Ультразвуковой дефектоскоп

 

Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний материалов и конструкций и предназначено для применения в автоматизированных системах , ультразвукового крнтроля, а также может быть использовано для ручных испытаний. Целью изобретения ш-иж является повышение производительности контроля за Счет уменьшения времени настройки управляемого аттенюатора приемного тракта дефектоскопа. Принятые приемным преобразователем 4 сигналы поступают на первый управляемый аттенюатор 5 с усилителем. Компаратор 11 сравнивает положительное значение принятого сигнала с опорным напряжением, определяющим минимальное регистрируемое значение принятого сигнала. Регистр 17 последовательного приближения формирует по каждому импульсу формирователя 15 пачки импульсов переменное двоичное число, управляющее коэффициентом передачу первого 5 и второго 13 управляемых аттенюаторов с усилителями и автоматически устанавливающееся . таким, чтобы ослабление управляемого аттенюатора 5 с усилителем соответствовало требуемому при данном значении амплитуды сигнала на входе приемного тракта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. С (Л со ел о О5 О 4 Ц)иг.1

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G О1 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ,ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4085402/25-28 (22) 10.07.86 (46) 07.11.87. Бюл. У 41 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) В.Н. Собко, В.В. Городничий и В.П. Малайчук (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ш 699207, кл. G 01 N 29/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Н 1010516, кл. G 01 N 29/04, 1983. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний материалов и конструкций и предназначено для применения в автоматизированных системах ультразвукового кднтроля, а также может быть использовано для ручных испытаний. Целью изобретения

„„Я0„„1350604 А1 является повышение производительности контроля за счет уменьшения времени настройки управляемого аттенюатора приемного тракта дефектоскопа.

Принятые приемным преобразователем

4 сигналы поступают на первый управляемый аттенюатор 5 с усилителем.

Компаратор 11 сравнивает положительное значение принятого сигнала с опорным напряжением, определяющим минимальное регистрируемое значение принятого сигнала. Регистр 17 последовательного приближения формирует по каждому импульсу формирователя

15 пачки импульсов переменное двоичное число, управляющее коэффициентом передачи первого 5 и второго 13 управляемых аттенюаторов с усилителями и автоматически устанавливающееся . таким, чтобы ослабление управляемого аттенюатора 5 с усилителем соответствовало требуемому при данном зна чении амплитуды сигнала на входе приемного тракта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1350604

Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний материалов и конструкций, предназначено для применения в автоматизированных системах ультразвукового контроля и о может быть использовано для ручных испытаний.

Цель изобретения — повышение производительности контроля за счет уменьшения времени настройки управ.ляемого аттенюатора приемного тракта дефектоскопа.

На фиг. 1 представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа на фиг. 2 — управляемый атте. нюатор, пример выполнения; на фиг..3— регистр последовательных приближений, пример выполнения.

Ультразвуковой дефектоскоп содер- 20 жит синхронизатор 1, электроакустически последовательно соединенные генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4, первый управ- 25 ляемый аттенюатор 5 с усилителем, выходом соединенный с первым входом порогового устройства 6, пиковый детектор 7 и аналого-цифровой преобразователь 8, схему 9 задержки, первую схему. И 10, компаратор 11, вторую схему И 12, второй управляемый аттенюатор 13 с усилителем, цифровой индикатор 14, последовательно соединенные формирователь 15 пачки импуль- gr, сов, подсоединенный к выходу синхронизатора 1, формирователь 16 стробирующих импульсов, выходом соединенный с входами схемы 9 задержки, первой 10 и второй 12 схем И, и регистр 10

17 последовательных приближений, вторым входом соединенный с выходом второй схемы И 12, а выходом — с входами цифрового индикатора 14, вторым входом первого управляемого аттенюатора 5 с усилителем и входом второго управляемого аттенюатора 13 с усилителем, детектор. 18, включенный между входом первого управляемого аттенюатора 5 с усилителем и входом компара- б0 гора 11, выход которого соединен с вторым входом второй схемы И 12, аналоговый ключ 19, первым входом соединенный с выходом второго управляемого аттенюатора 13 с усилителем, вторым входом — с выходом первой схемы И 10.

Вторые входы аналого-цифрового преобразователя 8 и порогового устройства 6 соелпнены с Выходом первой схемы И 10, выход аналогового ключа

19 соединен с третьим входом порогового устройства 6, схема 9 задержки включена между выхсдом формирователя 16 стробирующих импульсов и вторым входом первой схемы И 10. Управляемые аттенюаторы 5 и 13 с усилителями выполнены в виде последовательно соединенных ячеек, состоящих из последовательно соединенных Г-образных параллельных аттенюаторов

20, дискретно включаемых аналоговыми ключами 21„ и усилителей 22.

