Устройство ультразвукового контроля качества материалов

 

УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО : КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ, Содержащее последовательно соединенные генератор и излучающий преобразователь , последовательно соединенные приемный преобразователь, схему об- . работки и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повынения достоверности контроля, оно снаб ясено последоваз;ельно соединенными вторыми и третьими генераторами и излучающими преобразователями, вторым и третьим приемньми преобразователями , схема обработки выполнена -и.з трех узлов,, каждый из которых Содержит блок вычисления модуля и три канала из последовательно соединенных блока задержки, коррелятора и «лока вычисления косинуса, выходы корреляторов каждого узла подсоединены к входам блока вычисления модуля , выход которого соединен с вторыми входами блоков вычисления косинусов, в 1ходы каждого генератора соединены с входами блоков задержки соответствующего узла, а выходы каждого прием I него преобрааователя - с втopы QI вхо дами корреляторов соответствующего канатгд каждбго узла, выходы блоков - вычисления модуля, блоков вычйсл нйя косинусов и блоков задержки соединены с индикатором.

С0О3 СОВЕТСКИХ шииии РЕСПУБЛИК

6% Ol): щр. G01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ н иитиииними сииИитии стиу и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР и ю и Ни (21) 343 3528/25-28 (22) 04. 05. 82 (46) 23.08.83. Вюл. Р, 31 (72) В.С.Ямщиков, В.Л.Шкуратник, В.M.Kîëåñîâ и В.Р. Цибульсский (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени горный институт (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 587394,:кл. G01 H 29 04, 1976.

2. Рурвнч A.К,, Ермолов И.М.

Ультразвуковой контроль сварных щвов.

Киев, Техника, 1972 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор и излучающий преобразователь, посдедовательйо соединенные приемный преобразователь, схему обработки и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьааения достоверности контроля, оно снаба жено последовательно соединенными вторыми и третьими генераторами и излучающими-преобразователями,. вторым и третьим приемными преобразователями, схема обработки выполнена из трех узлов,. каждый из которых .содержит блок вычисления модуля и три канала из последовательно соединенных блока задержки, коррелятора и блока вычисления косинуса, выходы

-корреляторов каждого узла подсоединены к входам блока- вычисления модуля, выход которого соединен с вторыми входами блоков вычисления косинусов, . выходы каждого генератора соединены с входамн блоков задержки соответст- вующего узла, а выходы каждого приемф ного преобрааователя - с вторыми входами корреляторов соответствующего канала каждого узла, выходы блоков

-вычисления модуля, блоков вычисле; ния косинусов и блрков задержки соединены с индикатором. Я

1037162

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для исследования струк туры горных пород.

Известно устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор. ультразвуковых колебаний и преобразователь, усилитель, генератор пилообразного напряжения и блок обработки (lj. 10

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля, связанная с Отсутствием помехоэащиты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 15 ройство ультразвукового контроля ка-. чества материалов, содержащее последовательно соединенные генератор и излучающий преобразователь, последо-., вательно соединенные приемный преобразователь, схему обработки и индикатор (2).

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что относитель 5 ные изменения фазовых, частотных и, амплитудных информативных признаков могут быть незначительными, -а характеристики интенсивных производственных помех могут быть близки к характеристикам зондирующего сигнала, что затрудняет обеспечение номехозащиты.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство ультразвукового конт- З5 . роля качества материалов, содержащее последовательно соединенные генератор и излучающий преобразователь, последовательно соединенные приемный преобразователь,схему обработки и инди" 40 катор,снабжено последовательно соеди-. ненными вторыми и третьими генераторами и излучающими преобразователями, вторым и третьим приемными преобразователями, схема обработки выполнена 45 из трех узлов, каждый из которых содержит блок вычисления модуля и три канала из последовательно соединенных блока задержки, коррелятора, и блока вычисления RQGHH ñe, ВыхОды кОрре1 5О ляторов каждого узла подсоединены к входам блока вычисления модуля, выход-. которого соединен с вторыми входами блоков вычисления косинусов, Ъыщоды каждого генератора соедииены с Входами блоков задержки соответствующего узла, а выходы каждого при- . емного преобразователя - с вторыми входами корреляторов соответствующего канала каждого узла, выходы блоков вычисления модуля, блоков вычисления 60

КОСИНУСОВ И бЛОКОВ ЗадержкИ СОединены

С индикатором.

