Устройство ультразвуковой томографии

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой томографии содержит антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов и входом соответствующего усилителя, n аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами блока памяти реализации, количество выходов которого - N определено формулой N=n·(n+1)/2. Выходы блока памяти реализации соединены с соответствующими входами вычислительного блока, связанного с индикатором через блок памяти изображений и с блоком накопительной памяти. Входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображений соединены с соответствующими выходами блока синхронизации. Блок временной регулировки чувствительности соединен с блоком синхронизации и всеми усилителями. Блок мультипликативной обработки соединен с вычислительным блоком и блоком накопительной памяти. К выходу каждого усилителя подключен детектор, выход которого связан с аналого-цифровым преобразователем. Технический результат: улучшение четкости визуализации полученного изображения контролируемого изделия за счет увеличения разрешающей способности. 5 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области анализа с помощью ультразвуковых волн материалов или изделий из металлов, керамики, пластмасс и может быть использовано в промышленности для контроля дефектов внутри деталей, для дефектоскопии различных материалов, а также в медицине для диагностики внутренних органов.

Известно устройство формирования акустического изображения контролируемого объекта [RU 2246723 С1, МПК7 G01N29/04, опубл. 20.02.2005], содержащее первый генератор, выход которого соединен со входом первого передающего пьезопреобразователя, второй генератор, выход которого соединен со входом второго передающего пьезопреобразователя, первый приемный пьезопреобразователь, выход которого соединен с первым приемным устройством, второй приемный пьезопреобразователь, выход которого соединен с вторым приемным устройством. Выходы первого и второго приемных устройств соединены с первым и вторым входами запоминающего устройства, выход которого подключен ко входу электронно-вычислительного блока, к первому и второму выходам которого подключены, соответственно, входы первого и второго генераторов. Передающие пьезопреобразователи размещены на поверхности контролируемого объекта. Приемные пьезопреобразователи выполнены с возможностью их перемещения по поверхности контролируемого объекта.

Недостатком этого устройства является необходимость последовательного расположения в различных точках на поверхности контролируемого объекта первого и второго приемных пьезопреобразователей и сложность сравнения каждой из М пар предварительных изображений.

Известно устройство ультразвуковой томографии [RU 2458342 МПК G01N29/06 (2006.01), опубл. http://www.fips.ru/cdfi/fips.dll?ty=29&docid=2458342&cl=9&path=http://195.208.85.248/Archive/PAT/2012FULL/2012.08.10/DOC/RUNWC1/000/000/002/458/342/document.pdf" \], выбранное в качестве прототипа, содержащее антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов и входом соответствующей цепочки последовательно соединенных усилителя и аналого-цифрового преобразователя, выход каждой из n указанных цепочек соединен с соответствующим входом памяти реализаций, количество выходов которой N определяется формулой:

N=n·(n+1)/2,

выходы памяти реализаций соединены с соответствующими входами вычислительного блока, который связан с блоком накопительной памяти и с дисплеем через память изображения. Входы синхронизации каждого генератора импульсов, памяти реализаций, вычислительного блока и памяти изображения соединены с соответствующими выходами синхронизатора.

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность, определяемая шириной главного лепестка синтезированной диаграммы направленности антенной решетки, состоящей из n приемно-передающих элементов, разная чувствительность на разных глубинах объекта контроля, определяемая коэффициентом усиления усилителя, низкое отношение сигнал/шум и ограничение по использованию только при ультразвуковой диагностике плоских металлоконструкций определенной толщины.

Задачей изобретения является улучшение четкости визуализации полученного изображения контролируемого изделия за счет увеличения разрешающей способности.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство ультразвуковой томографии, также как в прототипе, содержит антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов и входом соответствующего усилителя, n аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами блока памяти реализации, количество выходов которого - N определено формулой

N=n·(n+1)/2,

выходы блока памяти реализации соединены с соответствующими входами вычислительного блока, связанного с индикатором через блок памяти изображений и с блоком накопительной памяти, при этом входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображений соединены с соответствующими выходами блока синхронизации.

