Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

со вторым входом второго исполнительного органа и со вторым выходом первого интегратора соответственно, а второй выход блока управления подключен к третьему входу блока элементов И.

На чертеже представлена блок- хема описыв)аемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий и приемный прео|бразователи 3, 4 и усилитель 5, последовательно соединенные блок 6 элементов И, многоканальный интегра-. тор 7 и блок 8 управления, второй интегратор 9, первый выход которого соединен со вторым входом блок1а 8 управления, исполнительный орган 10, вход которого соединен со вторым выходом второго интегратора 9, блок 11 задержки, вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, и индикатор 12, а также формирователь 13 импульсов, включенный между выходом усилителя 5 и входом блока 6 элементов И, последовательно соединенные второй исполнительный орган 14, вход которого соединен с выходом блока 11 задержки, первый счетчик 15 и дешифратр 16, два выхода которого соединены с третьим входом блока 8 управления и вторым входом блока 6 элементов И, генератор 17 счетных импульсов, выход которого подключен ко второму входу исполнительного органа 10, выход которого соединен со вторым входом счетчика 15, последовательно соединенные второй счетчик 18, вход которого соединен с первым выходом блока 8 управления, и блок 19 сравнения, выход которого соединен с четвертым входом блока 8 управления, ,а второй вход блока 19 сравнения подключен ко второму выходу счетчика 15, третий и четвертый выходы которого соединены с пятым входом блока 8 управления и входом индикатора 12; третий выход и вход интегратора 9 соединены со вторым входом исполнительного орГгана 14 и выходом интегратора 7 сЬответственно, а второй выход блока 8 управления подключен к третьему входу блока 6 .элементов И.

Устройство работает сле|дующим образом. Всю толщину контролируемого материала разбивают на несколько анализируемых последовательно во времени последовательных каналов. Каждый такой канал разбивают на несколько, например 10, подканалов параллельного анализа. Анализ сюстоит в том, что сигнал, смешанный с аддитивной помехой, создаваемой камнерезной машиной, накапливают за несколько зощдирований. На одном зондировании . -время анализа одного подканала может составлять IМКС. Следовательно, длительность анализа одного последовательного канала составляет в данном случае 10 мкс. Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов и, с некоторой задержкой за счет блока 1,1, осуществляет сброс счетчика 15 в «О. Генератор 2 зондирующих импульсов посредством излучающего преобразователя 3 вводит ультразвуковые колебаний в контролируемый материал 20. Приемный преобразователь 4 воспринимает полезный сигнал, смешанный с помехой, и выдает электрические колебания на вход усилителя 5. Последний усиливает и ограничивает сигналы и запускает формирователь 13. Этот формирователь генерирует нормированные импульсы от положительной и отрицательной полуволн входного сигнала и по двухпроводной линии передает импульсы на первый вход блока 6 элементов И.

Упомянутый блок является по сути временным селектором и выполнен в виде параллельно включенных элементов И, числа которых пропорционально числу параллельных подканалов и равно в данном случае 20. Опрос подканалов производит дешифратор 16 путем подачн на второй десятипроводный вход блока 6 И серии сдвинутых импульсов длительностью .1 мкс. Выбор последовательного канала осуществляет блок 8 управления путем подачи на его третий вход разрешающего потенциала длительностью 10 мкс, задержка которого меняется по мере возрастания номера последовательного канала. Выходные сигналы от блока 6 «И поступают по десяти двухпроводным линиям на вход многоканального интегратора 7, каждый канал которого содержит реверсивый счётчик и пороговое устройство. Анализ входного сигнала - накопление его в каналах интегратора 7 - происходит в течение, например, десяти зондирований.

