Устройство для ультразвукового контроля материалов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения качества материала по скорости прохождения в нем ультразвука. Цель изобретения - повышение точности за счет повышения отношения сигнал/шум в приемном блоке устройства. Импульсы с генератора 1 поступают на прозвучивающий излучатель 3 через аттенюатор 2. Счетчик 9 управляет его работой до изменения амплитуды зондирующего импульса, позволяющей отстроиться от шумов. Настройка на эти шумы производится при калибровке в компараторе 7. Повышение отношения сигнал/шум достигается тем, что излучатель возбуждается наименьшим импульсом, поэтому усилитель 5 не перегружается, что уменьшает шумы на его выходе. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696422/28 (22) 23.05.89 (46) 07.08.91. Бюл, ЬЬ 29 (71) Каунасский политехнический институт им. А, Снечкуса (72) P.Þ. Кажис, В.Й. Думбрава, Н.А. Эйдимтас и А,В. Мачикенас (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1179208, кл. G 01 N 29/18, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения качества материала по

„„5U„„1668936 А1 скорости прохождения в нем ультразвука.

Цель изобретения — повышение точности эа счет повышения отношения сигнал/шум в приемном блоке устройства. Импульсы с генератора 1 поступают на прозвучивающий излучатель 3 через аттенюатор 2. Счетчик 9 управляет его работой до изменения амплитуды зондирующего импульса, позволяющей отстроиться от шумов. Н аст рой ка на зти шумы производится при калибровке в компараторе 7. Повышение отношения сигнал/шум достигается тем, что излучатель возбуждается наименьшим импульсов, поэтому усилитель 5 не перегружается, что уменьшает шумы на его выходе. 3 ил, 1668936

Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю материалов и может быть использовано для определения качества исследуемых образцов.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет повышения отношения сигнал/шум в приемном блоке устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля материалов; на фиг. 2 — структурная схема блока управления; на фиг, 3 — временные диаграммы, Устройство для ультразвукового контроля материалов (фкг. 1) содержит последовательно соединенные генератор 1 высокой частоты, управляемый аттенюатор 2, акустический излучатель 3 и приемник 4, усилитель 5, детектор 6, компаратор 7, блок 8 управления. Кроме того, оно содержит счетчик 9, выход которог0 соединен с индикатором 10. Выходы блока 8 управления соединены с генератором 1 высокой частоты и счетчиком 9.

Блок 8 управления (фиг, 2) содержит RSтриггер 11, мультивибратор 12, формирователи 13 — 15 коротких импульсов, элемент

ИЛИ-НЕ 16. Триггер 11, S-вход которого ! является пусковым, включен в последовательную цепь из мультивибратора 12, первого формирователя 13 коротких импульсов, выход которого связан с счетным входом счетчика 9, и второго формирователя 14 коротких импульсов, выход которого подключен к входу генератора 1.

Входы элемента ИЛИ вЂ” НЕ 16 подключены соответственно к выходу компаратора 7 и выходу переноса счетчика 9, Вход элемента

ИЛИ вЂ” НЕ 16 подключен к входу R RS-триггера 11, инверсный выход которого через формирователь 15 коротких импульсов подключен к входу "Сброс" счетчика 9.

Устройство работает следующим obpaзом.

При нажатии кнопки "Пуск" в блоке 8 управления последний формирует импульс сброса, устанавливающий счетчик 9 в нулевое положенкс, что переводит аттенюа-Тор 2 в режим максимального ослабленкя.

После этого блок 8 управления формирует импульс запуска генератора 1 высокой частоты, который генерирует импульс высокочастотных колебаний. Эти импульсы, ослабленные аттенюатором 2, возбуждают в излучателе 3 зондирующий акустический сигнал, который принимается приемником

4, усиливается усклителем 5, детектируется детектором 6 и поступает на вхол компаратора 7, Если усиленный сигнал меньше заданного порога iJ>, блок 8 управления

55 вырабатывает импульс управления счетчиком, его содержимое увеличивается, что приводит к Уменьшению ослабления аттенюатора, Далее блок 8 управления запускает генератор высокой частоты и на передающий преобразователь поступают сигналы большой амплитуды, что способствует повышению напряжения на входе компаратора 7.

