Ультразвуковой дефектоскоп

 

Изобретение относится к средствам ультразвукового контроля и может быть использовано при автоматизированном контроле изделий, имеющих сечение переменной формы. Целью изобретения является повышение надежности контроля благодаря учету изменения расстояния до источника эхо-сигнала в поле допусков при двух следующих один за другим сигналах. Генератор ультразвуковых импульсов формирует зондирующий сигнал, который отражается от передней и задней граней изделия и от дефекта, преобразуется в электрический сигнал, усиливается и поступает на вход формирователя импульсов передней грани, входы временного селектора и каскада с регулируемым коэффициентом передачи. Сигналы в пределах импульса "Зона контроля" поступают с пикового детектора на пороговый элемент и далее на два включенных последовательно устройства выборки-хранения, запоминающих амплитуды сигналов в двух соседних актах контроля. Соответствующие им времена задержки запоминаются в двух регистрах хранения. Арифметико-логическое устройство вычисляет разность времен регистрации сигналов двух чередующихся актов контроля. При нахождении разности в поле допусков контроль продолжается , корректируется величина зоны контроля. В противном случае информация о расстоянии до источника сигнала сохраняется, зона контроля не корректируется. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 0 0: N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ AEHT GCCP (21) 4298982/25-28 (22) 24.08, 87 (46) 30.06, 89, Бюп. 11- 24 (72) С,Д.Яненков, А,М, Караваев и A. В, Говоруха (53) 620. 179. 16(088. 8) (56 ) Автор ское свидетельство СССР

11> 673908, кл, 0 О1 И 29/04, 1976, (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57 ) Изобретение относится к средствам ультразвукового контроля и может быть использовано при автоматизированном контроле изделий, имеющих сечение переменной фор ы, Целью изобретения является повышение надежности контроля благодаря учету изменения расстояния до источника эхо-сигнала в поле допусков при двух следующих один за другим сигналах.

Генератор ультраз вуковых импульсов формирует зондирующий си гнал, который отражается от передней и задней граней изделия и от дефекта, преобИзобретение относится к ультразвуковдму контролю и может быть использовано при автоматизированном контроле изделий, имеющих сечение переменной формы, Цель изобретения — повышение надежности контроля за счет учета изменения расстояния до источника эхосигнал . в поле допусков при двух следующих один за другим сигналах, 11а фи г, 1 представлена структурная схема дефектоскопа, на фиг,2 — вари,.80 1490624 А1 разуется в электрический сигнал, усиливается и поступает на вход формирователя импульсов передней грани, входы временного селектора и каскада с регулируемым коэффициентом передачи. Сигналы в пределах импульса

"Зона контроля" поступают с пикового детектора на пороговый элемент и далее на два включенных llocJIFäoBàòåëüно устройства выбор ки-хранения, з апоминающих амплитуды сигналов в двух соседних актах контроля, Соответствующие им времена зацержки запоминают ся в двух р е ги страх хр анения, Арифметико-логическое устройство вычисляет разность времен регистрации сигналов двух чередующихся актов контроля, При нахожде нии разности в поле допусксв контроль продолжается, корректируется величина эоны контроля ° В противном случае информация о расстоянии до источника сигнала сохраняется > эона контроля не корректируется, 2. 3 и. ф-лы, 3 ил. ант реализации первого формирователя; на фиг.3 — вариант реализации второго формирователя, Ультразвуковой дефектоскоп содержит электроакустически последовательно соединенные синхронизатор 1, ге пер атор 2 ул ьтр аз вуковых и мпул ьсов, электроакустический преобразователь 3, усилитель 4, временной селектор 5 и регистрирующее устройство

6, последовательно соединенные формир ов атель 7 и мпул ьсов передней гр а1490624

25 ни, селектор 8 счетных импульсов и первый р-р<зрядный счетчик 9, формирователь 10 стробирукщих импульсов, соединенный с вторым входом времен5 ного селектора 5, генератор ll тактовых импульсов, соединенный с вторым входом селектора 8 счетных импульсов и первый и-разрядный регистр 12, второй р-разрядный счетчик 13, первый вход формирователя 7 импульсов передний грани соединен с выходом усилителя 4, а второй вход — с выходом синхронизатора 1> третий и-разрядный счетчик 14, выход которого соединен с входом первого и-разрядного регистра 12, последовательно соединенные арифметико-логическое устройство 15 соединенное с выходом первого п-разрядного регистра 12, 20 первый фор>ирователь 6, второй ир зрядный регистр 17, третий р-разрядный регистр 18, элемент ИЛИ 19 и четвертый п-разрядный счетчик 20, выход которого соединен с входом формирователя 10 стробирующих импульсов, последовательно соединенные пиковый детектор 21, вход которого соединен с вторым выходом селектора

