Ультразвуковой теневой импульсный иммерсионный дефектоскоп Советский патент 1980 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвукеЬой детектоскопии листового проката теневым методом. Известны автоматические ультразвуко вые дефектоскопы для контроля листового проката металлов теневым методом. Наиболее совершенными из них являю ся установка для контроля листового про ката типа УЗУЛ. Она содержит генераторы импульсов высокой частоты излучающие и приемные пьезопреобразователи, находящиеся в ван не с иммерсионной средой (водой), усилители, амплитудные дискриминаторы, дискриминаторы наличия контролируемого листа между преобразователями, решающе-регистрирующее устройство 1. Установка позволяет вести контроль всей площади листа со скоростью до ЗО минуту и выявляют не только дефекты, полностью не пропускакадие звук, но я дефекты, обладающие некоторой (J) 0,2 0,4) прозрачрюстью для ультразвуковых волн. Результатом контроля на них яв ляется дефектограмма, то есть автоМЗТН:чески вычерчиваамый план-чертеж листа с полутхэновой записью его границ и яркочерной записью мест расположе шя дефектов. При этом оператор имеет возможность регул1фовать порог срабатывашет регистрдаующего устройства в процентах от некоторого начального уровня, настраивая тем самым установку на выявление более или менее грубых дефектов. Однако известный теневой дефектоской обладает тем недостатком, что величина начального уровня порога срабатывания выбирается в значительной мере произвольно. Это вносит ошибку в определение реализуемой чувствительности дефектоскопа, затрудняет или делает невозможным сопоставление результатов контроля разными операторами и тем более на разных заводах, заставляет снижать чувствительность, то есть настраивать установку на выявление ли1ль грубых дефектов из-оэ боязни ложной браковки. 1Доль предлагаемого псюбротоиля повышенно достово|111ости контроля и yjij jшения метрологических свойств скопа. Для этогх) в известное устройстпо, содержащее генератор высокочастотных импульсов, иолучшощий и нриемный преобразователи, усилитель, соединенный с амплитудным дискриминатором с управляемым Постоянным иапряжоннем порогом срабатывания и дискримшштором наличия контролируемогх) объекта между преобразова-. телями, выходы которых соединены с регистрирующим устройством, введены блок временной аадерж1ш, ждущий генерагор прямоугольных импульсов, нормализаторы сигнала дискриминатора налич.ия контролируемого объекта и сигнала амплитудного дискриминатора, два интегратора, блок ,сравнения напряжений и индикатор, при,чем вход ждущего генератора прямоуголь :ных импульсов соединен с генератором высокочастотнтлх импульсов через блок временной задержзш, а выход его со входом нормализаторов сигнала дискриминатора -наличия контролируемого объекта и сигнала амилитудцо1-ю дискрик инатора, уп равляющие входы которых соед1шены сооТ ветственно с выходом дискриминатора наличия контролируемого объекта и амплитудного днскрим5пштора, выход каждого из них соединен через интегфатор с одним из входов б, сравнения напряже .ний, подклю1енного к индикатору. .При, этом -.предполагается, что рас-, тфеделение амплитуд ультразву)сопых импульсов, прошедших через контрол груемый лист, яв.пйется симметричным (что . подтверждаегся проведенными экспериментами) . В этом cn iMae среднее значение амплитуд совпадает с медианой их распределения, а определение медианы может быть проведено более простым способом. На чертеже приведена структурная схема дефектоскопа включающая в себя следующие узлы; генератор 1 высокочастотных импульсов, соединенный с излучающим преобразователем 2, контролируемое изделие 3, приемный преобразователь 4, соединенный с усилителем 5, к выходу которого подключены амплитудный шгскриминатор 6 с управляемым по- СТОЯННЫ1Ч1 напряжением (Unop.) порогчзм срабатывания и дискриминатор наличия контрод1фуемого объекта между преобраз :вателями 7, выходы которых подсоединеJO(.l JL fciJ iJlJVljtT. I ivv, A4.|. к регистр1фующему устройству 8- Но вымп эломолтами здесь являются блок 9 временной задержки, запускающий ждуший генератор Ю прш-юугольных ш пульсов, выход которого подсоединен к нормализатору 11 С1ягнала дискриминатора контролируемого объекта и нормализатору 12 сигнала амнлитудногс дискримг.инатора, на выходе которых стоят интеграторы 13 и 14, а к последним подключены блок 15 сравнения напряже)1ий и индикатор 16. Схема работает следующим образом. Генератор 1 вьфабатывает короткие высокочастотные )агаульсы, возбуждакхние иачучающий преобразователь 2. Излученные им ультразвуковые импульсЬ1, пройдя через ил мерсионнуюсредук контролируемый объект 3j принимаются приемным преобразователем 4, ус5шиваются усилителем 5 и подаются на вход амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым пороговым напряжением Unop. Если амплитуда импульса больше порогового напряжения, амплитудный дискриминатор 6 подает на регистрирующее устройство 8 сигнал отсутствия дефекта. Если амплитуда импульса меньще порогового напряжения, амплитудный дискриминатор 6 не срабатывает, и регистрирующее устройство 8 производит запйсь дефекта. При отсутствии контрол1фуемого объекта между преобразователями 2 и 4 пршштый сигнал на выходе усилителя 5 резко возрастает н вызьшает срабатывание дискриминатора 7, что также отмечается регистрирующим устройством 8. 