Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (s()s G 01 М 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817182/28 (22) 20.04,90 (46) 15,07,92. Бюл, ¹ 26 (72) В.А. Кузнецов, В, С. Моисеев, Ю.В.Броверский и Е,В.Жидков (53) 620.179. 16(088.8) (56) Бражников Н,И. Ультразвуковые методы, М,; Энергия, 1965, с.126, Бражников H.È. Ультразвуковые методы. M. .Энергия, 1965, с.223.

Авторское свидетельство СССР №- 1105807, кл, 6 01 К 29/04, 1984. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП

ДЛЯ ИММЕРСИОННОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к физике, а более конкретно к неразрушающим методам

Изобретение относится к физике, в частности к методам неразрушающего контроля качества различных изделий в иммерсионной жидкости с помощью ультразвуковых колебаний и предназначено, главным образом, для повышения точности и достоверности ультразвукового контроля различных изделий.

Известно устройство для измерения скорости распространения ультразвука в воде, включающее генератор импульсов, излучатель, амплитудный детектор, формирующий каскад, подключенный к частотомеру и генератору, приемник излучения, усилитель, Известно также устройство для измерения затухания амплитуды ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости, включаконтроля различных изделий в воде, и предназначено главным образом для контроля состоянйя воды в йерерыв. (х между испытаниями изделий. Цель изобретения — повышение точности и достовернбсти путем учета изменения свойств абды в перерывах между испытаниями объектов койтроля, Ультразвуковой дефектоскоп содержит два канала — измерения скорости распространения ультразвукового сигнала и амплитуды затухания ультразвукового сигнала в воде.

В дефектоскоп введены датчик температуры воды с преобразователем, два аналогоцифровых преобразователя и ряд вспомогательных блоков, которые позволяют проводить иэмерейия с учетом изменения температуры воды, 1 ил, C ющее генератор импульсов, излучатель, приемник излучения, усилитель, амплитудный детектор, блок сравнения амплитуд и регистратор, Устройство, выбранное в качестве прототйпа, содержит последовательно электроакустйчески соединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнала и приемник ультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь, формирователь импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор, дешифратора и индикатор, блок задержки, входом соединенный с

5

55 третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора.

Основными недостатками прототипа являются низкая точность и достоверность проводимых измерений вследствие падения чувствительности ультразвукового дефектоскопа из-за изменения под действием ультразвука физического и химического состава иммерсионной жидкости, в которую помещен объект контроля, а также погрешности, вносимой изменением температуры иммерсионной жидкости, Эти недостатки обусловлены тем, что в процессе проводимого ультразвукового контроля изделий происходит диффузия частиц с поверхности объекта контроля в иммерсионную жидкость. Это явление используется в ультразвуковой технике для очистки поверхности изделия после его изготовления.

Однако оно является вредным при провед нии дефектоскопии различных изqeлий, так как по мере изменения химического состава иммерсионной жидкости изменяются и ее физические свойства. Все зто приводит к постепенному снижению чувствительности дефектоскопа в процессе контроля изделий и увеличению вероятности пропуска дефекта, Целью изобретения является повышение точности и достоверности проводимых изглерений путем учета изменения свойств иммерсионной жидкости в перерывах t ежду испытаниями объектов контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно злектроакустически соединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнала, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь. формирователь импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор, дешифратор и индикатор, блок задержки, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора введены последовательно соединенные датчик температуры, предназначенный для размещения в иммерсионной жидкости, преобразователь и первый аналого-цифровой преобразователь, соединенный с управляющим входом первого счетчика, последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь, соединенный с выходом преобразователя, ключевой каскад, шаговый искатель и дифференциальный усилитель, вторым входом соединенный с выходом усилителя-формирователя, выходом — с входом преобразователя сигнала и его вторым входом, а выходы-входы ключевого каскада соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки, между инверсным выходом триггера и третьим входом коммутатора включен ключевой каскад, На чертеже представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля, Ультразвуковой дефектоскоп для имглерсионного контроля содержит последовательно электроакустически соединенные генератор импульсов 1, формирователь спорного сигнала 2, излучатель 3 и приемник ультразвуковых колебаний 4, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь 5, формирователь импульсов 6, триггер 7, вторым входом соединенный с вторым выходом

Формирователя опорного сигнала 2, схему И

8, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов 1, первый счетчик 9, коммутатор 10, дешифратор 11 и индикатор