Согласно изобретению блок временной регулировки чувствительности соединен с блоком синхронизации и всеми усилителями, а блок мультипликативной обработки соединен с вычислительным блоком и блоком накопительной памяти, при этом к выходу каждого усилителя подключен детектор, выход которого связан с аналого-цифровым преобразователем.

За счет использования блока временной регулировки чувствительности обеспечивается компенсация затухания ультразвукового сигнала по мере распространения в объекте контроля и соответственно поддерживается одинаковая чувствительность на разных глубинах объекта контроля. Использование блока мультипликативной обработки, в котором производится когерентное умножение сигналов без переотражений от донной и внешней поверхности объекта контроля, позволяет сузить ширину главного лепестка синтезированной диаграммы направленности антенной решетки. Это улучшает четкость визуализации полученного изображения объекта контроля за счет увеличения разрешающей способности, при которой возможна раздельная визуализация нескольких рядом расположенных дефектов, а также увеличивает отношение сигнал/шум.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства ультразвуковой томографии.

На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства блока мультипликативной обработки.

На фиг. 3 представлена функциональная схема устройства блока перемножения двух чисел.

На фиг. 4 показаны результаты визуализации ультразвуковой дефектоскопии колесной оси, полученные с использованием: а - прототипа, б - заявляемого устройства, где на а и б слева представлено томографическое изображение продольного сечения колесной оси по диаметру, а справа - поперечное сечение колесной оси.

На фиг. 5 представлены результаты визуализации ультразвуковой дефектоскопии двух точечных дефектов, расположенных на расстоянии 2,4 мм друг от друга, полученные с использованием: а - прототипа, б - предлагаемого устройства.

В таблице 1 представлен пример перемножения двух чисел.

Устройство ультразвуковой томографии (фиг. 1) содержит антенную решетку 1 (АР), которая состоит из n приемно-передающих элементов 2.1 (ППЭ1), …, 2.n (ППЭn), каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов 3.1 (ГИ1), …, 3.n (ГИn) и входом соответствующей цепочки последовательно соединенных усилителя 4.1 (У1), детектора 5.1 (Д1) и аналого-цифрового преобразователя 6.1 (АЦП1), …, усилителя 4.n (Уn), детектора 5.n (Дn) и аналого-цифрового преобразователя 6.n (АЦПn).

Выход каждого аналогово-цифрового преобразователя 6.1 (АЦП1), …., 6.n (АЦПn) соединен с соответствующим входом блока памяти реализаций 7 (БПР), количество выходов которого определяется формулой N=n·(n+1)/2. Выходы блока памяти реализаций 7 (БПР) соединены с соответствующими входами вычислительного блока 8 (ВБ), связанного с входом блока мультипликативной обработки 9 (БМПО), выход которого подключен к блоку накопительной памяти 10 (БНП). Вычислительный блок 8 (ВБ) соединен с выходом блока накопительной памяти 10 (БНП) и с входом блока памяти изображений 11 (БПИ), который соединен с индикатором 12 (И). Входы каждого генератора импульсов 3.1 (ГИ1), …, 3.n (ГИn), блока памяти реализаций 7 (БПР), вычислительного блока 8 (ВБ), блока памяти изображений 11 (БПИ) и блока временной регулировки чувствительности 13 (БВРЧ) соединены с блоком синхронизации 14 (БС). Выход блока временной регулировки чувствительности 13 (БВРЧ) подключен к каждому усилителю 4.1 (У1), …, 4.n (Уn). Антенная решетка 1 (АР) установлена на объекте контроля 15 (ОК).