Цикл повторяется до тех пор, пока напряжение на входе компаратора не превысит напряжения Uo и компаратор вырабатывает импульс остановки. Для исключения ошибки в случае переполнения счетчика 9 выход переноса счетчика 9 также соединен с блоком 8 управления и при переполнении счетчика 9 он останавливается, Таким образом, на вход усилителя поступает увеличиваемый в каждом цикле измерения информационный сигнал.

Мультивибратор 12 представляет собой управляемый мультивибратор и работает следующим образом. Если на вход мультивибратора подается сигнал "0", мультивибратор находится в ждущем режиме.

При поступлении сигнала "1" (с выхода

RS-триггера 11) мультивибратор начинает генерировать импульсы с периодом повторения Т, определяемым по формуле T = L/Ñ, где L — толщина образца, С вЂ” скорость ультразвука.

Максимальное число генерируемых импульсов определяется числом разрядов аттенюатора 2, Например, при восьмиразрядном аттенюаторе максимальное число импульсов 256, При переполнении счетчика 9 сигнал переноса (переполнения) поступает на один из входов блока 8 управления, перебрасывает триггер 11 в состояние "0" и работа устройства прекращается.

Во время работы устройства при нажатии кнопки "Пуск" (фиг. За) на выходе Q

RS-триггера 11 появляется сигнал "1" (фиг. Зб) и мультивибратор 12 начинает генерировать импульсы с периодом Т (фиг.

Зг). Эти импульсы поступают на формирователь 13 коротких импульсов (фиг. Зд) и далее на формирователь 14 коротких импульсов (фиг. Зж). Одновременно e,påçóëüтате перехода триггера 11 в состояние "1" в формирователе 15 коротких импульсов формируется импульс (фиг, Зз), поступающий на выход блока 8 управления, т,е, сброс счетчика 9. Блок 8 управления запускает генератор 1 высокой частоты, с выхода которого импульсы высокой частоты поступают на управляемый аттенюатор 2. На выходе аттенюатора 2 формируются импульсы высокой частоты возрастающей амплитудой (фиг, Зк). Рост амплитуды происходит до

16689:l6 тех пор, пока напряжение на входе компаратора 7 не превысит Оо. При этом формируется импульс остановки блока 8 управления (фиг. Зл), а на вход R триггера

11 поступает импульс (фиг, Зм), переводящий триггер в состояние "0". С помощью индикатора 10 однозначно определяется число циклов, а для калибровки применяются тестовые образцы.

Повышение отношения сигнал/шум достигается тем, что передающий преобразователь возбуждается наименьшим импульсом, необходимым для контроля. материала.

Усилитель 5 не перегружается, что уменьшает "мертвую зону" и шумы на выходе усилителя. Все это позволяет исключить влияние различных флуктуаций и помех, повышается отношение сигнал/шум, а также достоверность результатов.

Период повторения импульсов зависит от скорости распространения ультразвуковых колебаний, толщины образца. Показания индикатора пропорциональны коэффициенту ослабления ультразвуковых колебаний в образце и его толщине. Опорное напряжение компаратора определяется этими параметрами и должно превышать уровень структурных шумов.

Фоомула изобре гения

Устройство для ультразвукового контроля материалов, содержащее последовательно соединенные генератор и

5 акустический излучатель, последовательно соединенные акустический приемник, усилитель. детектор и компаратор и последовательно соединенные счетчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью

10 повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными RS-триггером, мультивибратор м, первым формирователем коротких импульсов, выход которого подключен к.счетному входу счетчика, и вто15 рым формирователем кротких импульсов, выход которого связан с входом генератора, третьим формирователем коротких импульсов, включенным между инверсным выходом;S-триггера и входом

20 "Сброс" счетчика, элементом ИЛИ вЂ” НЕ, ° включенным входами межлу выходом компаратора и выходом переноса счетчика и подключенным выходом к R-входу RS-триг-. гера, и аттенюатором, включенным меЖ

25 ду выходом генератора и акустическим излучателем, а управляющий вход аттенюатора подключен к разрядным выходам счетчика, 1668936 д ( и г

Ж

У

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор И. Шулла Техред У,Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 2653 Тираж 57.5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Мос ва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издат .льсIìé комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101