8 счетных импульсов, первый ключ 22, 30 первый конденсатор 23, второй вывод которого заэемпен, второй ключ 24, второй конденсатор 25, второй вывод которого заэемлен, каскад 26 с регулируемым коэффициентом передачи, пороговый элемент 27, второй формирователь 28, первый выход которого соединен с вторым входом первого ключа 22, второй выход — с вторым входом третьего n-разрядного счетчика 14, блок 40 задания допускон 29, первый выход которого соединен с вторым входом арифмети ко-ло ги че ского устройства

15, второй выход — с вторым входом первоro формирователя 16, блок 30 45 задания величины неконтролируемой зоны, первый выход которого соединен с вторым входом первого р-разрядного счетчика 9, второй выход — с вторым входом второго р-разрядного счетчика 50

13, третий вход второго р-разрядного счетчика 13 соединен с синхронизатором 1, второй выход третьего и-разрядного счетчика 14 соединен с третьими входами селектора 8 счетных

55 импульсов и первого формирователя

16, второй вход четвертого и-разрядного счетчика 20 соединен с выходом первого р-разрядного регистра 12, выход первого р-разрядного счетчика

9 соединен с вторыми входами формирователя 10 стробирующих импульсов и четвертого и-разрядного счетчика

20, третий вход арифметико-логического устройства 15 соединен с выходом второго и-разрядного регистра 17, второй и третий выходы перного формирователя 16 соединены соответственно с вторыми входами третьего и-разрядного регистра 18 и четвертого иразрядного счетчика 20, выход второго ключа 24 соединен с вторым входом порогового элемента 27, четвертый выход первого формирователя 16 соединен с вторым входом второго ключа 24, второй вход второго формирователя

28 соединен с выходом генератора

1l тактовых импульсов> третий вход соединен с вторым выходом селектора

8 счетных импульсов, второй вход пикового детектора 21 соединен с выходом каскада 26 с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого соединен с выходом усилителя

4, выход первого р-разрядного счетчика 9 соединен с входом второго р-разрядного счетчика 13, третий вход перво го р-разрядного счетчика 9 соединен с выходом синхрониэ атора 1, второй вход схемы ИЛИ 18 предназначен для подключения к про гр аммному устройстну, Первый формирователь 16 выполнен иэ пятого счетчика 31,, ° первого триггера 32, трех двухнходовых схем И 33, 34 и 35 и четырех одновибраторов 36, 37, 38 и 39, выход пятого счетчика 31 соединен с S-входом первого триггера 32, первые входы первой и второй схем И 33 и 34 объединены с входами второго и четвертого однонибраторов 37 и 39 и являются третьим входом первого формирователя 16, вторые входы первого и второго элементов И 33 и 34 объединены и являются первым входом первого формирователя 16, причем нторой вход первой схема И 33 является инвертирующим, выход первой схемы И 33 соединен с S-входами перного триггера

32, и пятого счетчика 31 выход второй схемы И 34 объединен с тактовым входом пятого счетчика 31 и первым входом третьей схемы И 35, нторой вход которой соединен с инвертирующим выходом первого триггера 32, выход третьей схемы И 35 соединен с входами первого и третьего одновибраторов

)490624

36 и 38, выходы которых являются соответственно четвертым и вторым выходами первого формирователя 16, выходы второго и четвертого одновиб5 раторов 37 и 39 являются соответственно первым и третьим выходами первого формирователя 16 а вход пятого счетчика 31 является вторым входом первого формирователя 16. Вто- ip рой формирователь 28 выполнен из последовательно соединенных четвертой четырехвходовой схемы И 40 и второго триггера 41, первый вход четвертой схем. И 40 соединен с 8 входом )5 второго триггера 41, выход которого соединен с вторым входом четвертой схемы И 40 пятого одновибратора 42> вход которого соединен с выходом четвертой схемы И 40, а выход явля- 2р ется первым выходом второго форы рователя 28, выход четвертой схемы

И 40 является вторым выходом второго формирователя 28> а первый, третий и четвертый входы четвертой схемы И 40 25 являются соответственно третьим, вторым и первым входами второго формирователя 28, Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом. 30

Импульсы синхронизатора 1 з апускают генератор 2 ультразвуковых импульсов, который возбуждает злектроакустический преобразователь 3, генерирующий ультразвуковые колебания, Ультразвуковые колебания через иммерсионную среду распространяются в изделии, и импульсы, отраженные от передней, задней грани, а также от дефекта, усиливаются усилителем 4, с вы- 4О хода которого видеоимпульсы поступают на второй вход формирователя 7 импульсов передней rp ани, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, вход каскада 26 с регули- 45 руемым коэффициентом передачи и вход временного селектора 5„

