Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1979 года по МПК G01N29/04 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП

искателя, схемой выделения синхроимпульсов, подключенной вторым входом к синхронизатору, формирователем управляющего временного интервала, селектором тактовых импульсов, тактовым генератором, подключенным к второму входу селектора тактовых импульсов, формирователем временного интерваламежду передней и донной гранями изделия, подключенным входами соответственно к формирователю импульсов передней грани изделия и усилителю, а выходом - к третьему входу селектора тактовых импульсов, селектором счетных импульсов, соединенным первым входом с выходом тактового генератора, а вторым - с блоком формирования стробирующих импульсов, последовательно подключенными п-разрядным регистром, «единичные входы которого предназначены для подключения к программному устройству, а счетный вход соединен с выходом селектора тактовых импульсов, схемой управления, по отдельному входу соединенной с выходом синхронизатора, «-разрядным счетчиком, подключенным выходом к второму входу блока формирования стробирующих импульсов, а счетным входом к выходу селектора счетных импульсов, последовательно соединепными селектором анализатора, первый вход которого подключен к выходу формирователя временного интервала между передней и донной гранями изделия, р-разрядного счетчика, подключенного выходом к входу схемы выделения синхроимпульсов и выходу временного селектора и регулируемой линией задержки, подключенной входом к выходу п-разрядного счетчика, а выходом - к второму входу селектора анализатора.

На фиг. 1 изображена блок-схема дефектоскопа; на фиг. 2 - временная диаграмма работы дефектоскопа.

Дефектоскоп состоит из синхронизатора 1, генератора 2 ультразвуковых колебаний, искателя 3, усилителя 4, формирователя 5 импульсов передней грани изделия, блока 6 формирования стробирующих импульсов, временного селектора 7, датчика 8 импульсов шаговых перемещений искателя, схемы 9 выделения синхроимпульсов, формирователя 10 управляющего временного интервала, селектора 11 тактовых импульсов, тактового генератора 12, формирователя 13 временного интервала между передней и донной гранями изделия, «-разрядного регистра 14, схемы 15 управления, п-разрядного счетчика 16, селектора 17 счетных импульсов, селектора 18 анализатора, регулируемой линии 19 задержки, р-разрядного счетчика 20.

Схема работает следующим образом.

Импульсы синхронизатора 1 запускают генератор 2, который возбуждает искатель 3, генерирующий ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания через иммерсионную среду распространяются в изделии и отраженные импульсы от передней и задней граней изделия усиливаются усилителем 4. Импульсы синхронизатора показаны на фиг. 2, а; а видеоимпульсы с усилителя - на фиг. 2 б; где П. - Пп+1 - импульсы, отраженные от передней грани изделия; fi4-i - импульсы, отраженные от задней (донной) грани изделия; А - импульсы, отраженные от дефекта. Датчик 8 вырабатывает импульсы (фиг. 2, в), по времени соответствующие концу шагового перемещения искателя. При контроле изделий, имеющих форму тел вращения, когда сканирование изделия осуществляется посредством его вращения ji щагового перемещения искателя в конце оборота изделия, это может быть импульс конца каждого оборота изделия, задержанный на время шагового перемещения искателя. Импульсы с датчика 8 поступают на вход схемы выделения синхроимпульсов 9, выделяющей первый синхроимпульс (фиг. 2, д), следующий после импульса шага сканирования. На другой вход схемы 9 поступают импульсы с выхода синхронизатора 1. Выделенный синхроимпульс подается на вход формирователя 10 управляющего временного интервала, импульс с которого (фиг. 2, е) подается на вход селектора 11. На второй вход селектора подаются импульсы с тактового генератора 12 (фиг. 2 i вырабатывающего импульсы с частотой следования 3-6 мГц. На третий вход селектора 11 подаются импульсы с выхода формирователя 13, вырабатывающего с частотой синхронизации вре.менной интервал между передней и донной гранями изделия (фиг. 2з)

Формирователь 13 может быть выполнен в виде триггера, который по «единичному входу управляется с выхода формирователя 5 импульсов передней грани изделия, а по «нулевому входу - видеоимпульсами ; выхода усилителя 4. Формирователь 5 по «единичному входу управляется синхроимпульсами,, а по «нулевому - видеоимпульсами с усилителя 4. Выходные импульсы формирователя 5 изображены на фиг. . Таким образом на входы селектора i 1 поступают импул зсы тактового генератора 12, импульсы временного интервала между передней и донной гранями изделия с формирователя 13, следующие с частотой синхронизации, и импульсы с выхода формирователя 10 управляющего временного интервала, следующие с частотой импульсов датчика 8 шаговых перемещений искателя.

При контроле изделий, имеющих переменные сечения в направлении прозвучивания, могут быть следующие случаи.

1. В направлении строчного сканирования толщина изделия не изменяется, передняя и задняя грани изделия параллельны и изменение толщины изделия может происходить ступенчатым образом в моменты шаговых перемещений искателя. В этом случае всегда имеется импульс, отраженный от задней грани изделия, который может изменить свое временное положение в моменты шаговых перемещений искателя.

2. В направлении строчного сканирования толщина изделия не изменяется, задняя грань изделия не параллельна передней и имеет произвольную конфигурацию, изменение толщины изделия происходит в моменты шаговых перемещений искателя по произвольному закону. В этом случае в зависимости от угла наклона задней грани относительно передней, импульс донной грани может отсутствовать.