Блок мультипликативной обработки 9 (БМПО) состоит из идентичных блоков умножения (фиг. 2), соединенных пирамидально, так что первый уровень содержит n/2 блоков умножения 16.1 (БУ1.1), …, 16.n/2 (БУ1.n/2), входы которых соединены с вычислительным блоком 8 (ВБ). Выходы двух блоков умножения первого уровня 16.1 (БУ1.1) и 16.2 (БУ1.2) связаны с входами одного блока умножения второго уровня 17.1 (БУ2.1). Выходы двух блоков умножения первого уровня 16.3 (БУ1.3) и 16.4 (БУ1.4) связаны с входами одного блока умножения второго уровня 17.2 (БУ2.2). Выходы двух блоков умножения первого уровня 16.(n/2-1) (БУ1.(n/2-1)) и 16.n/2 (БУ1.n/2) связаны с входами одного блока умножения второго уровня 17.n/4 (БУ2.n/4). Выходы двух блоков умножения второго уровня 17.1 (БУ2.1) и 17.2 (БУ2.2) связаны с входами одного блока умножения третьего уровня 18.1 (БУ3.1) и т.д. Выходы блоков умножения третьего уровня 18.1 (БУ3.1) и 18.n/8 (БУ3.n/8) связаны с входом блока умножения n-го уровня 19.1 (БУn/2.1), выход которого является выходом блока мультипликативной обработки 9 (БМПО).

Структурная схема всех блоков умножения 16.1 (БУ1.1), …, 16.n/2 (БУ1.n/2), 17.1 (БУ2.1), …, 17.n/2 (БУ2.n/4), 18.1 (БУ3.1), …, 18.n/8 (БУ3.n/8), …, 19.1 (БУn/2.1) одинакова (фиг. 3). Например, в блоке умножения 16.1 (БУ1.1) вход регистра первого числа 20 связан с вычислительным блоком 8 (ВБ), а первый выход регистра первого числа 20 соединен с входом первого регистра второго числа 21.1. Второй выход регистра первого числа 20 соединен с входом второго регистра второго числа 21.2, а n-й выход регистра первого числа 20 соединен с входом n-го регистра второго числа 21.n. Входы регистров второго числа 21.1, …, 21.n связаны с вычислительным блоком 8 (ВБ). Выходы регистров второго числа 21.1, …, 21.n соединены с входами сумматора 22. Выход сумматора 22 является выходом каждого блока умножения 16.1 (БУ1.1), …, 16.n/2 (БУ1.n/2), 17.1 (БУ2.1), …, 17.n/2 (БУ2.n/4), 18.1 (БУ3.1), …, 18.n/8 (БУ3.n/8), …, 19.1 (БУn/2.1).

Антенная решетка 1 (АР) является набором 16 или более приемно-передающих элементов, располагаемых линейно или матрично, например OLYMPUS 2L16-A1. Генераторы импульсов 3.1 (ГИ1), …, 3.n (ГИn) выполнены на микросхемах, имеющих импульсный ток коллектора не менее 2А и выходное напряжение 90 В, например STHV748. Усилители 4.1 (У1), …, 4.n (Уn) выполнены по типовой схеме, например на микросхемах AD603. Детекторы 5.1 (Д1), …, 5.n (Дn) выполнены по типовой схеме на операционном усилителе, например AD603. Аналого-цифровые преобразователи 6.1 (АЦП1), …., 6.n (АЦПn) выполнены по типовой схеме, например на микросхемах ADС9057. Блок памяти реализаций 7 (БПР), объемом не менее 64 Кб, выполнен на типовых микросхемах, например на микросхемах IDT72V293. Вычислительный блок 8 (ВБ) может быть выполнен на микроконтроллере, например ATMEGA64, фирмы ATMEL. Блок накопительной памяти 10 (БНП) и блок памяти изображений 11 (БПИ) объемом не менее 100 МГб могут быть выполнены, например, на модулях памяти, используемых в персональных компьютерах, 1ГБ DDR SDRAM PC3200, 400МГц. Индикатор 12 (И) может быть выполнен на матричной панели или на мониторе персонального компьютера, например BENQ G2320HDB. Блок временной регулировки чувствительности 13 (БВРЧ) может быть выполнен на цифро-аналоговом преобразователе, входящем в состав микроконтроллера, например ATMEGA64, фирмы ATMEL. Блок синхронизации 14 (БС) может быть выполнен на микроконтроллере, например ATMEGA64, фирмы ATMEL. Регистр первого числа 20 и регистры второго числа 21.1, …, 21.n выполнены на типовых микросхемах, например К1533ИР23, сумматор 22 может быть выполнен на типовых микросхемах сумматоров, например К1533ИМ3.

