Ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИММЕРСИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последоватрльно соединенные синхронизатору генератор, преобразователь и приемно-регистрируюций блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности контроля, он снабжен после довательно соединенными схемой задержки , входом подключенной к .второму выходу синхронизатора, формирователем строба, схемой совпадений, вторым входом подключенной к выходу приемно-регистрирующего блока, триггером , вторым входом подключенным к выходу схемы задержки, и шунтом, пoдкJ;IЮЧeнным паргшлельно преобразователю . Од ю ю |С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1132220 А

3(51) G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3609731/25-28 (22) 27,06.83 (46) 30,12.84. Вюл. Р 48 (72) В.И.Иусиенко (53) 620.179.16(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 125935, кл. 6 01 Б 29/04, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР

В 148949, кл.G 01 N 29/04, 1961, З.Авторское свидетельство СССР

9 502314 кл. G 01 N 29/04, 1974 (прототип) . (54) (57) УЛЬ1РАЗВУКОВОЙ ИИМЕРСИОННый ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединенные синхронизатор генератор, преобразователь и приемно-регистрирующий блок, о. т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности контроля, он снабжен после» довательно соединенными схемой задержки, входом подключенной к второму выходу синхронизатора, формирователем строба, схемой совпадений, вторым входом подключенной к выходу приемно-регистрирующего блока, триггером, вторым входом подключенным к выходу схемы задержки, и шунтом, подключенным параллельно преобразователю.

113222О

Таким образом, электрическая компенсация облегчает работу приемника, но не изменяет работу преобразователя, т.е. Фактически не увеличивает

его разрешающей способности и чувствительности.

Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности контроля за счет повышения разрешающей способности и чувствительности дефектоскопа.

Указанная цель достигается тем, что ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор, преобразователь и приемнорегистрирующий блок, снабжен последовательно соединенными схемой задержки, входом подключенной к второму выходу синхронизатора, формирователем строба, схемой совпадений, вторым входом подключенной к выходу приемно-регистрирующего блока, триггером, вторым входом подключенным к выходу схемы задержки, и шунтом, подключенным параллельно преобразователю.

На чертеже приведена блок-схема

Предлагаемого дефектоскопа, Ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп cocTQHT из последователь» но соединенных синхронизатора 1, генератора 2, преобразователя 3 и приемно-регистрирующего блока 4, последовательно соединенных, схемы 5 задержки, формирователя 6 строба, схемы 7 совпадений, триггера 8 и шунта

9, подключенного параллельно преобразователю 3, причем вход схемы

5 задержки связан с вторым выходом синхронизатора 1, второй вход триггера 8 подключен к выходу схемы 5 задержки, второй вход схемы 7 совИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля качества материалов в металлургической и машиностроительной промышленности.

Известны ультразвуковые иммерсионные дефектоскопы, имеющие в своем составе синхронизатор, генератор, преобразователь и приемно-регистрирующий блок, а также устройства, уменьшающие мертвую (неконтроли- 10 руемую) зону контроля. Эта эона возникает при отражении зондирующего сигнала от поверхности контролируемого материала и попадании его снова на преобразователь. При этом преобразователь возбуждается и колеблется в течение времени, пропорционального его добротности. Импульсы дефектов, расположенных около поверхности материала, поступающие на тот же преобразователь, не ..выделяются на фоне уже колеблющегося преобразова теля вследствие малости своей амплитуды. Время колебания преобразо вателя от поверхностного импульса определяет величину мертвой эоны. Поэтому в известных дефектоскопах стараются уменьшить это время путем применени специальных преобразователей, компенсированных генераторов или усилителей (Ц и E23 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является . ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенны синхронизатор, генератор, Зз преобразователь и приемно-регистрирующий блок. Для повышения разрешающей способности параллельно преобразователю подключена линия задержки. Любой сигнал, поступающий с пре- 40 образователя на вход приемно-регистрирующего блока, проходит и в линию задержки. Затем этот сигнал отражается от конца линии задержки, попадает снова на преобразователь 45 и вход приемно-регистрирующего устройства и суммируется там с предыдущим сигналом. В результате при определенных параметрах линии задержки возможна компенсация части колебаний на входе приемника, т.е. возможно укорочение длительности сигнала, отраженного от поверхности изделия и уменьшение мертвой зоны Ш

Недостатками данного способа являются следующие. Амплитуда и Фаза отраженного от поверхности материа ла сигнала, особенно при движении преобразователя во время автоматизированного контроля, зависит от качества поверхности материала, от ста- 60 бильности между преобразователем и материалом, от ориентировки преобразователя, поэтому компенсация, достигнутая в статическом режиме, в динамике легко расстроиться. Кроме того, сигнал, отраженный от поверх- ности контролируемого материала и поступивший вновь на преобразователь заставляет его свободно колебаться с длительностью, пропорциональной его добротности.

