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

(5) УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушающему испытанию ультразвуковыми Me тодами и может быть использовано для контроля качества материалов. По основному авт. св. № 828068 известно устройство для контроля качества материалов, содержащее послед вательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь приемный преобразователь, усилитель и измеритель времени, а также селектор, последовательно соединенные синхронизатор, блок задержки, выход которого подключен к входу генератора зондирующих импульсов и входу измерителя времени, и арифметический блок, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, формирователь огибагацей, измеритель амплитуды первого полупериода, стробируемый усилитель и блок квантования, входы которых подключены к выходу усилителя, последовательно соединенные блок определения конДа квантования, вход которого подключен к выходу формирователя огибающей, формирователь интервала квантования и измеритель длительности интервала квантования, выход которого подключен к третьему входу ариф- . метического блока, вторые входы стробируемого усилителя и блока квантования и четвертый вход арифметического блока соединены с выходом формирователя интервала квантования, первый выход измерителя времени подключен к вторым входам формирователя интервала квантования и измерителя амплитуды первого полупериода и пятому входу арифметического блока, шестой вход арифметического блока ,соединен с вторым выходом измерителя времени, седьмой вход - с выходом селектора, вход которого подключен к выходу стробируемого усилителя t 3. Недостатком известного устройству является низкая помехозащищенность контроля ВВИДУ передачи на излучающий преобразователь высоковольт-ных импульсов по протяженной линии. Цель изобретения - повышение помехозащищенности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными источником питания, смесителем, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, линией связи и конденсатором соединенным с первым входом генератора зондирующих импульсов, последовательно соединенными фильтром низкой частоты и преобразователем напряжения, включенными между выходом линии связи и вторым входом генер атора зондирующих импульсов. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства. Устройство для контроля качества материалов содержит последователь но соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3, усилитель и измеритель 5 времени, селектор 6, последовательно соединенные синхронизатор 7, блок 8 задержки , вь1ход которого подключен к входу измерителя 5 времени, и арифметический блок 9 второй вход которого соединен с выходом синхронизато ра 7, формирователь 10 огибающей, из меритель tt амплитуды первого полупериода , стробируемый усилитель 12 и блок 13 квантования, входы которых подключены к выходу усилителя k, последовательно соединённы блок I/ определения конца квантования, вход которого подключён к выходу формирователя 10 огибающей, формирователь 15 интервала квантования и измеритель 16 длительности интервала квантования, выход которого подключен к третьему входу арифметического блока9. . ... , . ; - -, , . / - : , Вторые входы стробируемого усилителя 12 и блока 13 квантования и четвертый вхоА арифметического бло ка 9 соединены с выходЬм формирователя 15 интервала квантования. Первый выход измерителя 5 времени подключен к вторым входам формирователя 15 интервала квантования и измерителя 11 амплитуды первого полупериОда и пятому входу арифметического блока Э Шестой вход арифметического блока 9 соединен с вторым выходом измерителя 5 времени, седьмой входС ВЫХОДОМ блока 13 квантования, а восьмой вход - с выходом селектора 6, вход которого подключен к выходу стробируемого усилителя 12, Выход измерителя 11 амплитуды подключен к второму входу усилителя Ц, Устройство дополнительно содержит последовательно соединенные низковольтный источник 17 питания, смеситель 18, второй вход которого соединен с выходом блока 8 задерх ки, линию 19 связи и конденсатор 20, соединенный с первым входом генератора 1 зондирущих ИМПУЛЬСОВ, последовательно соединенные фильтр 21 .низкой частоты и преобразователь 22 напряжения, включенные между выходом линии 19 СВЯЗИ и вторым входом г нератора 1 зондирующих импульсов. Смеситель выполнен в виде соединенных резистора 23 и конденсатора 24. Устройство работает следующим образом. В процессе измерений синхронизатор 7 вырабатывает периодически еледующие короткие электрические импульсы, которые, поступая в арифметический блок 9 на второй вход, осуществляют сброс предыдущих результатов в регистрах хранения информации и индикации данных вычислений. Этот же импульс, спустя время, необходимое для сброса данных в арифметическом блоке 9, через блок 8 задержки подается в смеситель 18. С выхода смесителя 18 по линии 19 связи и через конденсатор 20 импульс подается на запуск генератора 1 зондирующих импульсов. Напряжениес выхода низковольтного источника 17 питания так же подается в линию 19 связи через регистор 23 смесителя 18. Конденсатор 2 смесителя 18 предохраняет источник 17 питания от короткого зa в tкaния выходом блока 8 задержки. С выхода линии 19 связи напряжение питания через фильтр 21 низкой частоты подается на вхЪд преобразователя 22 напряжения, вырабатывающего высокое напряжение, питающее по второму входу геие|эатор 1 зондирующих импульсов. Благодаря фильтру 21 низкой частоты предотвращается шунтирование линии 19 связи по переменному току входом преобразователя 22 напряжения. Электрический импульс с выхода генератора 1, поступающий на излучающий Преобразователь 2, преобразуется в ультразвуковой сигнал и вводит ся в материал контролируемого изделия. Одновременно электрический импульс с выхода блока 8 задержки осу ществляет запуск измерителя 5 време ни распространения ультразвука в ма териале зоны контроля, который начи ет вырабатывать счетные импульсы, поступающие с