Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий.

Известен дефектоскоп, содержащий синхронизатор, импульсный генератор, искатель, уснлите.пьньай тракт, блок преобразования принятых и ипульсов в напряжение постоянного тока, блок временной регулировки усиления и генератор его управляющего напряжения, а так же функциональный преобразователь, состоящий из ряда идентичных параллельно включенных ячеек, мсло которых соответствует выбранной аппроксимации временной зависимости ослабления эхо-сигнала, вЕЛ1О.пненных в виде ограничителя линейно изменяющегося напряжения на диоде и pestocторном делителе напряжения 1.

Недостатком дефектоскопа является низкая точность, обусловленная тем, что при контроле материалов с разными акустическими свойствами нет сре.дств для раздельной регулировки временной чувствительности в соответствии со свойствами каждой среды.

Наиболее близким к предлагаемому по т-ехнической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, селектор, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, канал временной регулировки чувствительности (ВРЧ) и измерительный блок, а также блок индикации, два входа которого

10 подключены к выходам усилителя и синхронизатора, а канал ВРЧ выполнен в виде генератора и последовательно соединенных преобразователя время-код, и блока умножения второй

15 вход которого подключен к первому входу канала ВРЧ, выход - к первому выходу канала ВРЧ 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля

20 материалов с разными акустическими свойствами, так как в известном устройстве канал ВРЧ может быть настроен на закон ослабления сигнала то.лько в одной среде.