12, блок задер>кки 13, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала 2, и последовательно соединенные преобразователь сигнала 14 и второй счетчик 15, соединенный с вторым входом коммутатора 10, датчик температуры 16, предназначенный для размещения в NMMBpсионной жидкости с последовательно соединенными преобразователем 17 и первым аналого-цифровым преобразователем 18, соединенным с управляющим входом первого счетчика 9, последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь 19, ключевой каскад 20, шаговый искатель 21 и дифференциальныый усилитель 22, вторым входом соединенным с выходом усилителя-формирователя 5, выходом — с входом преобразователя сигнала 14 и его вторым входом, а входы-Bbtходы ключевого каскада 20 соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки 13, между инверсным выходогл триггера 7 и третьим входом коммутатора 10 включен,лю«евой каскад 23.

Принцип действия ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля заключается в следующем.

1 48018

10

35

50

В иммерсионную жидкость помещэю1 объект контроля с эталонным дефектом. включают ультразвуковой дефектоскоп и фиксируют им наличие дефекта. Затем иммерсионную жидкость начинают искусственно загрязнять и, кэк только дефектоскоп перестает фиксировать наличие дефекта.

его выключают, регистрируют значение амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, при которых эталонный дефект не обнаруживается, Эта операция повторяется при различных температурах иммерсионной жидкости, .при этом фиксируются предельные значения амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, Эталонный дефект выбирают таким образом, чтобы он был соизмерим с минимально допустимыми размерами дефектов для данного вида изделия. Таким образом процесс настройки заключается в установлении таких пороговых значений амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, при которых применение иммерсионнбй жидкости становится не>келательным и она подлежит замене, Контроль состояния иммерсионной жидкости может быть осуществлен по обоим или по одному из этих параметров ультразвукового сигнала, Процесс измерения характеристик иммерсионной жидкости осуществляется в переоывах между дефектоскопией объектов контроля, Принцип работы ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля при измерении скорости распространения ультразвукового сигнала заключается в следующем.

Последовательность прямоугольных импульсов с выхода генератора импульсов

1 поступает в формирователь опорного сигнала 2, где формируется требуемая длительность и частота ультразвукового сигнала, Сформированный сигнал поступает в излучэтель, в котором он преобразуется в ультразвуковой сигнал и излучается в иммерсионную жидкость в сторону приемника ультразвуковых колебаний 4, Одновременно с излучением ультразвукового сигнала со второго выхода формирователя опорного сигнала 2 на первый вход триггера

7 поступает видеоимпульс, который изменяет выходное напряжение триггера на противоположное, т.,е, на прямом выходе триггера 7 появляется сигнал логической

"1", а на инверсном — логического "0". Сигнал логической "1" поступает на первый вход схемы И и последовательность прямоугольных импульсов с вь:хода генератора импульсов 1, поступающая на второй вход схемы И 8, проходит через нее и поступает в счетчик 9. Для устранения погрешности измерения скорости распространения ультразвукового сигнала в иммерсионную жидкость помещен датчик температуры 16, сопоставление которого меняется с изменением температуры жидкости. Преобразовагель 17 преобразует сопротивление датчика температуры 16 в соответствующее напряжение, которое поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 18, выдающего со своего выхода корректирующий сигнал на управляющий вход первого счетчика 9, Приемник ультразвуковых колебаний 4 преобразует принятый ультразвуковой импульс в электрический сигнал и выдает его в усилитель-формирователь 5, где он усиливается до требуемой величины, детектируется и поступает в формирователь импульсов 6. В формирователе импульсов 6 у принятого сигнала формируется крутой фронт и который затем поступает на второй вход триггера 7, на выходе которого меняется напряжение, что приводит к прекращению поступления импульсов в первый счетчик 9, а зафиксированная с учетом коррекции в нем информация проходит через коммутатор 10 в дешифратор 11 и далее на индикатор 12.

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля при измерении амплитуды затухания ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости с учетом изменения ее температуры заключается в следующем, Одновременно с излучением ультразвукового сигнала в иммерсионную жидкость с третьего выхода формирователя опорного сигнала 2 в блок задержки 13 поступает видеоимпульс, амплитуда которого равна амплитуде излученного сигнала. Блок задержки 13 содержит несколько не связанных друг с другом линий задержек, что позволяет включать между ними электронные ключи и соединять их в любой комбинации.

