего устройства или дисплея.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 2, запускаясь от синхронизатора 1, вырабатывает зондирующие частотно-модулированные радиоимпульсы, частота заполнения которых меняется oi импульса к импульсу по пилообразному закону с помощью модулятора 3. Такая последовательность радиоимпульсов имеет щирокий и равномерный спектр. Широкополосный искатель 4 преобразует последовательность радиоимпульсов в ультразвуковую, принимает отраженные от дефекта эхо-сигналы. Усиленные усилителем о и выделенные временным селектором 6 эти сигналы поступают на вход анализатора 8 спектра. Огибающая спектра на экране анализатора спектра несет в себе информацию о параметрах дефекта. Время анализа устанавливают таким образом, чтобы за один период качания частоты модулятором 3 излучалось в изделие 200-300 импульсов с различными частотами. Время анализа обычно составляет 0,5-5 с.

Огибающая спектра с анализатора 8 попадает иа аналого-цифровой преобразователь 9. На второй его вход подаются импульсы с модулятора 3, синхронизирующие начало и окончание работы преобразователя с периодом качания частоты генератора 2. Аналогоцифровой преобразователь преобразует огибающую спектра в аналоговой форме в цифровой код и подает его на вход блока 10 быстрого преобразования Фурье. В этом блоке огибающая первичного спектра преобразуется во вторичный спектр и в цифровом виде поступает на первой вход блока И сравнения. На второй вход поступают из блока 12 хранения классов эталонных спектров через блок 13 опроса эталонные спектры. Блок 13 опроса последовательно вызывает из блока 12 хранения эталонные спектры, принадлежащие

различным классам, и предъявляет их для сопоставления с реальным вторичным спектром. Каждый класс эталонных спектров определяет тип дефекта (поры, щлаки, трещины, непровары и др.).

Нри нахождении эталонного спектра с параметрами, наиболее близкими к реальному спектру, последнему присваивается тот класс, к которому принадлежит эталонный спектр. Определение размеров и ориентация дефектов также осуществляются в результате сравнения с эталонными спектрами.

В процессе накопления классов эталонных спектров с выхода блока 10 спектры от реальных известных дефектов (или теоретические

спектры) поступают непосредственно в блок 12 хранения.

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля

материалов, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенные к его разным входам, синхронизатор и модулятор, широкополосный искатель, последовательно соединенные усилитель, временной селектор и аиализатор спектра, а также генератор селектирующих импульсов, вход которого соединен с синхронизатором, а выход - со вторым входом временного селектора, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными блоком аналого-цифрового преобразования, один вход которого подключен к анализатору спектра, а другой - к модулятору, блоком

быстрого преобразования Фурье, блоком хранения классов эталонных спектров, блоком опроса, блоком сравнения, второй вход которого связан с выходом блока быстрого преобразования Фурье и блоком индикации.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Натент США № 3538753, кл. 73-67.9, 1968.

2.Авторское свидетельство № 490350, кл. G ОШ 29/04, 1973.

V