Регистр 17 последовательного приближения выполнен в виде последовательно соединенных формирователя

23 парных импульсов, двоичного счет1 чика 24, дешифратора 25, параллельного регистра 26, состоящего из

log n RS-триггеров, где п — число возможных состояний управляемого аттенюатора. С регистром 26 соединен пульт 27 управления.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает формирователь 15 пачки импульсов. Число импульсов в пачке равно (1од „,, ).

Период следования импульсов в пачке выбирается больше, чем суммарное время переходных процессов управляемого аттенюатора и задержки в акустическом тракте, Генератор 2 зондирующих импульсов вырабатывает мощный электрический сигнал при поступлении каждого импульса из пачки дпя возбуждения ультразвуковых зондирующих сигналов с помощью излучающего преобразователя 3. Прошедшие через исследуемый материал ультразвуковые колебания принимаются и преобразуются приемным преобразователем 4 и поступают на вход первого управляемого аттенюатора 5 с усилителем, с выхода которого принятый сигнал поступает на первый вход порогового устройства 6.

Одновременно сигнал поступает на детектор 18, где происходит выделение положительного значения принятого сигнал. Полученный сигнал сравнивается компаратором 11 с опорным напряжением U ° Пороговое напряжение U определяет минимальное значение амплитуды принятого сигнала на выходе первого управляемого аттенюатора 5 с усилителем. Сигнал срав1350604 нения поступает на первый вход второй схемы И 12, выходной сигнал которой поступает на вход данных регистра 17 последовательного приближения.

На второй вход второй схемы И 12

1 и тактовый вход регистра 17 последовательного приближения поступают импульсы с формирователя 16 стробирующих импульсов. Формирователь 16 стробирующих импульсов по перецнему фронту каждого импульса из пачки импульсов, поступающих с выхода формирователя 15 пачки импульсов, вырабатывает строб-импульсы. Благодаря стрсбированию второй схемы И 12 импульсы с выхода компаратора 11 поступают на вход данных регистра 17 последовательного приближения только через время задержки акустического тракта.

Работа регистра 17 последовательного гриближения и управляемого аттенюатора 5 с усилителем рассмотрена для числа возможных состояний аттенюатора и, равного 16. Дискретность переключения усиления удобно выбрать равной 2, что соответствует

6 дБ. Такое число состояний может быть обеспечено четырьмя двоичными разрядами регистра 17 последовательного приближения. В исходном состоянии в регистре 17 последовательного приближения включен (r„ = 1) старший разряд. В управляемом аттенюаторе 5 с усилителем по этому сигналу регистра 17 последовательного приближения устанавливается усиление равное К 2, где К вЂ” коэффициент усиления усили-.åëÿ управляемого аттенюатсра 5, 2 — вес старшего разряда регистра

17, соответствующий ослаблению в

48 дБ.

По приходу первого принятого импульса пачки компаратор 11 сравнивает сигнал при включенном ослаблении 48 дБ с порогом U 0. В зависимости от знака разности

401 = Прх Ко 2 . - 1о старший разряд либо оставляется включенным (r, = 1) при Щ ) О, либо выключается (г, = О) при 4Ь, (О и включается (r = 1) второй разряд l с весом 2, которому соответствует ослабление 24 дБ в управляемом аттенюаторе 5. Приходит второй принятый импульс из пачки и компаратор 11 производит сравнение U с сигналом

U, = U,„Ê. (2 ) . (2- )"

В зависимости от знака разности

40, = U„-U, 2 второй разряд оставляется включенным (r, = 1) при 4U, > О либо сбрасывается (г; = О) и включается (г; = 1) третий разряд с весом 2, которому

10 " îîòâåòñòâóåò :ослабление 12 дБ в управляемом аттенюаторе 5. Приходит третий принятый импульс из пачки и компаратор 11 производит сравнение с сигналом

= U,„ . .К (2 ),(2 )" .(2 ) з

В зависимости от знака разности

"П3 ь о

20 третий разряд оставляется включенным (г =, 1) при З U > 0 либо сбрасывается (г„ = О) и включается (г = 1) четвертый разряд с весом

2, которому соответствует ослабление 6 дБ в управляемом аттенюаторе 5.