Устройство работает следующим образом.

При контроле, например, колесной оси размещали на ее торце антенную решетку 1 (АР), содержащую 32 приемно-передающих элемента 2.1 (ППЭ1), …, 2.32 (ППЭ32), расположенных матрично. По сигналу от блока синхронизации 14 (БС) первый генератор импульсов 3.1 (ГИ1) подавал импульс возбуждения на первый приемо-передающий элемент 2.1 (ППЭ1) антенной решетки 1 (АР). В объект контроля 15 (ОК) излучался зондирующий импульс. В этот момент все приемо-передающие элементы 2.1 (ППЭ1), …, 2.32 (ППЭ32) антенной решетки 1 (АР) начинают принимать ультразвуковые (УЗ) колебания из объекта контроля 15 (ОК). Одновременно блок временной регулировки чувствительности 13 (БВРЧ) начинает изменять коэффициент усиления усилителей 4.1 (У1), …, 4.32 (У32), компенсируя таким образом затухание ультразвуковой волны в объекте контроля 15 (ОК). Эти колебания, преобразованные в электрические колебания, усиливаются в усилителях 4.1 (У1), …, 4.32 (У32), детектируются детекторами 5.1 (Д1), …, 5.32 (Д32), оцифровываются в аналого-цифровых преобразователях 6.1 (АЦП1), …, 6.32 (АЦП32) и записываются в блоке памяти реализаций 7 (БПР) независимо друг от друга. Эти колебания записываются в интервале времени, равном времени распространения УЗ колебаний от первого приемо-передающего элемента 2.1 (ППЭ1) антенной решетки 1 (АР) к наиболее дальней визуализируемой точке объекта контроля 15 (ОК) и обратно - к самому удаленному от нее 32-му приемо-передающему элементу антенной решетки 1 (АР).

Далее генератор импульсов 3.2 (ГИ2), соединенный со вторым приемо-передающим элементом 2.2 (ППЭ2) антенной решетки 1 (АР), по сигналу от блока синхронизации 14 (БС) возбуждает второй приемо-передающий элемент 2.1 (ППЭ2) антенной решетки 1 (АР), который посылает в объект контроля 15 (ОК) зондирующий импульс. Снова происходит прием и запись принятых колебаний в блок памяти реализаций 7 (БПР). Но колебания, принятые первым приемо-передающим элементом 2.1 (ППЭ1) антенной решетки 1 (АР), в данном случае не записываются, т.к. реализация этих колебаний согласно принципу взаимности тождественна той, которая уже была принята вторым приемо-передающим элементом 2.2 (ППЭ2) антенной решетки 1 (АР) при посылке зондирующего импульса ее первым приемо-передающим элементом 2.1 (ППЭ1) антенной решетки 1 (АР) в предыдущем цикле зондирования-приема УЗ колебаний.

Затем в третьем цикле зондирования-приема УЗ колебаний все происходит аналогично изложенному выше, только зондирующий импульс в объект контроля 15 (ОК) посылает третий приемо-передающий элемент 2.3 (ППЭ3) антенной решетки 1 (АР), и колебания в блок памяти реализаций 7 (БПР) записываются от 32-х приемо-передающих элементов антенной решетки 1 (АР).

В последнем, 32-м цикле зондирования-приема 32-й приемо-передающий элемент 2.32 (ППЭ32) антенной решетки 1 (АР) исполняет роль излучателя и приемника УЗ колебаний, т.е. работает в совмещенном режиме. При этом в блок памяти реализаций 7 (БПР) записывается всего одна реализация принятых колебаний.