На чертеже представлена:блок-схема устройства ультразвукового контроля качества материалов. 65

Устройство ультразвукового контроля качества материалов содержит последовательно соединенные первые, вторые к третьи генераторы 1-3 и излучающие преобразователи 4-6, первый, второй и третий приемные преобразователи 7-9, схему 10 обработки, выполненную из трех узлов

ll-13, каждый из которых содержит блок 14-16 вычисления модуля и три канала из последовательно соединенных блока 17-25 задержки, коррелятора

26-34 и блока 35-43 вычисления косинусов, выходы корреляторов 26-.34 каждого узла 11-13 подсоединены к входам блоков 14-16 вычисления модуля, выходы которых соединены с вторыми входами блоков 35-43 вычисления косинусов, выходы каждого генератора 1-3 соединены с входами блоков 17-25 задержки соответствующего узла 11-13, а выходы каждого приемного преобразователя 7-9 соединены с вторыми входами корреляторов 26-34 соответствующего канала каждого уэла11-13, выходы блоков 14-16 вычисления модуля, блоков 35-43 вычисления косинусов и блоков 17-25 задержки соединены с индикатором 44.

Устройство работает следующим об" разЬм.

Генераторы 1-3 вырабатывают некор релированные друг с другом шумовые сигналы, амйлитуда, частота и фаза которых являются случайными функциями времени. Генератор 1 .нагружен на продольно поляризованный излучающий преобразователь 4, акустически связанный через контролируемую среду с продольно подяриэованньм приемным преобразователЕм 7.

Генератор 2 нагружен на поперечно-. поляриэованный излучающий преобразователь 5, акустически связанный через. контролируемую среду с приемным преобразователем 8, направление поляри- . зации которого совпадает с направлением поляризации преобразователя 5.

Генератор 3 нагружен на поперечно поляризованный излучающий преобразо.ватель 6, акустически связанный через контролируемую среду с приемным) преобразователем 9, направление поляризации которого, совпадая с нап« равлением поляризации преобразователя б, перпендикулярно направлению поляризации преобразователей 7 и 8.

При распространении в контролируемой среде линейно поляризованной упругой волны будут происходить связанные с дефектами иэменеиия ее интенсивности (затухание) поляризации и задержка во времени. Укаэанные изменения приведут и к соответствукщ. щим изменениям принимаемого преобразователями 7-9 сигнала. Учитывая некоррелированность излучений в каждом канале, а также однотипность

1037162 всех трех узлов, рассмотрий работу одного узла ll, ШУмовой сигнал, снимаемый с гене-. ратора 1, преобразуется излучающим преобразователем 4 в линейно поляризованные шумовые упругие колебания, которые, пройдя контролируемую среду, принимаются тремя приемными преобразователями 7-9. Указанные колебания могут быть .представлены вектором, проекции которого на оси 10 координат будут однозначно связаны . с напряжениями на входе приемных преобразователей 7-9 соответственно.

Численные значения каждой проекции определяются соответствующими кор- )5 реляторами 26-28.

Так, коррелятор 26 вычисляет функцию взаимной корреляции между излу- . ченним (снятым с генератора g ). и принятым (снятым с преобразователя 7) 0 сигналами. Максимальное значение . напряжения на выходе коррелятора 26 достигается тогда, когда задержка ,во времени, созданная в блоке 17 задержки Равна задержке сигнала в контролируемой среде.

Аналогично с использованием коррелятора 27 и блока 18 задержки, а также коррелятора 28 и блока 19

30 задержки вычисляются соответствующие проекции сигналов с приемных преобра зователей 8 и 9 на.ось, параллельную .

Направлению поляризации приемного

Ьреобразователя 7. Блок 14 вычисления модуля определяет значение модуля вектора сигнала, блоки 35-37 вычисления косинусов вычисляют угол поворота поляризации продольных волн.

На индикатор 44 поступает -информация о значении модуля, пропорцио-. нального затуханию, о задержке сигнала, определяемой скоростью распространения волны, и о повороте вектора поляризации, сигнала.

Аналогично получают информацию о скоростях, затухании и изменениях направления поляризации для поперечно поляризованных волн.

Отмеченные информативные признаки связаны с качественными показателями контролируемого материала, су. дить о которых можно либо с помощью полученных теоретически или экспериментально корреляционных зависимос- ." тей, либо путем. сравнения этих информативных признаков с полученными на материалах с известными характеристиками.

Изобретение позволяет повысить достоверность контроля качества.материалов путем использования новых информативных признаков, а также обеспечения помехозащищенности за счет отсеивания корреляторами статистически.не связанных с зондирующими сигналами помех. б

1037162

Составитель О.Туйкин

Редактор С.Патрушева Техред И.Гайду Корректор И.Ватрушкина

Заказ 6001/46 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4