25

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп снабжен последовательно соединенными 30 фо рмирователем импульсов и формирователем временных интервалов, два ВЕ11хода которого соединены со вторым и третьим входами канала ВРЧ, а вто рой и третий входы - с выходом синх ронизатора и усилителя, а четвертый вход и второй выход канала ВРЧ подключены к выходу формирователя импульсов и ко второму входу измерительного блока соответственно. Кроме того, канал ВРЧ снабжен первыМэлементом И, включенным между генератором и первым входом преобразователя время - код, последовательно соединенными и подключенными к второму входу преобразователя время - код вторым генератором и вторым элементом И, выход по следнег соединен с вторым выходом канала ВРЧ а вторые входы первого и второго элементов И соединены между собой и подключены к четвертому входу кана ла ВРЧ,второй и третий входы которого соединены с третьим входом элементов И. Кроме того, формирователь времен интервалов выполнен в виде последова тельно соединенных первого триггера элемента И, первой группы замкнутых контактов переключателя, второго триггера и третьего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого триггера, а второй выход - с первым выходом формирователя временных интервалов, выход последнего соединен с вторым выходом второго триггера, второй вход его - с вторыми входами второго и третьего триггеров, а третий вход с вторым«входом элемента И. На фиг.1 представлена блок-схема ультразвукового дефектоскопа на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синх ронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, преобразователь 3, усилитель 4, селектор 5, второй вход кото рого соединен с выходом синхронизатора 1, канал 6 временной регулировки чувствительности (ВРЧ) и измерительный блок 7, а также блок 8 индикации, два входа которого подключены к усилителю 4 и синхронизатору 1, а канал 6 ВРЧ выполнен в виде генератора 9 и последовательно соединенных преобразователя 10 время - код и блока 11 умножения, второй вход которого подключен к первому входу канала б ВРЧ, а выход - к первому выходу канала б ВРЧ, кроме того, дефектоскоп содержит последовательно . соединенные формирователь 12 импульсов и формирователь 13 временных: интервалов, два выхода которого соединены со вторым ч третьим входами канала 6 ВР, а второй и третий входы - с выходрм синхронизатора 1 и усилителя 4, а четвертый вход и второй выход канала б ВРЧ подключены к выходу формирователя 12 импульсов и ко второму входу измерительного блока 7 соответственно. Дополнительно канал 6 ВРЧ содержит первый элемент 14 И, включенный между генератором 9 и первым входом преобразователя 10 время - код; последовательно соединенные и подключенные ко второму входу преобразователя 10 время код второй генератор 15 и второй элемент 16 И, выход последнего соединен со вторым выходом канала 6 ВРЧ, а вторые входы первого элемента 14 И и второго элемента 16 И соединены между собой и подключены к четверто/му входу канала б ВРЧ, второй и третий входы которого соединены с третьим входом первого элемента 14 И и второго элемента 16 И, а формирователь 13 временных интервалов выполнен в виде последовательно соединённых первого триггера 17, элемента 18 И, первой группы замкнутых контактов переключателя 19, второго триггера 20 и третьего триггера 21, первый выход которого соединен со вторым входом первого триггера 17, а второй выход - с первым входом формирователя 13 временных интервалов, второй выход последнего соединен со вторым выходом второго триггера 20, второй вход его.- с вторим входом второго триггера 20 и третьего триггера 21, а третий вход - с вторым входом элемента 18 И. Вторая группа контактов переключателя 19 во втором положении переключателя 19 соединяет вход третьего триггера 21 с выходом элемента 18 И. Дефектоскоп работает следующим образом. Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы 22 (фиг. 2) и запускает генератор 2 зондирующих импульсов,открывает селектор 5, и запускает генератор развертки (не указан) в блоке 8 индикации. Ультразвуковые колебаня я посредством преобразователя . 3 вводятся в контролируемое изделие. Они отражаются от передней и задней граней изделия, а при наличии дефекта и от него, и поступают в виде эхо-сигналов 23 на вход усилителя 4. После усиления эхо-сигналы подаются на блок 8 индикации для отображения на входы селектора 5 и на второй вход блока временных интервалов, в котором триггер 20 и триггер 21 устанавливаются в О .импульсом, отражаемым от передней границы изделия. Серия модулированных по амплитуде эхо-сигналов от дефекта проходит через селектор 5 и в формирователе 12 преобразуется с помощью пик-детектора и порогового элемента (не показан) в прямоугольный импульс 24 нормированной амплитуды. Длитель ность этого импульса определяется амплитудой эхо-сигналов и порогом срабатывания порогового элемента в формирователе 12. Выходной импульс 24формирователя 12 подготавливает к работе элемент 14 И и элемент 16 И в канале 6 ВРЧ и записывает i в первый триггер 17 формирователя 13 временных интервалов. В результа те срабатывания триггера 17 открывается элемент 18 И в формирователе 13 временных интервалов. Поэтому сле дующий синхро-импульс 22, приходящи на вход элемента 18 И, записывает во второй триггер 20. Сигнал 25со второго прямого выхода тригге ра 20 открывает элемент 14 И, который пропускает пачку счетных импуль сов 26 с выхода первого генератора 9 на вход преобразователя 10 время код. Генераторы 9 и 15 имеют шкалы перестройки частоты колебаний, градуированные по контролируемым материалам и применяемым жидкостям. Пер началом контроля шкалы генератор.