Устройство для контроля качес-TBA МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N23/08 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым и радиационным методами и может быть использовано для контроля бетонных и железобетонных сооружений.

Известно устройство для ультразвукового контроля изделий, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, илучатель, приемник, усилитель, анализатор спектров, блок выделения огибающей и аналого-цифровой преобразователь, а также счетчик, Щ.

Недостатком устройства является низкая точность контроля.

Известно устройство для радиационного контроля плотности бетона изделий, например гамма-плотномер,содержащий источник и детектор излучений, усилитель-нормализатор, а также индикатор 2.

Недостатком его является низкая точность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля качества материалов, например пористых тел, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель,приемник, усилитель, анализатор спектров, блок вы-i деления огибающей, аналого-цифровой преобразователь, счетчик, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу анализатора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад ,

0 задержки и вычислительный блок, второй, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход - ко второму выходу генератора импульсов, а выход - ко вто5 poi/iy входу счетчика 13.

.Недостатком данного устройства является низкая точность контроля, обусловленная необходимостью экспериментального определения кода матери0ала до проведения опыта, а также отсутствием учета возможных локальных изменений параметров материала (.объемного веса) в процессе контроля. Поскольку код материала в дан5ном устройстве устанавливается оператором перед выполнением измерений с помощью органов управления генератором кода материала, то оперативность и достоверность контроля невелики. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем что устройство для контроля качества материалов, содержащее последователь но соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель,.приемник, уси литель, анализатор спектров, блок выделения огибающей,аналого-цифровой преобразователь,, счетчик, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу анализатора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад задержки и . вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя, третий вход - ко второму выходу генератора импульсов, а выход - ко второму входу счетчика, дополнительно снабжено генератором интервалов времени, схемой совпадения к источником ионизирующего излучения, а также соединенными последовательно детектором излучения и нормализатором,выход которого подключен ко входу регистра делителя вычислительного блока через схему совпадений, второй вход которой присоединен к генератору интерва лов времени, подключенному ко втором вЕлходу генератора импульсов. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства. Устройство содержит последовател но соединенные генератор 1 зондирую щих импульсов, излучатель 2, приемни 3, усилитель 4, анализатор 5 спектро блок 6 выделения огибающей, аналого цифровой преобразователь 7, вычисли тельный блок 8 и счетчик 9,последовательно соединенные дифференцирующую цепь 10, вход которой подключен ко второму выходу анализатора, генер тор 11 импульсов, первый выход кото рого подключен к первому входу счет чика, каскад 12 задержки, выход которого подключен к первому входу вы числительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом схемы 13 совпадений, первый вход которой подключен к выходу генератора 14 интервалов времени, а второй - к вы ходу нормализатора 15, соединенного с выходом детектора 16 излучений, инициируемых источником 17 излучений. Вход генератора 14.интервалов времени подключен к выходу.генератора 11 импульсов, который подключен к третьему входу блока 8. Устройство работает следугацим об раз 6м. Генератор 1 зондирующих импульсо вырабатывает короткие электрические импульсы, которые с помощью излучателя 2 преобразуются в импульсы упругих колебаний и вводятся в материал. С помощью приемника 3 импульсы, прошедшие зону контроля качества материала, преобразуются в электрические импульсы, которые усиливаются в усилителе 4 и подвергаются спектральному анализу в анализаторе 5. Сигнал с выхода анализатора 5 поступает на вход блока 6, осуществляющего детектирование этого сигнала. На выходе блока 6 появляется аналоговый сигнал, повторяющий форму спектра принятого сигнала. С помощью аналого-цифрового преобразователя 7 это медленно меняющееся напряжение аналогового сигнала преоб- разуется в последовательности, число имульсов в которых пропорционально площади спектра импульса, прошедшего зону контроля качества материала за один рабочий цикл анализатора 5. Для того, чтобы исключить влияние рода материала, а точнее его локального объемного веса (плотности) на данные эксперимента, одновременно с операцией прозвучивания выполняют измерение уровня рассеянного материалом ионизирующего излучения. Для этого в той же зоне контроля устанавливают источник 17 и