1ерез время tj после импульса посылки, обусловленное выдержкой времени устройства 9.задержки, последнее выдает запускающий сигнал на ждущий генератор 10. Время задержки tj выбира.ется таким образом, чтобы оно было больще не только времени распространения t импульса, прощедщего .через контролируемое изделие, но и больше времени распространения Ij импульса, прощедщего только через иммерсионную среду при отсутствии объекта контроля между преобразователями 2 и 4, Ждущий генератор 1 вьфабатывает прямоугольный импульс, подающийся на основные входы нормализатора 11 сигнала дискриминатора и нормализатора 12. На управляющий вход нормализатора 11 подается напряжение, вьфабатьгааемое дискриминатором 7. На выходе нормализатора 11 импульс будет наблюдаться только при налич1ш объекr- r , 1та контроля между преобразовател51ми. то 5 есть число лк-гпульсов на выходе нормали затора 11 равно общему числу импу.;ьсо излученных в контролзфуемый объект. На управляющий вход нормализатора 12 подается напряжение, вьфабатываемое литуднык дискриминатором 6. На выходе йхемы 12 имнульс будет иаблюдаться то ко в случае, когда амплитуда, импульса, прошедшего через объект, мтчг./ю порогового значения. Таким образом, число импулиСОБ на выходе схемы 12 равно числу импульсов, прошедших чэрез конт ролируемый объект и меньших поро1Х вого значения. Нормализаторы 11 и 12 быть выполнены, например, в виде схем совпадения. Импульсы на выходах схем 11 и 12 равны между собой по амплитуде и длитa ьнocти. Далее Hivjпульсы с выходов нормализаторов 11 и 12 подаются на интеграторы 13 и 14 которые вырабатывают постоянные напря жения, пропорциональные числу импульсов на их входах. КоэФфзщиент передачи интегратора 13 в два раза меньше, чем у интегратора 14. Выходные напряжения интеграторов 13 и 14 сравниваются при помощи бло7са .15 сравнения напряжений, вьфабатыватощий сигнал, пропорциональный разности выходных напряжений интег раторов. Он равен нулю, если напряжения интеграторов 13 и 14 равны, что будет, если средняя частота импульсов на выходе нормализатора 11 в два раза больше средней частоты 1о 1пульсов на выходе нормализатора 12. В свою очередь это означает, что лишь половина , прошедших через объект, превышает по амплитуде порог срабат:ъшания, , то есть порог срабатывапкя при равенстве нулю выходного напряженнет бяо™ ка 15 соответствует медиане распределения амплитуд импульсов, Вьтходной сигнал блока 15 подается на тщикатор 16, Установка начального порога в предлагаемом дефектоскопе производится следующим образом. На контроль подается один лист . из партии, подлежащей проверке. Оператор регулирует начальный порог до тех пор, пока инд1п :атор не зафиксирует равенства выходных напряжений 1штеграторов 13 и 14. По достижеifflH этого равенств а операция установки начального порога считывается вьтолнен- ной, лист возвращается в исходное поло- жение, устанавливается рабочий порог чувствительности в долях от полученного начального, :i при этой ч вствительности Ja коитролгфуется вся партия однот)п1ных ЛКСТОБ. Предлага Э1ч ая схема пригодна для использования и- в многоканальных дефектоскопах. В этом сл:/чае нормпл гзаторы 11 .1 12 и интеграторы 13 и 14 ставятся в каждом приемном канале, а выход 1ые сигналы этих интеграторов линейно сум- м фуются и затем подаются на обший с блоком 15 сравнения напряжений и зат-эм - )-а общий 16. Предлаг-т мая схема может быть использована как при разработке новых тепезь х дефектоскопов так и при модерш1за.цкп существующих. Прт1енение на различных установках п разли шых заводах повысит достовер7.юсть результатов контроля. Формула изобретения УльтразвзохОБОй теневой импульсный иммерсиотпгый де юктоскоп, содержащий генератор высокочастотных импульсов, из- лучающнйиприемшлй преобразователи, усилите.пь, соединенный с амплитудным дисKpiiMKuaTopOM, с .управляемым постоя1-шым наиршкением порогом Срабатывания, и дискрим1шатором наличия контрол1фувмого объекта между преобразователями, выходы которых соединены с регистр1фующим устройством., отличающийся тем, что, с целью повышения достоверНОСТ.И контроля и улучшеш1я метрологических свойств дефектоскопа, он снабжен блоком временной задержки, ждущим геnepaixjpOM прямоугольных импульсов, нормализатором сигнала дискр 1минатора наличия контрол1фуемого объекта, нормализатором сигиаиа ад,-шлитудно.го дискриминатора , двулЛ- 1щтеграторами блоком орав- нешш напря }:ений и индшсатором, причем вход ждлтдего генератора прямоугольных импульсов соединен с генератором высокочастотных импульсов через блок временной задержки, а выход - со входами нормализаторов дискриминатора напичия контролируемого объекта и сигнала амплитудного дискриминатора, управл$пощие входы которых соед1шены соответствей нос выходами дискримАатораналичия контрстфуемого объекта и амплитудного дискриминатора, выход каждого из них соединен через интегратор с одним из входов блока сравнения напряжений, подключенного к индикатору. Йсточнтси информашги, принятые во вшшание при экспертизе 1. Сборник ПромыишеЕпгый ультразвуковой контроль толстолистового проката с помощью установок УЗУЛ Л.,ЛДНТП, 1968, с. 84-114.

.f./.- .J. -v f ч 7082 Й

t , л ,.. г ,;