Формирователь 7 формирует импульс, разрешающий работу селектора 8 счетных импульсов, на выходах которого формируются разрешающий потенциал и счетные импульсы, с первого выхода селектора 8 последние поступают на счетный вход счетчика 9, а по заполнению е го — на счетные входы счетчиков 13 и 20, а также на второй вход формирователя 10 стробирующих импульсов, управляющего работой временного селектора 5 — формируется зона контроля, По заполнении счетчика 3

) 3 счетные импульсы поступают на счетный вход счетчика 14, который произ>! >! водит счет им пул ь с о в в +, счетчик

20 — в "-" ° Величина задержки э аполнения 11 и 12 относительно импульса формирователя 7 определяется временем заполнения счетчика 9 и счетчика 13, определяется блоком 30 задания величины неконтролируемых эон, причем передняя эона — счетчиком 9, задняя — счетчиком 13, Сигнал пере полнения счетчика 31, поступающий на первый вход формирователя 10 стробирующих импульсов, отменяет команду "Зона контроля", Переполнение счетчика 14 сигнализирует от окончании элементарного акта контроля, Данный сигнал, поступая на третий вход селектора 9 счетных импул ьсов, з апр ещает фор мирование разрешающего пстенциала на втором и счетных импульсов на первом выходе, Разрядность счетчика 14 определяет максимально возможную толщину изделия в направлении прозвучивания.

Видеосигналы с выхода каскада 26 поступают на пиковый детектор 21 и пороговый элемент 27, а с выхода последнего — на второй формирователь

28. При наличии разрешающего потенциала на третьем входе второго формирователя 28 на втором выходе формирователя 28, соединенном со стробирующим входом первого регистра 12, формируется импул ьс з апи си, на первом выходе — строб-импульс на открывание первого ключа 22, первый конденсатор 23 запоминает информацию о текущей величине сигнала с выхода пикового детектора 21, Одновременно импульсом с выхода четвертой схемы И 40 сбрасывается триггер 41 закрывая четвертую схему И 40. Второй формирователь 28 на последующие видеосигналы не реагирует, что исключает влияние отраженных сигналов.

На перво м конденсатор е 2 3 хр анится величина амплитуды сигнала, а в первом регистре 12 — расстояние до него, Арифметико-логическое устройство

15 производит сравнение информации регистра 12 (расстояние до источника сигнала в данном элементарном акте контроля) и второго регистра 17 (расстояние до источника сигналя на

1490624

20 предыдущем акте контроля) с допускомм на данное р а с со гл асов ание, з адаваемое блоком 29 задания допусков.

Сигнал с выхода блока 15 несет информацию о том, что укладывается рассогласование информации регистров

12 и 17 в поле допусков, задаваемое блоком 29, или нет. 1О

Первый формирователь 16, третий вход которого соединен с выходом переноса счетчика 14 при рассогласовании, меньшем допуска, формирует последовательность импульсов переписи инфор маций по пер во му, второму, третьему и четвертому выходам, производит корректировку величины зоны контроля, информация с первого конденсатора 23 заносится на второй конденсатор 25, соответственно изменяя параметры каскада 26 и порогового элемента 27, При рассогласовании, большем допуска, импульс с выхода первого триг- 25 гера 32 закрывает третью схему И 35, Происходит формирование импульсов тол ько по перво му и третьему выходам, Расстояние до источника сигнала заносится во второй регистр 17, содер- 30 жимое регистра три не изменяет ся (т. е ° зона контроля остается прежней) .

В следующем акте контроля арифметико-логическое устройство 15 сравнивает информацию регистров 12 и 17

35 и при условии, что разность информаций меньше поля допуска, определи емого блоком 29, первый формирователь

16 требует повторения данной ситуации заданное число раз, задаваемое блоком 29 °

Сигнал переполнения первого счетчика 31 возвращает первый триггер 32 в исходное состояние и в следующем элементарном акте контроля первый формирователь 16 формирует последовательность импульсов переписи информации по всем четырем выходам, что означает смену величины зоны контроля, 50

В случае необходимости управления по программе запись кода зоны контроля в счетчик 20 осуществляется с выхода устройства программного управления, выходы которого соединены с вторыми входами схемы ИЛИ 19, Изобретение позволит повысит надежность контроля, а также уменьшить величину неконтролируемых мертвых эон при контроле изделий, имею цих переменное сечение в направлении прозвучи вания.