Когда приходит четвертый принятый импульс из пачки, компаратор 11 производит сравнение U с сигналом

В зависимости ст знака разности

U4 Ос

ЗЬ четвертый разряд оставляется включенным (r = 1) при AU< ) О либо сбрасыф вается (r< = О) и сохраняются без изменения все предыдущие состояния ,10 регистра 17 последовательного приближения. Когда поступает пятый принятый импульс из пачки, ослабление управляемого аттенюатора 5 с усилителем уже подобрано, Таким образом обеспечивается подбор ослаб ения в пределах 0-90 дБ с шагом 6 дБ, а в целом для настройки управляемого аттенюатора 6 с усилителем на необходимое ослабление требуется не и импульсов, а log,>n, что равно числу используемых разрядов регистра 17 последовательного приближения.

Так как пятый принятый импульс (последний из пачки) проходит приемный канал с требуемым ослаблением, перед его поступлением происходвт установка пикового детектора 7 в начальное нулевое состояние с помощью

1350604

1. Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий синхронизатор, электроакустически последовательно соединен ные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, первый управляемый аттенюатор с усилителем, пиковый детектор и аналого-цифровой преобразователь, пороговое устройство, соединенное с выходом первого управляемого аттенюатора с усилителем, схему задержки, первую схему И, компаратор, вторую схему И, второй управляемый аттенюатор с усилителем и цифровой индикатор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, 45

55 схемы 9 задержки и первой схемы И 10.

Схема 9 задержки и первая схема И 10 обеспечивают выделение последнего (в данном случае пятого) импульса

5 пачки. Пиковый детектор 7 выделяет, и запоминает максимальное значение амплитуды принятого сигнала. Одновременно с начальной установкой пикового детектора 7 подготавливается 10 к работе аналого-цифровой преобразователь 8.

Максимальное значение принятого сигнала и код ослабления управляемого аттенюатора 5 с усилителем подаются для обработки в ЭВМ. Одновременно код ослабления поступает на цифровой индикатор 14 для индикации получаемого ослабления и на входы управления второго управляемого аттенюатора 13 с усилителем. Благодаря синхронному переключению управляемых аттенюатороь 5 и 13 с усилителями сигналы на их выходах изменяются в одних и тех же границах. Выходной сигнал второго управляемого аттенюатора 13 с усилителем поступает на второй вход порогового устройства через аналоговый ключ 19, который управляется выходным сигналом первой схемы И 10. Пороговое устройство 6 осуществляет сравнение последних принятых импульсов из пачки. Результат сравнения поступает на выход дефектоскопа и может быть использован для дальнейшей обработки или индикации.

Изобретение позволяет уменьшить время настройки дефектоскопа и, следовательно, повысить производительность конт оля, 40 формула изобретения он снабжен последовательно соединенными формирователем пачки импульсов, подсоединенным к выходу синхронизатора, формирователем стробирующих импульсов, выходом соединенным с входами схемы задержки, первой и второй схем И, и регистром последовательного приближения, вторым входом соединенным с выходом второй схемы

И, а выходом — с входом цифрового индикатора, вторым входом первого управляемого аттенюатора с усилителем и входом второго управляемого аттенюатора с усилителем, детектором, включенным между выходом первого управляемого аттенюатора с усилителем и входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом второй схемы И, аналоговым ключом, первым входом соединенным с выходом второго управляемого аттенюатора с усилителем, вторым входом — с выходом первой схемы И, вторые входы аналого-цифрового преобразователя и порогового устройства соединены с выходом первой схемы И, выход аналогового ключа соединен с третьим входом порогового устройства, схема задержки включена между выходом формирователя стробирующих импульсов и вторым входом первой схемы И, а вторые входы компаратора и второго управляемого аттенюатора с усилителем предназначены для подключения к источникам опорного напряжения.

2. Дефектоскоп по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения шума, управляемый аттенюатор выполнен в виде последовательно соединенных ячеек, состоящих из последовательно соединенных Г-образных параллельных аттенюаторов с аналоговыми ключами и усилителей.

3. Дефектоскоп по п. i> о т л ut ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем автоматической или ручной установки ослабления приемного тракта, регистр последовательного приближения выполнен в виде последовательно соединенных формирователя парных импульсов, двоичного счетчика, дешифратора,параллельного регистра, предназначенного для соединения с регистром пультпа управления, состоящего из lagoon RS-триггеров, где.n— число возможных состояний управляемого аттенюатора с усилителем, 1350604 Составитель И.Соколов

Техред А.Кравчук

Корректор И.Муска

Редактор П.Гереши

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5280/45

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4