постоянной частотой на вход арифметического блока 9 Кроме того, выходной импульс блока поступая на первый вход арифметичес го блока 9 осуществляет перевод по леднего в режим накопления информации. Широкополосные ультразвуковые им пульсы, прошедшие через материалы зоны контроля изделия, поступают на приемный преобразователь 3, с выхода которого каждый из них подается через усилитель А с автоматической регулировкой усиления (АРУ) на входы формирователя 10 огибающей, изме рителя 11 амплитуды первого полупериода, стробируемого усилителя 12, блЬна 13 квантования и измертителя Я времени распространения. При этом в момент появления сигнала на выходе приемного преобразователя 3 из(««еритель 5 заверщает выполнение one рации измерения времени распростра ения зондирующего импульса в сре| е. С этого момента на шестой вход ад)ифмётического блока 9 счетные им|аульсы не поступа1рт, в соответствую ;Йем регистре хранения остается чис|1й, равное времени распространения еигнала в зоне контроля, соответст1В УЮщее выбра((ной единице измерения времени. Одновременно с выхода измерителя 5 времени распространения на входы формирователя 15 интервала квантования, измерителя 11 амплитуды первого полупериода и на пятый вход арифметического блока 9 поступают командные импульсы. Арифметический блок 9переводится в режим предварительной обработки воспринимаемой информации, измеритель 11 начинает процесс измерения амплитуды первого полупериода принятого сигнала, формирователь 15 начинает генерировать импульс, за. дакмций длительность интервала квантоваиия. Выходное напряжение измерителя 1 пропорциональное амплитуде первого полупериода сигнала, поступающего с .выхода усилителя k с АРУ, поступает на вход усилителя k, коэффициент усиления которого изменяется в соответствии с требованием установки амплитуды первого вступления на постоянном уровне для достаточно большого числа последующих циклов измерения. В результате принятые импупьсы, прошедшие зону контроля, оказываются нормированными по амплитуде первого полупериод. Это позволяет существенно уменьшить влияние случайных параметров акустических контактов преобразователь - среда на результаты измерений.. Нормирова|4ные по амплитуде первого полупериода сигналы поступают на вход формирователя 10, вырабатывающего напряжение, пропорциональное форме огибающей входного сигнала. Это напряжение сравнивгется по уровню со значением опорного напрялгения в блоке k определения конца интервала квантования,- который в момент равенства названных напряжений вырабатывает импульс., с помощью которого осуществляется перевод формирователя 15 интервала квантования в исходное состояние. Длительность импульса, вырабатываемого формирователем 15, измеряется с помощью измерителя 16 длительности интервала квантования, а результат измерения вводится через четвертый вход в арифметический блок 9. Одновременно выходной импульс формирователя 15 интервала квантования поступает на вход блока 13 квантования, который в течение действия этого импульса осуществляет с заданным шагом во .времени измерения мгновенных зна чений амплитуд нормированного сигнала, поступающего с выхода усилителя k с АРУ. Результаты измерений в виде импульсных последовательностей поступают на седьмой вход арифметического блока У, где подвергаются предварительной обработке воспринятые значения возводятся во вторую степень и суммируются, подсчитывается число введенных импульсных последрвательностей, т,е. число отсчетов. Кроме того, выходной- импульс формирователя 15 интервала квантования поступает на вход стробируемого усилителя 12, а результате чего в течение интервала квантования нормированный сигнал с выхода усил(теля k с АРУ проходит на вход селектора 6, вырабатывающего импульсы в моменты переходов через нулевое значение фро тов полуволн принятого сигнала. Выходные импульсы селектора 6 поступают на восьмой вход и суммируются в соответствующем регистре накопления и хранения арифметического блока 9. В результате в регистрах хранения арифметического блока 9 к окончанию интервала квантования собирается информация о времени распространения сигнала в зоне контроля, о сумме квадратов амплитуд, о числе полупериодов сигнала и о длительности ин тервала квантования. Задним фронтом импульса, вырабаты ваемого формирователем 15 интервала квантования, по четвертому входу выполняется переключение арифметического блока 9 BJ режим окончательной обработки накопления информации При этом арифметический блок 9 вычисляет среднюю квадратическую ампли туду, среднюю частоту принятого си|- нала, а таюхе соотношение времени распространения с вычисленны 1 величинами по заданной программе, конкретный вид которой зависит от рода искомого показателя качества материала изделия. Результат вычислений значения показателя качества материа ла изделия отображается на индикатор ном табло арифметического блока 9 до поступления очередного импульса с выхода синхронизатора 7. 38 Таким образом, благодаря введению новых блоков размещают генератор 1 зондирующих импульсов в непосредственной близости от из1лучающего преобразователя 2, а по линии 19 связи передают маломощные импульсы запуска, что значительно повышает помехозащищенность контроля в уелоВИЯХ разнесения излучающего преобразователя 2 и приемно-обрабатывающей части устройства. Формула изобретения Устройство для контроля качества материалов по авт. св. W 8280б8, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащиценности контроля, оно снабжено последовательно соединенными источником питания, смесителем, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, линией связи и конденсатором, соединенным с первым входом генератора зондирующих импульсов, последовательно соединенными фильтром низкой частоты и преобразователем напряжения, включенными между выходом линии связи и вторым входом генератора зондирующих импульсов. Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 828068, кл. G 01 N 29/0, 1979 (прототип).