Ультразвуковое импульсное устройство для испытания материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов, а именно к ультразвуковым импульсным устройствам для испытания материалов.

Известно ультразвуковое устройство для испытания материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, блок антисовпадений, блок задержки развертки, генератор развертки и электро-лучевой индика- д тор, последовательно соединенные второй блок антисовпадений, генератор зондирующих импульсов, приемно-излучающий преобразователь, блок управления, к выходу которого подключен is счетный блок и цифровой индикатор Л .

Автоматизированное устройство по- зволяет осуществлять неразрушающие испытания материалов, однако уст- . ройство не имеет средств контроля работоспособности , что является его недостатком.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковое импульсное устройство для испытанияматериалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь (ЭАП), акустически связанный с ним приемный ЭАП, подключенный к его выходу усилитель, последовательно соединенные блок задержки развертки, вход которого подключен к выходу синхронизатора и блок задержки подсветных импульсов, генератор ждущей развертки, подключенный к его выходу формирователь подсветных импульсов, электроннолучевую трубку, входы которой подключены к выходам усилителя, генератора ждущей развертки и формирователя подсветных импульсов, блок установки нуля, формирователь временных ворот с входами Старт,Сброс,и Стоп,блок совпадения,входы которого подключены к выхода усилителя и формирователя временных ворот, подключенный к его выходу преобразователь временных интервалов в цифровой код и переключатель 2j. Устройство позволяет Проводить неразрушающие испытания материалов и осуществлять контроль работоспособнос ти, однако в устройстве запуск блока установки нуля осуществляется импульсами двух, различных блоков, в режиме установки нуля - импульсами синхронизатора, в режиме измерения - импул(сами блока задержки подсвета развертки. Вследствие различий в длительности фронтов запускающих импульсов имеет место неучтенная задержка запуска блока установки нуля, обусловливающая соответствующее значение сие тематической погрешности измев.ения, которая снижает точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Цел , достигается тем, что в ультра звуковое импульсное устроиствр для испытания материалов, содержащее последовательно .соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь (ЗАП), акустически связанный с ним приемный ЭАП, подключенный к его выходу усилитель, последовательно соединенные блок задержки развертки, вход которого подключен к выходу синхронизатора, и блок задержки подсветных импульсов, генератор ждущей развертки, подключенный к его выходу формирователь подсветных импульсов, электроннолучевую трубку, входы которой под ключены к выходам усилителя, генератора .ждущей развертки и формирователя подсветных импульсов, блок установки нуля, формирователь временных ворот с входами Стар Сброс , блок совпадения, входы которого подключены к выходам усилителя и формирователя временных ворот, подключенный к его выходу пре образователь временных интервалов в цифровой код и переключатель, вход блока установки нуля подключен к выходу синхронизатора, а выход - к входу Старя: формирователя временных ворот, вход Сброс которого под ключен к выходу синхронизатора, а переключатель выполнен многопозицион ным, служащим для соединения входа генератора ждущей развертки с выхода ми синхронизатора и блока задержки развертки, а также для соединения входа Стоп формирователя временных ворот с выходами синхронизатора и блока задержки подсветных импульсов, кроме того для соединения входа фор-, мирователя подсветных импульсов с вторым и третьим выходами формирователя временных ворот. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Ультразвуковое импульсное устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь 3 (ЗАП), акустически связанный с преобразователем 3 приемный ЭАП (на чертеже не обозначен), подключенный к его выходу усилитель t, последовательно соединенные генератор 5 ждущей развертки и формирователь 6 подсветных импульсов, блок 7 задержки развертки, вход которого подключен к синхронизаjropy 1, а выход - к входу блока 8 задержки подсветных импульсов. К выходу синхронизатора 1 подключены также блок 9 установки нуля и вход Сброс формирователя 10 временных ворот, вход Старт которого с помощью переключателя 11 подсоединен к. выходу блока 8 задержки подсветных импульсов в режиме измерения, и к выходу синхронизатора 1 в режиме установки нуля. Первый и второй выходы формирователя 10 временных ворот подключены с помощью переключателя 11 к входу формировател 6 подсветных импульсов, выход которого подключен к входу управления яркостью луча электроннолучевой трубки 12. К вертикально и горизонтально отклоняющим пластинам трубки 12 подключены соответственно выход усилителя k и выход генератора 5 ждущей развертки. Для преобразования временных интервалов в цифровой код служат последовательно соединенные генератор 13 импульсов, селектор 14, счетчик 13 импульсов и цифровой индикатор 16. Управляющий вход селектора подключен к третьему выходу формирователя 10 временных ворот, к указанному выходу которого подключен также блок 17 совпадения, к второму входу которого подключен выход усилителя Ц, Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы, поступающие на вход генератора 2 зондирующих импульсов. Генератор 2 возбуждает в излучающем ЭАП 3 импульсы ультразвуковых колебаний (УЗК), Прошедшие через испыту емый материал УЗК преобразуются .при емным ЭАП в импульсы электрических колебаний, которые усиливаются усилителем и поступают на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 12 и на один из входов блока 17 совпадений. Одновоеменно с запуском генеоатора 2 импульсами синхронизатора 1 производится запуск блока 9 установ ки нуля и блока 7 задержки раззертк Блок 9 вырабатывает импульсы регули руемой длительности 7 , а блок 7 импульсы регулируемой длительностио(. Задним фронтом импульсов бло ка 7 запускается блок 8 задержки под светных импульсов, который формируе импульсы нерегулируемой длительности t . Эти ИМПУЛЬСЫ поступают в оежиме измеоений (положение I I пеоеключателя 11 на вход Стоп фоомиоователя 10, на вход Стаот котоDOго подаются импульсы с выхода бло ка 9. а на вход Сбобс - ИМПУЛЬСЫ .синхронизатора 1. Формирователь 10 при этом обеспечивает получение прямоугольных импульсов длительностью Т- J Т -п ОЕсли в процессе измерений установить значение ср рзвным времени прохождения сигнала в протекторах ЭАП 3 и в элементах блок-схемы, ,а суммарное значение (tp+tn) равным сумме (tg 4 tj) , где а,- - измеренное значение времени распространения ультразвуковых колебаний в образце материала (на схеме позицией не обозначен), to - время прохождения сигнала в протекторах ЭАП 3 и в элементах блок-схемы, то i, равно значению ф . Для выполнения равенетва 0 переключатель 11 устанавливают .в положение 1. При этом устройство работает в режиме установки нуля.. Генератор 5 ждущей развертки запускается импульсами синхронизатора 1. Пилообразное напряжение с выхо да генератора 5 поступает на горизон тально-отклоняющие пластины ЭЛТ 12. Прямоугольные импульсы с второго выхода генератора 5 равные по длитель ности прямому -ходу пилообразного на пряжения, подаются на одиН из входов формирователя 6 подсветных импульсов Одновременно с запуском генератора 5 импульсы синхронизатора 1 в режиме установки нуля через переключатель 11 подаются на вход Стоп формирователя 10, который запускается импульсами, поступающими с выхода блока 9 установки нуля на вход Старт. На выходе формирователя 10 при этом появляются импульсы длительности Q . Эти импульсы поступают на второй вход формирователя 6. Последний обеспечивает формирование импульсов подсвета развертки, передний фронт которых задержан по отношению к началу запуска развертки на время IQ , что обеспечивает устранение искажений начала линии развертки на ЭЛТ 12, обусловленное выбросами и нелинейностью начального участка пилообразного напряжения развертки, С выхода формирователя 9 импульсы подаются на вход управления яркостью луча ЭЛТ 12. При этом если значение i t- , то на экране ЭЛТ 12 принятый импульс УЗК наблюдается на некотором расстоянии от начала развертки. Путем регулировки длительности импульсов блоком 9 добиваются совмещения на экране ЭЛТ 12 начала наблюдаемого принятого импульса УЗК с началом линии развертки. В режиме измерений переключатель 11 устанавливается в положение 11. При этом генератор 5 запускается задним фронтом импульсов блока 7 задержки , развертки, а на второй вход фо эмировётеля 6 подаются импульсы с второго выхода формирователя. 