,

Если в анализируемом последователь- ном канале полезный сигнал отсутствует и накопленная помеха не превышает порога, сигнал с первого выхода интегратора 7 подается в блок 8 управления, который формирует на своем втором выходе следующий управляющий потенциал, длительностью 10 мкс, задерЖ1анный по сравнению с предыдущим также на 10 мкс. Таким образом,

блок управления подключает к параллельному анализу следующий последовательный канал, который анализируется аналотично, в случае отсутствия превышения одного порога в одном из подканалов. Если

в одном или нескольких параллельных подканалах имеется достаточно интенсивная помеха или присутствует полезный сигнал, то в этом канале на одном из десяти зондирований происходит превышение порога,

о чем в блок в управления поступает с пер вого выхода интегратора 7 информация. Блок 8 в свою очередь выбир.ает из нескольких сработавших подканалов один с наименьшим номером и подключает к

анализу только его путем подачи импульса длительностью 1 мкс по соответствующему проводу второго входа блока 6, одновременно разрешает прохождение импульсов с его второго, двухпроводного, выхоща Hia интегратор 9 и устанавливает в данном канале время анализа, соответствующее 90 зондированиям.

Если результат накопления в интеграторе 9 превысит второй порог, на исполнительные органы 10 и 14 сигнал запрета, который прекращает подачу импульсов от renepiaTopa 17 и от синхронизатора 1 на входы счетчика 15. Информация о номерах последовательного канала и параллельного подканала, содержащаяся в счетчике 15, соответствующая времени прохождения ультразвука через М1атериал, поступает в индикатор .12 для отображения на табло.

Когда за 90 зондирований результат интегрирования интегратором 9 не превышает второго порога, блок 8 управления дает команду на повторное интегрирование в пара.чйельных подкана,лах, сбрасывая интеграторы 7 и 9 в «О. При превышении первого порога блок 8 дает команду на повторное интегрирование в инте1Граторе 9. В случае повторения отрицательного результата блок 8 подключает к анализу следующий последовательный канал. Синхронизация процессов анализа в каналах и подканалах и подсчет числа зондирований производит счетчик 15. Коды, соответствующие номеру подканала, поступают от его первого выхода на дешифратор 16.

Формирование задержки разрешающего потенциала, выбирающего требуемый последовательный канал, осуществляют совместно блок 8 управления, счетчики 15, 18 и блокЛ9 сравнения. В последнем происходит ср-авнение текущего кода очетчнка 15 с нарастающим через определенное число зондирований кодом счетчика 18. Сигнал сравнения кодов длительностью 10 мкс поступает в блок 8 управления для соответствующего управления блоком 6 элементов И.

Увеличение кода в счетчике 18 происходит за счет импульсов, поступающих с первого выхода блока 8. Информация о текущем номере зондирования поступает в блок 8 управления с третьего выхода счетчика 15.

Таким образом, используя способ последовательно-параллельного анализа входных сигналов и осуществляя адаптированный выбор одного из двух порогов накопителя, описываемое устройство обеспечивает высокое быстродействие контроля качества М1атериалов в условиях значительного уровня аддит ивных помех.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излуч;ающий и приемный преобразователи и усилитель, последовательно соединенные блок элементов И, многоканальный интегратор и блок управления, второй интегратор, первый выход которого соединен со вторым входом блока управления, исполнительный орган, вход которого соединен со вторым выходом интегратора, блок задержки, вход которого соединен .с выходом синхронизатора, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия контроля, оно снабжено формирователем импульсов, включенным между выходом усилителя и входом блока элементов И, последовательно соединенными вторым исполнительным органом, вход которого соединен с выходом блока задержки, первым счетчиком и дешифратором, два выхода которого соединены с третьим входом блока управления и вторым входом блока элементов И, генератором счетных импульсов, выход которого подключен ко второму входу первого исполнительного органа, выход которого соединён со вторым BxoinoM первого счетчика, последовательно соединенными вторым счетчиком, вход которого соединен с первым выходом .блока управления, и блоком сравнения, выход которого соединен с четвертым входом блока управления, а второй вход блока сравнения подключен ко второму выходу первого счетчика, третий и четвертый выходы которого соединены с пятым входом блока управления и входом индикатор:а, третий выход и вход второго интегратора соединены со вторым входом второго исполнительного органа и выходом первого интегратора соответственно, а втърой выход блока управления подключен к третьему входу блока элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельоство С.ССР № 366766, кл. G 01 N 29/04, 24.03.70.

2.Авторское сви1детельство .CCGP по заявке № 2660619/25-28, кл. COIN 29/04, 1978 (прототип).

i

k

l-iL