Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольг зовано при ультразвуковом контроле изделий. Цель изобретения - повьппение достоверности контроля путем :; , улучшения разрешающей способности селектирования дефектов. Отраженный от дефекта эхо-сигнал поступает в электрическом виде в видеоусилитель 6, да

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПИЬЛИН р 4 С 01 Н 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ и АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

П0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

fly ГКНТ СССР

{21) 4252414/25-28. (22) 29.05.87 (46) 23.12.88. Вюл. В 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) В.Б.Пастернак и Ю.И.Михайленко (53) 620.1?9.16(088.8) (56) Патент США II 38?2715, кл. G 01 N 29/04, 1975.

„,Я0„„1446559 А 1 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭХО-ИМПУЛЬСНЫЙ

ДЕФЕКТОСКОП

l. (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь= зовано при ультразвуковом контроле изделий. Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем „, улучшения разрешающей способности селектирования дефектов. Отраженный от дефекта эхо-сигнал поступает в электрическом виде в видеоусилитель 6, да1446559 лее на пиковый детектор 7 и через аналого-цифровой преобразователь 8 в регистр 9 для измерения амплитуды сигнала дефекта. По переднему фронту с формирователя 5 зоны контроля счетчик 18 начинает считать импульсы, число которых пропорционально глу1

Изобретение относится к ультразвуковому контролю изделий и может быть использовано при создании автоматизированных установок для контроля материалов и изделий в машиностроении, энергетика и других отраслях промышленности, а также может найти применение при контроле пористости материа-. лов, сортировке, при прогнозировании неразрушающим способом механических свойств материалов и изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем повышения разрушающей способности селектирования дефектов.

На фиг. 1 представлена блок-схема ультразвукового дефектоскопа; на ф фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Ца..фиг. 2 обозначено: а — эхо-сигнал от дефекта; б — сигнал на выходе пикового детектора; в — строб=импульс зоны контроля; г — тактовая частота или частоте преобразования аналого-циф1 рового преобразования (АЦП); д — сигнал на выходе блока сравнения; е — сигнал на выходе одновибратора; к — с1.гнал на выходе первого элемента совпадения; н — сигнал на выходе формирователя управляющего сигнала;

Т вЂ” длительность периода частоты

1 колебаний ультразвукового пьезопреобразователя;

Т вЂ” длительность импульса, вырабатываемого опновибратором, (Т,р Т,);

Т вЂ” время сброса пикового детекЪ тора; бине залегания дефекта. Управляющая цепь из последовательно соединенных блока 11 опорного сигнала, блока 12 сравнения, одновибратора 13, элемента 14 совпадения и формирователя 15 ,вырабатывает сигнал записи в блоке 21 памяти. 2 ил.

Т вЂ” задержка между сигналом записи амплитуды в первый регистр запоминания эквивалента амплитуды и импульсом записи в блок

5 памяти;

Т вЂ” длительность сигнала записи

Х в блок памяти;

Т „, — длительность периода частоты преобразования АЦП.

10 Устройство содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, генератор 2,,ультразвуковой преобразователь 3, установленный на контролируемом иэделии 4, и формирователь 5

15 зоны контроля; последовательно соединенные видеоусилител 6s входом соединенный с преобразователем 3, пиковый детектор 7, аналого-цифровой преобразователь 8 и регистр 9 запомина2О ния эквивалента амплитуды сигнала, элемент 10 совпадения, первым входом соединенный с формирователем 5 зоны контроля, а выходом — с аналого-цифровым преобразователем 8, последова25 тельно соединенные блок 11 опорного сигнала, блок 12 сравнения, вторым входом соединенный с выходом аналогоцифрового преобразователя 8, одновибратор 13, элемент 14 совпадения, вы30 ход которого соединен формирователем 15 управляющего сигнала, вторым входом регистра 9 запоминания эквивалента амплитуды сигнала и вторым входом пикового детектора 7, элемент 16

3. совпадения, первым входом соединенный с формирователем 5 зоны контроля, вто- рым входом — с блоком 12 сравнения, а выходом — с одним из входов элемента 14 совпадения, последовательно соединенные кварцевый генератор 17, счетчик 18, вторым .входом соединенный с выходом формирователя 5 зоны контроля, регистр 19 запоминания эквива3 14465 лентЯ глубины залегания дефектЯ пер вым входом соединенный с выходом блока 12 сравнения, последовательно .соединенные счетчик 20, входом сое5 диненный с выходом блока 12 сравнения, блок 21 памяти, первым входом соединенный с формирователем 15 управляющего сигнала, вторым входом— с регистром 9 запоминания эквивалент- 10 та амплитуды, третьим входом — с регистром 19 запоминания глубины залегания дефекта, и регистратор 22, Вы". ход кварцевого генератора 17 соединен с вторыми входами первого элемен- 15 та 1 4 совпадения и элемента 10 совпадения.

Ультразвуковой эхо-импульсный стробирующий дефектоскоп работает следующим образом. 20

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы для запуска генератора 2..

Последний возбуждает ультразвуковой преобразователь 3, который посылает ультразвуковой импульс в контролируе- 25 мое изделие 4. Отраженные от..неоднородностей материала сигналы принимаются преобразователем 3 и поступают на вход видеоусилителя 6 и формирователя 5 зоны контроля (фиг.2,а). 30

Последний формирует строб-импульс зоны контроля (фиг.2,в), который разна второй вход первого элемента 14 совпадения поступает низкий уровень сигнала, запрещающий его работу, при этом на его выходе также будет низкий уровень сигнала, а на третий вход первого элемента 14 сравнения с кварцевого генератора 17 поступает тактовая частота.

