Ультразвуковой дефектоскоп Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразру шакядим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля изделий в различных отраслях промышленности.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий преобразователь, предусилитель, линию задержки, управляемый аттенюатор, усилитель, детектор, компаратор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП),-расширитель импульсов, реверсивный счетчик, одновибратор и триггер Cl.

Недостатками известного устройства являются его громоздкость и сложность обработки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразву- . ковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор возбуждающих импульсов, преобразователь и усилитель, генератор строб-импульсов, вход которого подключен к выходу синхронизатора, п каналов уровней квантования, каждый из которых состоит из компаратора, вход которого подключен к выходу усилителя, и запоминающего блока, дешифратор, вход которого подключен к выходу запоминаю щего блока каждого канала, первый ,временной селектор, цифропечатающее устройство (ЦПУ) и индикатор t2 }.

Недостатком известного устройства является ограниченный дингидический диапазон из-за использованиявременного селектора, включенного на входе каналов уровней квантова10ния.

Цель изобретения - расашрение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп

15 снабжен сумматором, п входов которого подключены к выходам дешифратора, (п+1)-й вход - к выходу синхронизатора, а выходы - к входам ЦПУ и индикатора, последовательно сое20диненными линией задержки, вход которой подключен к выходу усилителя, н регулируемым усилителем, выход которого подключен к первому входу первого временного селектора, а вхо25ды - к выходам дешифратора, последовательно соединенными блоком запоминания максимального сигнала, первый вход которого соединен с выходом первого временного селектораj

30 а второй вход - с (п+1)-м выходом

дешифратора, вторым временным селектором и логарифмическим измерителем второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход - к Сп+2)-му входу сумматора, последовательно соединенными регистром сдви га, первый вход которого подключен к выходу генератора строб-импульсов второй вход - к выходу синхронизатора, а выход - к второму входу первого временного селектора, и инвертором, выход которого соединен с вторым входом второго временного селектора, а в каждом канале между компаратором и запоминающим блоком введена схема И,, второй вход которо соединен с выходом генератора строб импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная схема дефектоскопа; на фиг. 2 - временные эпюры, поясняющие работу схемы..

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 возбуждающих импульсов, преобразователь 3 и усилитель 4, генератор 5 стробимпульсов, вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, п каналов уровней квантования, каждый из которых состоит из компаратора 6, вход которого подключен к выходу усилителя 4, схемы 7 И,, второй вход которой соединен с выходом генератора 5 строб-импульсов, и запоминающего блока 8, дешифратор 9, вход которого подключен к выходу запоминающего блока 8 каждого канала, цифропечатающее устройство (ЦПУ) 10, индикатор 11, сумматор 12, п входов которого подключены к выходам дешифратора 9, ()-й вход - к выходу синхронизатора 1, а выходы - .к входам ЦПУ 10 и индикатора 11, последовательно соединенные линию 13 задержки, вход которой подключен к выходу усилителя 4, регулируемый усилитель 14, входы которого подключены к выходам дешифратора 9, первый временной сел4актор 15,.блок 16 запоминания максимального сигнала, второй вход которого соединен с (п+1)-м выходом дешифратора 9, второй временной селектор 17 и логарифмический измеритель 18, второй вход которого подключен к выходу J,, синхронизатора 1, а выход - к (п+2)-му входу сумматора 12, последовательно соединенные регистр 19 сдвига, П1ервь1й вход которого подключен к выходу генератора 5 стробимпульсов, второй вход - к выходу синхронизатора 1, а выход - к второму входу первого временного селектора 15, и инвертор 20, выход которого соединен с вторым входом второго временного селектора 17.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следую1цим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы 21 (фиг. 2), синхронизирующие работу дефектоскопа, и импульсьа высокой частоты, обеспе €ивающие сдвиг строба регистром 19 сдвига и точное измерение эхо-сигнала логарифмическим измерителем 18. С первого выхода синхронизатора 1 сигналы поступают на вход генератора 2 возбуждающих импульсов, который возбуждает преобразователь 3. Принятый преобразователем 3 импульс 22, отраженный от дефекта, поступает на вход усилителя 4.