После выполнения всех этих циклов зондирования-приема УЗ колебаний, т.е. после того как все 32 приемо-передающих элемента антенной решетки 1 (АР) совершат по одной посылке зондирующего импульса, в блоке памяти реализаций 7 (БПР) окажутся записанными N=32·(32+1)/2=528 реализаций принятых колебаний.

После записи всех 528 реализаций в блок памяти реализаций 7 (БПР) начинается реконструкция изображения внутренней структуры объекта контроля 15 (ОК) поочередно для каждой визуализируемой точки. Количество визуализируемых точек в нашем примере было 6489600 при следующих размерах объекта контроля: длина - 900 мм, диаметр - 156 мм. Вычислительный блок 8 (ВБ) рассчитывал время распространения ультразвуковой волны до каждой визуализируемой точки в соответствии выражением:

где - координата приемо-передающего элемента антенной решетки 1 (АР), работающего в режиме излучения,

- координата приемо-передающего элемента антенной решетки 1 (АР), работающего в режиме приема;

x, z - координаты визуализируемой точки;

с - скорость распространения УЗ волн в материале объекта контроля 15 (ОК).

Затем в блоке мультипликативной обработки 9 (БМПО) перемножали цифровые коды, выбранные из блока памяти реализаций 7 (БПР) в соответствии со временем распространения от i-го приемо-передающего элемента антенной решетки 1 (АР), работающего в режиме излучения, до j-го приемо-передающего элемента антенной решетки 1 (АР), работающего в режиме приема, через точку визуализации c координатами (x,z) и сохраняли результат перемножения в блоке накопительной памяти 10 (БНП).

Мультипликативная обработка заключается в следующем. На вход блока мультипликативной обработки 9 (БМПО) из вычислительного блока 8 (ВБ) поступает одновременно n выбранных значений А0, …, Аn цифровых кодов (в нашем примере n=32), которые перемножаются попарно в блоках умножения первого уровня 16.1 (БУ1.1), …, 16.n/2 (БУ1.n/2), данные с выходов которых поступают на входы блоков умножения второго уровня 17.1 (БУ2.1), …, 17.n/4 (БУ2.n/4) и перемножаются. Данные с выходов блоков умножения второго уровня 17.1 (БУ2.1), …, 17.n/4 (БУ2.n/4) поступают на вход блоков умножения третьего уровня 18.1 (БУ3.1), …, 18.n/8 (БУ3.n/8) и перемножаются и т.д. Последнее перемножение осуществляется в блоке умножения n/2 уровня 19.1 (БУn/2.1). Блок умножения, например 16.1 (БУ1.1), работает следующим образом. В регистр первого числа 20 записывается первое число. На входы регистров второго числа 21.1, …, 21.n поступает второе число. Причем на вход первого регистра второго числа 21.1 поступает второе число без изменения, на вход второго регистра второго числа 21.2 поступает второе число, сдвинутое на один разряд влево, на вход третьего регистра второго числа 21.3 поступает второе число, сдвинутое на два разряда влево и т.д., на вход n-го регистра второго числа 21.n поступает второе число, сдвинутое на n разрядов влево (таблица 1). Запись данных в регистры второго числа 21.1, …, 21.n производится по единичным данным, записанным в регистр первого числа 20. Если в регистре первого числа 20 в каком-либо разряде будет ноль, то в соответствующий регистр второго числа 21.1, …, 21.n запись второго числа не произойдет. В таблице 1 показан пример сдвига пятиразрядного числа 11011 на входах регистров второго числа 21.1, …, 21.n. В столбце регистра первого числа приведено значение первого числа, в котором единицы имеются только в первом и пятом разрядах, поэтому запись второго числа произошла только в регистры 21.1 и 21.5. В остальных регистрах второго числа 21.2, 21.3, 21.4 записались нули. Пустые клеточки в таблице заполняются нулями.

Затем полученный результат из блока накопительной памяти 10 (БНП) пересылали в вычислительный блок 8 (ВБ), в котором полученному значению (числу) присваивали определенный цвет, который сохраняли в блоке памяти изображений 11 (БПИ). Индикатор 12 (И) отображал результат контроля в виде цветной картинки.