ов устанавливают в положение, соответствующее контролируемому материалу и применяемой жидкости. Следователь но Ч на прямом вы}{оде триггера 17 соответствует прохождению ультразвука через жидкость. Приходящий следующий после синхро-импульса импульс от передней грани изделий на второй вход триггера 20 записывает и прекращает прохождение счетных импульсов 26 через элемент 14 И на вход преобразователя Ю время - код. Таким образом, длительность логической на прямо выходе триггера 20 соответствует толщине иммерсионного слоя. В течении этого времени преобразователь 10 время - код производит преобразо вание текущей глубины в цифровой код. Вес этого кода подбирается в соответствии с законом, обратным затуханию ультразвука в данной среде. Отрицательный перепад с выхода триг гера 20 через вторую группу замкнутых контактов переключателя 19 записьшает Ч в третий триггер 21. Потенциал 27 на втором, прямом, выходе триггера 21 соответствует зоне контроля в изделии. Логическая ; его выхода открывает элемент 16 И /ерез который в преобразователь 10 время - код начинают подаваться импульсы от второго генератора 15. При этом преобразователь 10 время - код в соответствующем масштабе преобразует глубину контролируемого издели в цифровой код, соответствующий обратному закону затухания ультразвука в изделии. Эхо-сигнал от дефекта поступает -на второй вход триггера 2 В резульи затшсывает в него тате -этого прекращается преобразование в преобразователе 10 время - код в триггер 17. и записывается Таким образом, после превьшения эхо-сигнала от дефекта выбранного порога серия из трех импульсов (синхроимпульса, импульса от передней и эхо-сигнала от дефекта) обеспечивает последовательное и однократное преобразование в цифровой код, вес которого обратно пропорционален затуханию ультразвука в иммерсионном слое и контролируемом изделии. Одновременно с преобразованием текущей глубины в цифровой код импульсы с выхода селектора 5 поступают через первый вход канала 6 ВРЧ на вход блока 11 умножения. В этом блоке производится компенсация ослабления ультразвукового сигнала посредством умножения амплитуды преобразователя 10 импульса эхо-сигнала на вес кода. Скорректированный эхо-сигнал с выхода блока 11 умножения через первый выход канала 6 ВРЧ поступает на первый вход измерительного блока 7 для измерения. На его второй вход для измерения глубины залегания дефекта в изделии подается пачка импульсов с выхода элемента 16 И. При контроле изделия контактным способом вторая группа, контактов переключателя 19 соединяет 1-вход триггера 21 с выходом элемента 18 И, а первая группа контактов этого переключателя отключает 1-вход триггера 20 от элемента 18 И. В результате такой коммутации при поступлении эхо-сигнала от дефекта формируется только один импульс 27 и пачка 28 счетных импульсов, а на выходе в преобразователе 10 формируетсятолько код, учитывающий затухание ультразвука в изделии. Таким образом, в предлагаемом устройстве формируется корректирующий затухание код, учитывающий затухание ультразвука в иммерсионном слое и в контролируемом изделии. Наличие двух генераторов позволяет производить раздельную настройку канала ВРЧ на характеристики .epсионного слоя и материала изделия. Эти свойства устройства в сочетании с однократньлм режимом формирования корректирующего кода позволяют исключить динамическую ошибку при корректировке амплитуды и повысить точность контроля изделия. Формула изобретения 1. Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов,преобразователь, усилитель, селектор, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, канал временной регулиров ки чувствительности (ВРЧ) и измерительньй блок, а также блок индикаци два входа которого подключены к выходам усилителя и синхронизатора, а канал ВРЧ выполнен в виде генератора, и последовательно соединенных преобразователя время - код и блока умножения, второй вход которого подключен к первому входу канала ВРЧ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности кон рдля, он снабжен последовательно соединенными формирователем импульсов и формирователем временных инте валов, два выхода которого соединены со вторым и третьим входами канала ВРЧ, а второй и третий входы - с вы ходом синхронизатора и усилителя, а четвертый вход и второй выход канала ВРЧ подключены к выходу формирователя импульсов и ко вторс 1у вход измерительного блока соответственно 2. Ультразвуковой дефектоскоп по п. 1, отличающий с я тем, что канал ВРЧ снабжен первым элементом И, включенным между генератором и первым входом преобразователя время - код, последовательно .соединенными и подключенными к второму входу преобразователя время код, генератором и вторым элементом И, выход последнегЬ соединен с вторым выходом канала ВРЧ, а вторые входы первого и второго элементов И соединены между собой и подключены к четвертому входу канала ВРЧ,второй и третий входы которого соединены с третьим входом элементов И. 3. Ультразвуковой дефектоскоп по п. 1, отличающийся тем, что формирователь временных интерва;лов выполнен в виде последовательно соединенных первого триггера, элемента И, первой группы замкнутых контактов переключателя, второго триггера и третьего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого триггера, а второй выход - с первым выходом формирователя временных интервалов, выход последнего соединен с вторым выходом второго триггера, второй вход его - с вторыми йходами второго и третьего триггеров, а третий вход с вторым входом элемента И. Источники информации, принятые во внимание;при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 557315, кл. G 01 N 29/04, 1975. 2..Авторское свидетельство СССР 789742, кл. G 01 N 29/04, 1979 (прототип).

l/.