В первом случае на выходе селектора 11 формируется пачка импульсов (фиг. 2, и), количество которых пропорционально временному интервалу (фиг. 2, з), когда на его входах одновременно присутствуют импульсы формирователей 10 и 13 и импульсы тактового генератора 12. Однако с небольшой вероятностью возможно, что в первом такте после поступления импульса с датчика 8, первым видеоимпульсом, следующим после видеоимпульса от передней грани изделия, может быть видеоимпульс, отраженный от внутреннего дефекта изделия. Тогда на выходе формирователя 13 устанавливается импульс, длительность которого равна временному интервалу между импульсами передней грани и дефекта. Этот импульс определяет количество импульсов в пачке, записанных в регистре 14 в виде двоичного кода. Это приводит к появлению неконтролируемой зоны, равной временному интервалу между импульсами от дефекта и задней грани изделия, возможность контроля сохраняется до следующего шагового перемещения искателя.

Для устранения этого недостатка введена схема анализатора записи кода временного интервала в регистр, работающая следующим образом. В регистре 14 в виде двоичного кода записывается временный интервал между импульсами передней грани и дефекта, Двоичный код в последующих тактах синхронизации сохраняется в нем и с частотой синхронизации через схему управления в виде параллельного кода записывается в счетчик 16. С выхода счетчика 16 через линию задержки 19 на один вход селектора анализатора 18 поступают с частотой синхронизации импульсы, по времени совпадающие с импульсами от дефекта. На второй вход селектора 18 также с частотой синхронизации поступает временной интервал с формирователя 13. В селекторе анализатора осуществляется сравнение поступающих на ее входы временных интервалов и в случае, если длительность временного интервала на выходе формирователя 13 больше временного интервала на выходе счетчика 16, на выходе селектора 18 формируются импульсы. Эти импульсы подаются на р-разрядный счетчик 20. За несколько тактов счетчик 20 заполняется, и импульс переполнения подается на схему 9 выделения синхроимпульсов на один вход с импульсом от датчика 8. Импульс с выхода схемы 9 запускает формирователь Ш, и в регистре 14 записывается значение нового кода временного интервала. Этот код с частотой синхронизации переписывается в счетчик 16, на счетный вход которого с выхода селектора 17 поступают пачки импульсов (см. фиг. 2, к). Величина пачки импульсов определяется длительностью импульса, вырабатываемого блоком 6. Начало

этого импульса определяется импульсом на выходе формирователя 5, а конец - импульсом переполнения счетчика 16 (см. фиг. 2, л). С выхода блока 6 импульс (см. фиг. 2, м) зоны контроля подается на вход селектора 7, на второй вход которого поступают видеоимпульсы с усилителя 4. При совпадении по времени этих импульсов на выходе селектора 7 появляется импульс дефекта (см. фиг. 2, н).

Во втором случае, когда импульс донной

грани отсутствует, с выхода селектора 11 в регистр 14 записывается код временного интервала, длительность которого определяется длительностью импульса формирователя 10 (фиг. 2, е). Длительность его устанав.ливается оператором. В дальнейшем устройство работает так же, как это было описано выше.

В случае необходимости вести управление длительностью зоны контроля в процессе контроля на программе, запись кода длительности зоны контроля в регистр 14 осуществляется с выхода устройства программного управления или ЭВМ.

Таким образом дефектоскоп обладает универсальностью, высокой надежностью, легко стыкуется с программным устройством или ЭВМ при автоматическом контроле изделий разнообразных форм, что особенно необходимо там, где широкая номенклатура выпускаемых изделий.

40

Формула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, искатель, усилитель, подключенный к синхронизатору формирователь импульсов передней грани изделия, блок формирования стробирующих импульсов, первым входом соединенный с выходом формирователя импульсов передней грани изделия, временной селектор, подключенный своими входами к блоку формирования стробирующих импульсов и усилителю, соответственно, и регистрирующее устройство, подключенное к выходу временного селектора, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и повыщения производительности контроля, он снабжен последовательно подключенными датчиком импульсов шаговых перемещений искателя, схемой выделения синхроимпульсов, подключенной вторым входом к синхронизатору, формирователем управляющего временного интервала, селектором тактовых импульсов, тактовым генератором, подключенным к второму входу селектора тактовых импульсов, формирователем временного интервала между передней и донной гранями изделия, подключенным входами соответственно к формирователю импульсов передней грани изделия и усилителю, а выходом - к третьему входу селектора тактовых импульсов, селектором счетных импульсов, соединенным первым входом с выходом тактового генератора, а вторым - с блоком формирования стробирующих импульсов, последовательно подключенными п-разрядным регистром, «единичные входы которого предназначены для подключения к программному устройству, а счетный вход соединен с выходом селектора тактовых импульсов, схемой управления, по отдельному входу соединенной с выходом синхронизатора, п-разрядным счетчиком, подключенным выходом к второму входу блока формирования стробирующих импульсов, а счетным входом к выходу селектора счетных импульсов, последовательно соединенными селектором анализатора, первый вход которого подключен к выходу формирователя временного интервала между передней и донной гранями изделия, р-разрядного счетчика, подключенного выходом к входу схемы выделения синхроимпульсов и выходу

временного селектора и регулируемой линией задержки, подключенной входом к выходу п-разрядного счетчика, а выходом - к второму входу селектора анализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Техническое описание дефектоскопа , Щ.Ю2.048.069.Т.О., г. Кишинев, завод Электроточприбор.

2.Голодаев Б. Г., Автоматизация импульсного эхо-метода ультразвукового контроля, М., «Машиностроение, 1968.

а

/7//7/

П2 А1 Д2

П.

Пп

Дп

....JL

I

.... г1

Ь

ж

м

L