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

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТЮЙСТВО ДЛЯ КОНТЮЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

. . -

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методам и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известно ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель; два пороговых каскада, формирователь импульсов каскад совпадений и аналого-цифровой преобразователь tl.

Недостатком зтого устройства является низкая производительность измерений, обусловленная необходимостью ручной регулировки усиления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому р(гзультату является ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовате.льно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, первый пороговый каскад, формирователь импульсов,-первую схему И и аналЪго-цифровой преобразователь (АЦП), второй вход которого подключен к выходу первого порогового каскада, второй пороговый каскад, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход подключен ко второму входу первой схемы И , и генератор напряжения, выход которого соединен со вт{фым входом усилителя 2}.

Недостатке известного устройства является низкая пр жзводительность и достоверность

1Q контроля, так как отсутствует автоматическое измерение времени прохождения нмпульсов,а также то, что время индикащш зависит от уровня принятого сигнала.

Цель изобретения - повьпиеиие производи15тельности и достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено схемой блокировки сброса, вьшолненной в виде последовательно соедвн€;нных триггера, первый вход которого

20 соединен с выходом синхронизатора, а второй вход - с выходом первой схемы И, второй схемы И, второй вход которых подключен .к выходу синхронизатора, и ждущего мульти:39вибрато1)а, первый выход которого подкпю чен к третьему входу второй схемы И, второй выход - ко входу генератора напряжения, а третий выход - к третьему входу первой схемы И. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразох ватель 3, приемный преобразователь 4, усилнтель 5, первый пороговый каскад 6, формирователь 7 импульсов, первую схему И 8 и АЦП 9, второй вход которого подклю чен к выходу первого порогового каскада 6, второй пороговый каскад 10, вход которого соединен с выходом усилителя Ь, а выход подключен ко второму входу первой схемы И 8, генератор 11 напряжения, выход которого соединен со вторым входом усителя 5, и схему 12 блокировки сброса. Схема 12 блокировки сброса выполнена в виде последовательно соединенных триггера 13, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, а второй вход - с выходом первой схемы И 8, второй схемы И 14 второй вход которой подключен к выходу синхронизатора 1, и ждущего мультивибратора 15, первый выход которого подключен к третьему входу второй схемы И 14, второй выход - ко входу генератора- И напряжения, а третий выход - к третьему входу первой схемы И 8. Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, обеспечивающий возбуждение в излучающем преобразователе 3 импульсов ультразвуковь1Х колебаний (УЗК). Прошедшие через контролируемое изделие 16 импульсы УЗК воспринимаются приемным пр образователем 4 и с его выхода поступают на вход усилителя 5. На регулируемый вход усилителя изменяющееся по заданному закону напряжение с выхода генератора 11 напряже1шя, плавно регулирующее коэффициент усиления усилителя. На выходе усилителя включены пороговые каскады 6 и 10. Первый пороговый каскад 6 срабатьгаающий на низком уровне первого вступления импульсов УЗК, вырабатывает импульсы, которые поступают на вход Стоп АЦП 9, на вход Старт которого подаются импульсы с выхода синхронизатора 1. Временной интервал между импульсами, поступающими на входы Старт и Стоп АЦП. 9 преобразуется им в цифровой код. Выходными импульсами первого порогового каскада 6 производится также запуск фор мирователя 7 импульсов, вырабатывающего импульсы длительностью т, которые поступают на один из входов первой схемы И 8. На второй вход этой схемь подаются импульсы, вырабатываемые вторым пороговым каскадом 10. Уровень срабатывания порогового каскада 10 выще уровня срабатывания порогового каскада 6, вследствие этого выходные импульсы порогового каскада 10 будут задержаны по отношению к выходным и rayльcaм порогового каскада 6 на время At. До тех пор, пока выполняется неравенство At т, на выходе схемы И 8 будут появляться импульсы, которые поступают на вход Сброс АЦП, осуществляя сброс результата недостоверного измерения. По мере снижения- коэффициента усиления усилителя значение At возрастает ив момент достижения неравенства At т перестанет выдавать импульсы на вхйд Сброс АЦП 9. Поскольку последний работает в последовательности Сброс - Старт - Стоп, то в нем производится запоминание результата .измерения после последнего сброса показаний. Если значение т выбрано равным норми- . руемому значению длительности фронта первого вступления между двумя пороговыми уровнями, то на цифровых индикаторах АЦП 9 будет индицироваться значение времени прохождения импульсов УЗК, измеренное по способу с нормированием крутизны фронта первого вступления. Если же значение т выбрано из условия Т т Гф , где Т - первый период импульсов УЗК, а гж - длительность фронта первого вступления сигнала, то индицируемое значение будет равно времени прохождения импульсов УЗК, измеренному по способу с приведением амплитуды первого вступления к заданному уровню. Последний определяется порогом срабатывания ВТОРОГО. порогового каскада 10. С запуском генератора 2 зондирующих импульсов производится также запуск триггера 13 схемы 12 блокировки сброса показаний. Возврат триггера 13 осуществляется импульсами с выхода схемы И 8. Импульсы с выхода триггера 13 подаются на один из входов второй схемы И 14, на второй вход которой поступают импульсы с выхода синхронизатора 1, задержанные по отнощению к запуску генератора 2 зондирующих импульсов на время, больщеё максимального значения диапазона измерения времени прохождения УЗК. При наличии импульса на выходе схемы И 8 импульсы на входах схемы И 14 не совпадают .по времени. По мере уменьщения коэффициента усиления усилителя 5 в очередном из циклов посылки зонди()ующих импульсов на выходе схемы И 8 совпадений не появится импульс, при этом импульсы триг