10, длительность которых в этом случае равна t(p результате этого формирователь 6 вырабатывает импульсы, передний фронт которых задерживается на время L, f, по отношению к началу запуска развертки, что, как и в режиме установки нуля, исключает искажения начального участка линии развертки. Путем регулировки длительности in импульсов блоком 7 добиваются совмещения на экране ЭЛТ 12 наблюдаемого импульса УЗК с началом линии развертки, что соответствует выполнению равенства LP + tf, tn + t-o исф t-n . Для преобразования длительности и ср импульсов формирователя 10 в цифровой код импульсы подаются на один из входов селектора k, на второй вход которого поступают импульсы генератора 13.счетных импульсов. Временной интервал, равный длительности импульсов формирователя 10, заполняется счетными импульсами, последние поступают с выхода селектора Т на вход счетчика 15 импульсов, где запоминаются и индицируются на табло цифрового индикатора 16. Для автоматической сигнализации совпадения заданного значения време ни прохождения переднего фронта УЗК установленного предварительно на цифровом индикаторе 16 путем регули ровки длительности импульсов блоком 7 задержки развертки, с измерен .ным значением времени прохождения УЗК, на второй вход блока 17 совпадения подаются импульсы с выхода фо мирователя ID временных ворот. При совпадении заднего фронта этих импульсов с передним фронтом сигнала с выхода усилителя k блок 17 срабатывает, загорается индикатор 16, сигнализирующий о выполнении неравенства t fi 6 t -1 и включается ис полнительный релейный каскад {на чертежа не показан) Таким образом, за счет подключения выхода блока установки нуля непосредственно, к входу Старт формирователя временных ворот и подклю чение входа Стоп последнего в режиме установки нуля к выходу синхро низатора, а в режиме измерений - к выходу блока задержки подсветных им пульсов, обеспечивается возможность управления подсветом непосредственн импульсами временных ворот, что повышает точность измерения. Формула изобретения Ультразвуковое импульсное устрой ство для испытания материалов, со« держащее последовательно соединенны синхронизатор, генератор зондирующи импульсой и излучающий электроакустический преобразователь (ЭЛП), аку тически связанный с ним приемный ЭАП, подключенный к его выходу усилитель, последовательно соединенные блок задержки развертки , вход которого подключен к выходу синхронизатора, и блок задержки подсветных импульсов, генератор ждущей развертки, подключенный к его выходу формирователь подсветных импульсов, электроннолучевую трубку, входы которой подключены к выходам усилителя, генератора ждущей развертки и формирователя подсветных импульсов, блок установки нуля, формирователь временных ворот с входами Старт, Сброс и Стоп, блок сов- падения, входы которого подключены к выходам усилителя и формирователя временных ворот, подключенный к его выходу преобразователь временных интервалов в цифровой код и переключатель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений , вход блока установки нуля подключен к выходу синхронизатора, а выход - к входу Старт формирователя временных ворот, вход Сброс которого подключен к выходу синхронизатора, а переключатель выполнен многопозиционным, служащим для соединения входа генератора ждущей развертки с выхода;.и синхронизатора и блока задержки развертки, а также для соединения входа Стоп формирователя временных ворот с выходами синхронизатора и блока задержки подсветных импульсов, кроме того для соединения входа формирователя подсветных импульсов с вторым и третьим выходами формирователя временных ворот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 539268, кл. G 01 Н 29/04, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 07523, кл. G 01 N 29/0, 1972 (прототип).