Устройство для измерения чувствительности ультразвуковых преобразователей и дефектоскопов Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

387 мер или комплектов, сложностью автоматизации .процесса измерений. Целью изобретения является повьшение точности и производительности измерения. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком управления, клиновидным вкладышем с механизмом его перемещения, установленным на образце акустической нагрузки, размещенным на вкладыше дополнительным преобразователу м, образец акустической нагрузки выполнен в виде клина, канал обработки эхо-сигналов снабжен подключенным к выходу основного усилителя и соединенными последовательно временным селектором, детектором и перемножителем, выход которого связан с одним из входов регистратора, последовательно включенными дополнительными усилителе и детектором, включенньши между допол нительным преобразователем и вторым входом перемножителя, блок управления связан с механизмом перемещения клино видного вкладыша и включен между вторым входом временного селектора и вторым входом регистратора. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2-4 - соответственно вид сбоку, вид сверху и вид спереди образца акустической нагрузки с клинoвид ым вкладышем. Устройство содержит генератор i зо дирующих импульсов, основной преобразователь 2,, узел 3 его крепления, образец 4 акустической нагрузки с отражающей гранью 5, клиновидный вкладыш 6, установленный с возможностью линейного перемещения на образце 4 акустической нагрузки по грани 7 по направляющим 8, на котором установлен основной преобразователь 2, механизм 9 перемещения вкладьша 6, блок 10 управления координаты перемещения основ ного преобразователя 2, регистратор 11 (например, двухкоординатный самописец) , один вход которого соединен с блоком 10 управления, а другой - с основным преобразователем 2 через основной усилитель 12, временной селектор 13, управляемый сигналом с блока 10 управления, детектор 14 и перемножитель 15, а также дополнительный пре образователь 16, соединенный через до полнительный усилитель 17, детектор 18.Клиновидный вкладьш 6 имеет грань 19,на которой размещены основной и дополнительный преобразователи 2 и 16, а Также грани 20 и 21. Устройство работает следующим образом. Возбуждаемый генератором I зондирующих импульсов основной преобразователь 2, установленный на грани 19 клиновидного вкладыша 6, излучает акустические сигналы, часть которых проходит в аттестованный по скорости и затуханию образец 4 акустической нагрузки, а .часть отражается от грани 21 вкладьша 6. Частично отраженные от грани 21 акустические сигналы попадают на грани 19 и 20,-причем на грани 19 в зоне максимальной амплитуды установлен дополнительньй преобразователь 16, вокруг которого часть грани 19, а также грань 20 выполнены в виде конусообразных углублений для устранения влияния амплитуды переотраженных паразитных сигналов на результат измерения. Полезные акустические импульсы проходят через образец 4 акустической нагрузки и поступают на отражающую акустические сигналы грань 5. Эхо-импульсы, отраженные от грани 5, возвращаются обратно на основной преобразователь 2, который для устойчивой работы жестко зафиксирован в узле 3 крепления, имеет нормированный прижим, и рабочая поверхность основного преобразователя притерта к грани 19 вкладыша 6. При измерениях относительных характеристик, как функций расстояния, переходный слой между основным преобразователем 2 и гранью 19 в процессе измерений остается одним и тем же и погрешности .не вносит. Акустический эхо-сигнал преобразуется преобразователем 2 в электрический сигнал, затем усиливается основным усилителем 12, проходит без искажений через временной селектор 13, который не пропускает паразитные сигналы, детектируется детектором 14 и через перемножитель 15 попадает на вход, например, у регистратора 11. Образец 4 и клиновидный вкладыш 6 выполнены в виде клинт)ев с одинаковыми углами ot- Сфиг. 2), величина которых выбирается из условия дoctижeния заданной точности расстояния по переменной базе, требуемого диапазона расстояний, минимального влияния переотражений во вкладыше 6 на результат изиерений, незначительного веса и габаритов акустической нагрузки. Образец 4 и вкладьпи 6 располагаются так, чтобы в процессе измерений рабочая поверхность преобразователя 2 быпа всегда параллельна отражающей грани 5. При включении механизма 9 вкладыш 6 с зафиксированным на нем основным преобразователем 2 линейно перемещается по направляющим 8, а грань 21 дополнительного вкладьша скользит по грани 7 образца 4, эхо-сигнал от грани 5, снимаемый с основного преобразователя 2, управляет перемещением регистратора 11 по оси, например у прямо пропорционально своей амплитуде. Электрический сигнал с блока 10 управления плавно перемещает перо регистратора 11 по оси, например, х, и временное окно селектора 13 пропускает только информативный сигнал, причем амплитуда сигнала с