В этом же время от сигналов деФекта, находящихся близко ст поверхности контролируемого материала, на тот же преобразователь, колеблющийся с достаточно большой амплитудой, попадают слабые сигналы, поэтому на фоне сильных сигналов слабые различить очень трудно. Любые электрические компенсационные сигналы, позволяющие путем суммирования получить на входе приемника укороченный электрический сигнал, не могут мгновенно погасить свободные колебания преобразователя, так как эти колебания определяются амплитудой акустического импульса, отраженного от поверхности материала, и физическими свойствами преобразо" вателя.

1132220

Тираж 822 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 падений подключен к выходу приемно. регистрирующего блока 4.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы, управляющие работой генератора 2, последний возбуждает пре-. образователь 3, который преобразует электрические сигналы в акустические. Акустические сигналы преобразователем 3 через слой иммерси- 10 онной жидкости посылаются в контролируемый материал, отраженные импульсы тем же преобразователем 3 снова преобразуются в электрические сигналы. 15

С выхода преобразователя 3 электрические сигналы поступают на вход приемно-регистрирующего блоха 4. Параллельно преобразователю подключается управляемый шунт 9, который в исходном состоянии выключен, имеет большое внутренне сопротивление и, следовательно, не влияет на чувствительность преобразователя 3. Работой шунта УпРавляет триг- 25

rep 8. В этом триггере вырабатывается прямоугольный импульс, который поступает на управляемый вход шунта 9 и включает его, при этом внутреннее сопротивление шунта резко падает и преобразователь 3 на время закорачивается, т.е. его добротность также резко уменьшается. Любой акустический сигнал, попадающий на это время на преобразователь З,сможет возбудить в нем сигнал значительно меньшей амп- З5 литуды, чем в исходном состоянии, когда шунт 9 выключен. В качестве шунта 9 могут быть применены любые ключевые устройства, работающие от энергии поверхностного сигнала и имею- 40 щие как можно меньшее внутренней сопротивление во включенном состоянии и большую скорость включения и выключения. Например, могут быть использованы тиристоры со светодиодным уп- 45 равлением (оптроны) или лавинные транзисторы.

Триггер 8 работает следующим образом.

В исходном состоянии он находится в первом устойчивом состоянии, затем на первый вход поступает импульс из схемы 5 задержки. Время выбирается равным примерно половине временного расстояния между импульсами, снимаемыми с выхода преобразователя 3, где первый импульс — зондирующий импульс, получаемый при запуске генератора 2 импульсами синхронизатора 1, а второй — импульс поверхностного сигнала.

При этом триггер 8 переключается во 60 второе устойчивое состояние, которое продолжается до момента, когда на

ВНИИПИ Заказ 9783/37 второй .его вход поступает поверхностный импульс из схемы 7 совпадений. Таким образом, время должно совпадать с поверхностным сигналом.При этом триггер 8 возвращается в исходное положение и формируется импульс, который определяет время работы шунта 9 и который, шунтируя преобразователь 3, защищает его и последующий за ним приемно-регистрирующий блок 4 от перегрузки мощным поверхностным импульсом. После .окончания действия этого импульса. ключевая схема шунта восстанавливает свои исходные свойства, а преобразователь 3 восстанавливает прежнюю чувствительность к слабым сигналам дефектов, расположенных по всему контролируемому материалу, в том числе близко от его поверхности.

Схема 7 совпадений представляет собой обычную схему совпадения. На один из ее входов поступает общий сигнал, содержащий зондирующие и поверхностные импульсы, а на второй прямоугольный импульс с формирователя 6 строба. При совпадении во времени двух сигналов на выходе схемы выделяется и формируется импульс, соответствующий одному поверхностному сигналу.

Формирователь 6 строба представляет собой схему ждущего формирователя (например,мультивибратора), запускаемого импульсом схемы 5 задержки. Длительность этого импульса определяется внутренними характеристиками схемы и выбирается так, чтобы перекрыть по времени ожидаемый сигнал от поверхности материала.

Схема 5 задержки формирует импульс, расположенный в середине временного интервала между зондирующим и поверхностным импульсами. Этот импульс формируется из синхроимпульса синхронизатора 1. Выполняется задержка по любой известной схеме, например с помощью линий задержек и формирователей на ждущих мультивибраторах.

Использование схемы предлагаемого дефектоскопа позволяет по сравнению с известными уменьшить величину неконтролируемой мертвой зоны за счет резкого уменьшения чувствительности преобразователя в момент действия на него поверхностного сигнала, это уменьшение приводит к увеличению разрешающей способности контроля; увеличить чувствительность контроля за счет восстановления чувствительности преобразователя по концу действия поверхностного сигнала и эа счет применения преобразователя с повышенной добротностью, что значительно повышает точность и надежность контроля материалов.