Усиленные сигналы поступают на п входов компараторов 6 различных уровней квантования. Уровни квантования выбираются в логарифмическом масштабе через равные промежутки. Если сигнал превысит уровень U , то на выходах 1,2,..., i компараторов 6 появится нормализованные по амплитуде сигналы, которые поступают на соответствующие входы схем 7 И. На вторые входы поступает строб 23 с генератора 5 строб-импульсов, работу которого синхронизирует синхронизатор 1. Если эхо-сигнал совпадает во времени со стробом, то он проходит на запоминающий блок 8, где происходит его запоминание. Далее сигналы поступают на входы дешифратора 9, на выходе которого формиру ется двоичный код. Таким образом, происходит грубое измерение сигнала.

С выхода дешифратора 9 сигналы поступают на входы сумматора 12 и регулируемого усилителя 14. в соответствии с этими сигналами устанавливается коэффициент передачи, необходимый для того, чтобы уровень, сигнала на его выходе соответствовал динамическому диапазону, определяемому первым временным селектором 15 На грубое измерение сигнала, установление коэффициента передачи затрачивается время ь , которое складывается из времени задержки компараторов 6, схем 7 И, запоминающего блока 8, дешифратора 9 и времени установления усилителя 14. Для точного измерения сигнала необходимо, чтобы эхо-сигнал был задержан на величину, превышающую t. с усилителя 4 эхо-сигнал поступает на линию 13 задержки, время задержки которой V, превышает, f . С ее выхода эхосигнал 24.поступает на регулируемый усилитель 14. Кроме того, с выхода дешифратора 9 на блок 16 запоминания максимального сигнала поступает импульс, сбрасывающий его в нулевое состояние. Он соответствует по времени моменту переключения регулируемого усилителя 14. На входы регистра 19 сдвига поступают строб с генератора 5 стробимпульсов и высокочастотные синхроимпульсы, которые обеспечивают сдви строба 25 на время Т . Если сигналы совпадают во времени, то первый временной селектор 15 пропускает эхо-сигнал на блок 16 запоминания максимального сигнала, в котором )происходит запоминание максимальног сигнала. С выхода регистра 19 сдвига сигнал поступает на вход инвертора 20. Этот сигнал разрешает прохождение н вход логарифмического измерителя 18 во время отрутствия строба 26. Блок 16 запоминания максимального .сигнала хранит информацию до момента 27, когда происходит открывание второго временного селектора 17 С этого момента начинается разряд емкости блока 16 запоминания максимального сигнала через резистор логарифмического измерителя 18. Этот процесс проходит по экспоненциальному закону. Таким образом, время разряда будет логарифмом от макси. мального напряжения. Сигналы 28 с выхода логарифмичес кого измерителя 18 поступают на вхо сумматора 12. В нем происходит суммирование значений сигналов, измеренных грубо, а затем точно, с выхода сумматора 12 сигналы поступают на входы индикатора 11 и ЦПУ 10. Изобретение позволяет расширить динамический диапазон и повысить точность контроля за счет точного измерения эхо-сигнала, задержанного на время установления коэффициента передачи регулируемого усилителя. Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор возбуж дающих импульсов, преобразователь и усилитель, генератор строб-импуль сов, вход которого подключен к выходу синхронизатора, п каналов уров ней квантования, каждый из которых состоит из компаратора, вход которого подключен к выходу усилителя, , и запоминающего блока, дешифратор, вход которого подключен к выходу запоминающего блока каждого канала, первый временной селектор, цифропочатающее устройст во и индикатор, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, он снабжен сумматором, п входов которого подключены к выходам дешифратора (п+1)-й вход - к выходу синхронизатора, а выходы к входам цифропечатающего устройства и индикатора, последовательно соединенными линией задержки, вход которой подключен к выходу усилителя, и регулируемым усилителем, выход которого подключен к первому входу первого временного селектора, а входы - к выходам дешифратора, последовательно соединенными блоком запоминания максимального сигнала, первый вход которого соединен с выходом первого временного селектора, а второй вход - с (п+1)-м выходом дешифратора, вторым временным селектором и логарифмическим измерителем, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход - к (п+2)-му входу сумматора, последовательно соединенными регистром сдвига, первый вход которого подключен к выходу генератора строб-импульсов, второй вход - к выходу синхронизатора, а выход - к второму входу первого временного селектора, и инвертором, выход которого соединен с вторым входом второго временного селектора, а в каждом кангше между компаратором и запоминающим блоком введена схема И, второй вход которой соединен с выходом генератора строб-импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке 3247918/28, кл. G 01 N 29/04, 1981. 2,Авторское свидетельство СССР № 502243, кл. G 01 N 29/04, 1974 (прототип ).

7 V7

Фиг,. 1

22

г

IS

ж

ж.

1

t

-а

П

Фи.1