блока 10 прямо пропорциональна плавному измене нию расстояния г между излучающей поверхностью преобразователя 2 и отражающей гранью 5, так как линейное перемещение Z, по направляющим 8 пропорционально расстоянию и сдвинуто на постоянную величину (фиг. 2) где d - расстояние по оси излученного ультразвукового пучка в материале вкл дыша . Плавное изменение расстояния г поз воляет измерять чувствительность не дискретно на разных базах, а как непр рывную функцию от расстояния г, а так же определить вариационную погрешност измерений. Для удобства шкалу расстоя ний можно расположить по оси Z на 06 разце 4 и тогда -Zj (г-а) ctg«c Для определения чувствительности ультразвуковых дефектоскопов на отра жающей грани 5 выполняют искусственный отражатель в виде продольной канавки, например, прямоугольного профиля (фиг. 4), вместо генератора 1 и усилителя 12 подключают электронную часть дефектоскопа, а .селектор 13, д тектор 14, перемножитель 15 и регист ратор 11 настраиваются на запись уро ня эхо-сигнала от искусственного отражателя. Энергия падающей ультразвуковой &олнь1, излученная испытуемым лреобра зователем 2, при наклонном падении на границе раздела двух сред, образованной гранью 21 вкладьш1а 6 и гранью 7 образца 4, распадается на энергию отраженной волны и энергию прошедшей волны. Если при включенном механизме 9 .существует стабильный акустический контакт между вкладьш1ем 6 и образцом 14,то при постоянной амплитуде падающей волны амплитуды прошедшей и отраженной волн остаются неизменными и происходит нормальная запись уровня амплитуды эхосигнала на регистраторе 1. При ухудшении акустического контакта амштитуда прошедшей волны уменьшится и пропордионально уменьшится уровень амплитуды эхо-сигнала на одном из входов перемножителя 15, Однако амплитуда отраженной волны от грани 21 увеличится, что вызовет пропорциональное увеличение уровня сигнала на другом входе перемножителя 15, получившегося в результате преобразования вспомогательным контрольным преобразователем 16 в электрический сигнал амплитуды отраженной акустической волны от грани 21, усилением электрических импульсов усилителем 17 и детектированием детектором 18. Перемножитель 15 настроен таким образом, что на его выходе соблюдается неизменный вид уровня амплитуды эхо-сигнала от грани 5 не только при стабильном акустическом контакте, но и при его изменении в допустимых пределах. Этим достигается контроль акустического контакта и дальнейшее исключение его влияния на измерение чувствительности, что позволяет рроизвести контроль амплитуды прошедшей в образец 4 волны и увеличить точность измерений чувствительности преобразователей в целом. Использование в предлагаемом устройстве образца акустической нагрузки в виде клина и дополнительного вкладыша при измерениях чувствительности преобразователей позволит исключить применение большого набора образцов или специальных комплектов мер, упростить процесс измерений, выполнить образец с постоянными акустическими параметрами, уменьшить количество операций при измерениях, уменьшить вес и габариты акустической нагрузки. Применение образца в виде клина и контрольного преобразователя позволяет также произвести автоматизацию записи чувствительности, а еле18довательно, увеличить производительность измерений, Таким образом, данное изобретение существенно повышает точность и производительность измерений. Формула изобретения Устройство для измерения чувствительности ультразвуковых преобразователей и дефектоскопов, содержащее соединенные последовательно генератор зондирующих импульсов и основной преобразователь, связанный с последним канал обработки эхо-сигналов, включающий в себя основной усилитель и регистратор, и образец акустической нагрузки, отличающееся тем что, с целью повышения точности и про изводительности измерений, оно снабже но блоком управления, клиновидным вкладышем с механизмом его перемещени установленным на образце акустической « нагрузки, размещенным на вкладыше дополнительным преобразователем, обра3ец акустической нагрузки выполнен в виде клина, канал обработки эхо-сигналов снабжен подключенными к выходу основного усилителя и соединенными последовательно временным селектором, детектором и перемножителем, выход которого связан с одним из входов регистратора, последовательно включенными дополнительными усилителем и детектором, включенными между дополнительным преобразователем и вторым входом перемножителя, блок управления связан с механизмом перемещения I клиновидного вкладыша и включен между вторым входом временного селектора и вторым входом регистратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. ГОСТ 23702-79, Контроль неразрушающий.Преобразователи ультразвуковые. Основные параметры и методы их измерений, 2. ГОСТ 23667-79, Контроль неразрущающий. Дефектоскопы ультразвуковые. jr гп л j i.LJi jfjiij ± j,j f j О у ixkjDDic; Методы измерения основных параметров (прототип).

fc /

$ut..

Фиг. J

-Zg -{rfflcfy ff

0fff.