При появлении ня выходе блока 12 сравнения строб-импульса сигнала дефекта на выходе первого элемента 16 совпадения появляется высокий уровень

45 сигнала, рЯзрешающий рЯботу первогo элемента 14, на первый вход которого одновибратор 13 подает строб-импульс задержки низким уровнем. По фронту тактовой частоты из высокого уровня

50 В низкии прОисхОдит зяппсь сОстОяния первого входа первого элемента 14 -.:совпадения ня выход. Пока на первом входе его находится низкий уровень строб-импульса задержки, на выходе будет тоже низкий уровень. Иа выходе появляется высокий уровень после того, как на первом входе строб-импульс задержки переходит из низкого состояния в высокое, по первому перерешает работу аналого-цифрового пре» образователя 8 (далее АЦП) и счетчика 18. С выхода видеоусилителя 6 усиленные сигналы поступают на пчковый детектор ?. С выхода последнего сигналы поступают на второй вход АЦП

8 (фиг.2,6). На первый вход АЦП 8 через второй вход элемента 10 совпаде ния подается тактовая частота с кварцевого генератора 17 (фиг.2,r) при наличии на первом входе отпирающего строб-импульса зоны контроля.

Аналого-цифровой преобразователь 8 преобразует аналоговый сигнал с выхода пикового детектора 7 в цифровой эквивалент с частотой, равной частоте кварцевого генератора 17, поступающий на регистр 9 запоминания эквивалента амплитуды и на второй вход блок 12 сравнения. На первый вход последнего подается цифровой эквивалент уровня отсечки через блок опорного сигнала с помощью известного программатора (не показан) или в случае использования в автоматизированных установках контроля с помощью

ЭВМ (не показана). При превьппении

59

4 цифрового эквивалента на втором входе относительно первого входа на вы-.. ходе блока 12 сравнения формируется строб-импульс сигнала дефекта (фиг.2,д). По первому фронту стробимпульса сигнала дефекта содержимое второго счетчика 20 дефектов увеличивается на едшшцу и происходит запись содержимого первого счетчика 18 в регистр 19 запоминания эквивалента глубины залегания дефекта. На первый вход счетчика 18 поступает тактовая частота, а счет начинается с появлением строб-импульса эоны конт роля, который поступает на второй вход этого счетчика °

Из первого фронта строб-импульса сигнала дефекта одновибратор 13 формирует строб-импульс задержки, который поступает íа первый вход первого элемента 14 совпадения (фнг.2,в).

Длительность этого импульса выбирается такой, чтобы за это время пиковый детектор 7 успел зарядиться до .максимального значения амплитуды отраженного сигнала, или эта длительность должна быть более полутора длительностей периода частоты колебаний ультразвукового преобразователя 3.

До появления сигнала строб-импульса дефекта на выходе блока 12 сравнения, 1446559 паду тактовой частоты из высокого состояния в низкое.

По первому фронту на выходе первого элемента 14 совпадения происходит запись амплитуды в цифровом эквиваленте в регистр 9 запоминания эквивалента амплитуды.

Формирователь 15 управляющего сигнала из первого фронта строб-им- 10 пульса (фиг.2,к) с задержкой времени формирует сигнал записи в блок 21 памяти (фиг.2,н). По этому сигналу в блок 21 памяти записывается амплитуда и глубина залегания дефекта в цифровом эквиваленте и количество дефектов.

После сброса пикового детектора 7 стробирующая цепь готова к приему следующего отраженного сигнала от де-20 фекта. Накопленная информация в блоке 21 памяти передается в устройство оценки, например в. регистратор 22, а при использовании в автоматизиро-.,;.. ванной установке — в ЭВМ. 25

Формула изобретения

Ультразвуковой эхо-импульсный дефектаскоп, содержащий последовательна З0 соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и ультразвуковой преобразователь, последовательно соединенные видеоусилитель, вход которого подключен к выходу ультразву- 35 кового преобразователя, пиковый детектор и аналого-цифровой преобразователь, формирователь зоны контроля, вход которого связан с выходом ультразвукового преобразователя, 40 последовательно соединенные генератор и первый счетчик, последовательно соединенные второй счетчик, блок памяти и регистратор, три элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными блоком опор" ного сигнала, блоком сравнения,.второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, и одновибратором, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, первым регистром, включенным между выходом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом блока памяти, вторым регистром, включенным между выходом первого счетчика и третьим входом блока памяти, и формирователем управляющего импульса, включенным между выходом первого элемента совпадения и управляющим в входом блока памяти, выход формирователя зоны контроля соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, с первым входом третьего элемента совпадения, выход которого под- ключен к второму входу первого элемен- та совпадения, и с управляющим входом первого счетчика, выход генератора соединен со вторым входом второ-.. го элемента совпадения и третьим входом первого элемента совпадения,,выход. блока сравнения связан с вторым входом третьего элемента совпадения, управляющим входом второго регистра и с входом счетчика, а выход первого элемента совпадения подключен к управляющим входам первого регистра и иикового детектора.

1446559

Фиг.2

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор Г. Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Заказ 6743/50 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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