Так, имея данные о скорости распространения ультразвука в иммерсионной жидкости между излучателем 3 и г1риемником ультразвуковых колебаний 4, первую линию задержки выбирают такой, чтобы задержка в ней была равна задержке ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости без учета температуры. С учетом температуры иммерсионной жидкости задержку ультразвукового сигнала можно регулировать, подключая последовательно к основной линии задержки через электронный ключи ряд линий задержек с разным временем- задержки.

Поэтому принятый и обработанный сигнал с выхода преобразователя 17 поступает на

1748048

10

50 вход второго аналого-цифрового преобразователя 19 и в зависимости от амплитуды входного сигнала на некоторых его выходах появляются сигналы логической "1", при появлении которых включаются соответствующие электронные ключи ключевого каскада

20, соединяющие последовательно требуемые линии задержки. Выходы ключевого ка-. скада 20 соединены с входами шагового искателя 21, который по тактовым импульсам генератора 1 импульсов опрашивает выходы ключевого каскада 20, и при нахождении сигнала передает его на второй вход дифференциального усилителя 22, где соотношение резисторов R 2 и R 1 определяет его коэффициент усиления. Дифференциальный усилитель 22 осуществляет сравнение амплитуд излученного и принятого сигналов и выделяет полученную разность.

Для повышения точности измерений с учеТ0М температуры иммерсионной жидкости с выхода датчика температуры 16 сигнал через преобразователь поступает на управляЮщий вход резистора R2,,корректируя его сопротивление, С выхода дифференциального усилителя 22 сигнал в виде разности амплитуд поступает в преобразователь слгнала 14, где аналоговый сигнал преобразуется в последовательность импульсов. которые фиксируются во втором счетчике

15, Так как после измерения скорости распространения ультразвукового сигнала триггер 7 изменил свое состояние, то не его инверсном выходе появился сигнал логической "1", который проходит через ключевой каскад 23 и поступает на третий вход коммутатора 10. При этом информация о скорости распространения ультразвукового сигнала в иммерсион ной жидкости с выхода первого счетчика 9 на индикатор 12 перестает посту- 40 пать, индикатор 12 обнуляется, а информация о величине затухания ультразвукового сигнала в иммерслон ной жидкости, с учетом ее температуры, с выхода второго счетчика

15 проходит через коммутатор 10, дешифратор 11 и отображается на индикаторе 12.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности и достоверности проводимых измерений, снижении вероятности пропуска дефектного изделия, сокращения штата химической лаборатории, осуществляющей проведение анализа состояния иммерсионной жидкости. I

Формула изобретения ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля, содержащий последовательно электроа кустически соединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнала, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь, формирователь импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор, дешифратор, блок задержки, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, он снабжен последовательно соединенными датчиком температуры, предназначенным для размещения в иммерсионной жидкости, преобразователем и первым аналого-цифровым преобразователем, соединенным с управляющим входом первого счетчика, последовательно соединенными вторым аналогоцифровым преобразователем, соединенным с выходом преобразователя, ключевым каскадом, шаговым искателем и дифференциальным усилителем, вторым входом соединенным с выходом усилителя-формирователя, выходом — с входом преобразователя сигнала и его вторым входом, входы-выходы ключевого каскада соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки, а между инверсным выходом триггера и третьим входом коммутатора включен ключевой каскад, Составитель Б.Кузнецов

Редактор Б.Трубченко Техред M.Моргентал Корректор А.Ворович

Заказ 2500 Т,драж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Масква, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано в автоматизированных установках для контроля материалов и изделий в промышленности

Изобретение относится к ультразвуковому не разрушающему контролю и может быть использовано на железнодорожном транспорте и в различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля горячекатаного листового проката в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства, а именно к регулированию глубины проплавления с использованием данных ультразвукового контроля

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано для контроля качества криогенных вакуумных сосудов

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий ультразвуковым методом и может быть использовано в машиностроении, энергетике, строительстве и других отраслях промышленности

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля

Изобретение относится к ультразвуковому контролю труб

Изобретение относится к области акустических методов неразрушзюч-его контроля

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля толстолистового проката

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к методикам обнаружения дефектов в трубопроводах

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии толстолистового проката в потоке производства Цель изобретения - повышение достоверности контроля Это достигается за счет «беспечения беспрепятственного прохождения звука через струйный контакт при сквозном прозвучивании изделия путем выбора соответствующих режимов работы верхнего и нижнего струеобразукхцих устройств

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии
Наверх