Фор мул а из обретения

1, Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий злектроакустически последовательно соединенные синхронизатор, генер тор ультразвуковых импульсов, электрический преобразователь, усилитель> временной селектор и регистрирующее устройство, последовательно соединенные формирователь импупьсов передней грани, селектор счетных импульсов и первый р-разрядный счетчик, генератор тактовых импульсов, соединенный с. вторым входом селектора счетных импульсов, второй р-разрядный счетчик, формирователь стробирующих импульсов, соединенный с вторым входом временного селектора, и первый и-разрядный регистр, пергый вход формирователя импульсов передней грани соединен с выходом усипителя, второй вход которого соединен с синхронизатором, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности контроля > он снабжен третьим и-разрядным счетчиком, выходом соединенным с входом первого празрядного регистра> последовательно соединенными арифметико-логическим устройством, соединенным с выходом первого и-разрядного регистра, первым формирователем, вторым и-разряднымм регистром, третьим п-разрядным регистром, элементом ИЛИ и четвертым п-разрядным счетчиком, выход которого соединен с входом формирователя стробирующих импульсов, последовательно соединенными пиковым детектором, вход которого соединен с вторым выходом селектора счетных импульсов, первым ключом, первым конденсатором, второй вывод которого заземлен, вторым ключом, BTnpbtM конденсатором, второй вывод которого заэемпен> каскадом с регулируемым коэффициентом передачи, пороговым элементом, вторым формирователем, первый выход которого соединен с вторым входом первого ключа, второй выход — с вторым входом третьего п-разрядного счетчика, блоком задания величины неконтролируемой эоны, первый выход которого соединен с вторым входом первого р-разрядного счетчика, второй

1490624 вход — с вторым входом второго р-разрядного счетчика, блоком задания допусков, первым выходом соединенным с вторым входом арифмети ко-ло гичес5 кого устройства, вторым выходом — с вторым входом первого формирователя > третий вход второго р-разрядного счетчика соединен с синхронизатором, второй выход третьего и-разрядного 10 счетчика соединен с третьими входами селектора счетных импульсов и первого формирователя, второй вход четвертого и-разрядного счетчика соединен с выходом первого и-разрядного регистра, выход первого р-разрядно о счетчика соединен с вторыми входами формирователя стробирующих импульсов и четвертого и-разрядного счетчика, третий вход арифметико-логичес- 20 кого устройства соединен с выходом второго п-р;зрядного регистра, второй и третий выходы первого формирователя соединены соответственно с вторыми входами третьего и-разрядно- 25 го регистра и четвертого п-разрядHoго счетчкKа, выход второго ключа соединен с вторым входом порогового элемента, четвертый выход первого формирователя соединен с вторым входом второго ключа, второй вход второго формирователя сое— динен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход — с вторым выходом селе ктор а счетных импульсов, второй вход пикового детектора — с выходом каскада с ре гулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого соединен с выходом усилителя, выход перво го р-разрядного счетчика соединен с выходом второго рразрядного счетчика> третий вход

1 ер во го р-разрядного счетчика — с выходом синхронизатора, а второй вход схемы ИЛИ предназначен для подключения к про гр аммному устройству, 2, Дефектоскоп по и, 1 о т л ич а ю шийся тем, что первый фор30

45 мирователь содержит пятый счетчик, первый RS-триггер, три схемы И и четыре одновибратора, выход пятого счетчика соединен с R-входом триггера, первые входы первой и второй схем И объединены с входами второго и четвертого одновибраторов и являются третьим входом первого формирователя, вторые входы первой и второй схем It объединены и являются первым входом первого формирователя, причем второй вход первой схемы И является инвертирующим, выход первой схемы И соединен с S-входами первого триггера и пятого счетчика, выход второй схемы И объединен с тактовым входом пятого счетчика и первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с инвертирующим выходом первого триггера, выход третьей схемы И соединен с входами первого и третьего одновибраторов, выходы которых являются соответственно четвертым и вторым выходами первого формирователя, выходы второго и четвер то го однови бр ат оров являются соответственно первым и третьим выходами первого формирователя, а вход пятого счетчика — вторым входом перво го фор миров ателя, 3, Дефектоскоп по и, 1, о т л ич а ю шийся тем, что второй формирователь содержит последовательно соединенные четвертую схему И и второй триггер, первый вход четвертой схемы И соединен с S-входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертой схемы

И, пятый одновибратор ° соединенный с выходом четвертой схемы И, выход которой является вторым выходом второго формирователя, первый, второй и третий входы схемы И являются соответственно одноименными входами второго формирователя, а выход второго одновибратора является первым выходом второго формирователя, )490624

Вход2

1490624

Составитель И, Соколов

Техред М.Дидык

Редактор М,Андрушенко

Корр ектор Т, Малец

Заказ 3749/52 Тиразк 789 Подгурское

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101