детектор 16 излучений. При этом от источника 13 в зону контроля поступают спонтанные кванты (например га /5ма-кванты) излучения, которые рассеиваются согласованно с объемным весом материала в данной зоне. Рассеянное излучение регистрируется с помощью детектора 16 излучений и преобразуется в случайную последовательность электрических импульсов, которые усиливаются до необходимой величины и преобразуются к стандартному виду нормализатором 15. Нормализованные импульсы поступают на вход схемы 13 совпадений, на первый вход которой поступают импульсы от генератора 14 интервалов времени. С выхода схемы 13 совпадений импульсы поступают на вход вычислительного блока 8 в регистр делителя. На другой вход блока В в регистр делимого поступает последовательность импульсов с выхода аналого-цифрового преобразователя 7. В результате в регистрах вычислительного блока 8 происходит запоминание площади спектра и объемного веса материала с момента прихода команды запись на третий вход блока 8 со второго выхода генератора 11 импульсов. В этот момент происходит запуск генератора 14 интервала времени,который вырабатываетэлектрический импульс заданной длительности, обеспечивакщий беспрепятственную передачу выходных импульсов нормализатора 15 через схему 13 совпадений. С момента окончания этого импульса схема 13 совпадений запирается и дальнейш накопление импульсов в регистре делителя вычислительного блока 8 прек щается. Длительность импульса генер тора 14 интервалов времени существе но меньше длительности рабочего цик анализатора 5 спектров, В момент прихода команды пуск вычислительный блок 8 прекращает за пись и начинает делить числа, храня щиеся в регистрах. На выходе вычислительного блока появляется последовательность числа импульсов, по которой определяется качество материала. Эта последовательность суммируется в счетчике 9. Необходимость деления площади спектра на число, пропорциональное .объемному весу материала (код матер ала) объясняется следующим образом. Известно, что площадь спектра ши рокополосно.го сигнала упругих волн, прошедших зону контроля, пропорциональна, а число рассеянных квантов ионизирующего излучения - обратно пропорционально качеству материала (например прочности) . Названные за висимости имеют линейный характер. Поэтому отношение площади спектра к скорости счета импульсов пропорционально качеству материала. При соответствующем выборе параметров источника 13 излучений и длительности импульса генератора 14 интервалов времени число зарегистрированных квантов соответствует коду материала и названное отношение поз воляет выполнять отсчет непосредственно в единицах избранного показателя качества. В анализаторе 5 спектра происход автоматическая перестройка частоты анализа спектра. При этом со второго выхода анализатора 5 выходное напряжение чере дифференцирующую цепь 10 подается н вход генератора 11 импульсов. Тогда первый импульс,соответствующий окон чанию рабочего цикла анализатора 5, переводит генератор 11 в состояние О. На входы генератора 14 интервало времени и запись вычислительного блока 8 поступает командный импульс и начинается запись в соответствующие регистры блока В. Второй импульс, соответствующий окончанию следующего цикла анализатора 5, переводит генератор 11 импульсов в состояние 1. При этом на вход сброс счетчика 9 поступает командный импульс и происходит сброс предыдущих показаний Спустя некоторое время этот же импульс через каскад 12 задержки поступает на вход пуск вычислительного блока 8 и начинается процесс деления содержимого регистров площади спектра и кода материала, а на индикаторном табло счетчика 9 появляется число, представляющее результат деления. Использование изобретения позволяет повысить точность контроля качества материалов за счет автоматического учета локальных изменений объемного веса материала в зоне контроля. Формула изобретения Устройство- для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, анализатор спектров, блок выделения огибающей, аналогоци-фровой. преобразователь, счетчик , последовательно соединенные дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу анализатора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад задержки и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход - ко второму выходу генератора импульсов, а выход ко второму входу счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно дополнительно снабжено генератором интервалов времени, схемой совпадения и источником ионизирующего излучения, а также соединенными последовательно детектором излучения и нормализатором, выход которого подключен ко входу регистра делителя вычислительного блока через схему совпадений, второй вход которой присоединен к генератору интервалов времени, подключенному ко второму выходу генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 580502, кл. Q 01 N 29/04, 1976. 2.Руководство по применению неразрушающик методов испытаний и контроля качества. М., Воениздат, 1977, с.95, 103. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2461657/25-28, кл. G 01 N 29/04, 1977 (прототип).