Сравнение результатов визуализации ультразвуковой дефектоскопии колесной оси, полученных с использованием прототипа (фиг. 4 а), и предлагаемого устройства (фиг. 4 б) показывает, что при использовании заявляемого устройства для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия увеличилось отношение сигнал/шум.

Сравнение результатов визуализации ультразвуковой дефектоскопии двух точечных дефектов колесной оси, расположенных на расстоянии 2,4 мм друг от друга, полученных с использованием прототипа (фиг. 5 а), и предлагаемого устройства (фиг. 5 б) показывает, что при использовании прототипа нельзя различить два дефекта раздельно, а предлагаемое устройство позволяет их видеть раздельно, что свидетельствует об увеличении разрешающей способности.

Устройство ультразвуковой томографии, содержащее антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов и входом соответствующего усилителя, n аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами блока памяти реализации, количество выходов которого - N определено формулой
N=n·(n+1)/2,
выходы блока памяти реализации соединены с соответствующими входами вычислительного блока, связанного с индикатором через блок памяти изображений и с блоком накопительной памяти, при этом входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображений соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, отличающееся тем, что блок временной регулировки чувствительности соединен с блоком синхронизации и всеми усилителями, а блок мультипликативной обработки соединен с вычислительным блоком и блоком накопительной памяти, при этом к выходу каждого усилителя подключен детектор, выход которого связан с аналого-цифровым преобразователем.



 

Похожие патенты:

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что размещают пьезопреобразователи антенной решетки на объекте контроля, причем расстояние между соседними положениями антенной решетки, при которой получают одно В-изображение, превышает половину длины ультразвуковой волны, производят циклическое ультразвуковое облучение объекта контроля поочередно каждым пьезопреобразователем антенной решетки и одновременный прием ультразвуковых волн и их преобразование в электрические сигналы всеми преобразователями антенной решетки, усиливают и преобразуют в цифровые коды полученные электрические сигналы, проводят когерентную обработку сохраненных цифровых кодов, при которой разбивают объект контроля на локальные области, которые рассматривают в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента.

Использование: для неразрушающего контроля длительно работающего металла эксплуатируемых элементов теплоэнергетического оборудования. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют определение времени задержки поверхностных акустических волн и электронно-микроскопические исследования длительно работающего наплавленного и основного металла, при этом акустический критерий оценки ресурса длительно работающего основного и наплавленного металла содержит коэффициент, учитывающий анизотропию акустических характеристик, а также коэффициент, учитывающий изменение величины локальных полей внутренних напряжений в исследуемом металле.

Использование: для ультразвукового контроля сварного шва стыкового соединения двух поперечных концов двух металлических полос. Сущность изобретения заключается в том, что концы двух металлических полос сдвигают и удерживают между первой и второй зажимными губками (2а, 2b), расположенными вдоль каждого из поперечных концов, при этом первая и вторая зажимные губки имеют между собой, по меньшей мере, такой промежуток, при котором образуется зазор (54, 55) для пропускания первого канала (52) передачи падающих волн, способных генерировать ультразвуковые волны на поверхности первой полосы, и для пропускания второго канала (61) передачи волн, исходящих от поверхности второй полосы; падающие волны первого канала генерируют при помощи лазерных импульсов в режиме, по меньшей мере, предусмотренном для применения третьего канала ультразвуковых волн, генерируемых на поверхности первой полосы, проходящих через сварной шов и выходящих во второй канал; на основании этапа анализа (7) режима, связанного с импульсами, и, по меньшей мере, одного измерения свойства, такого как сигнатура состояния вибрации поверхности второй полосы на выходе ультразвуковых волн во второй канал, определяют характеристики контроля сварного шва.

Использование: для контроля емкостей типа бутылок или банок на наличие нежелательных посторонних предметов. Сущность изобретения заключается в том, что емкости (1), такие как бутылки и т.п., а также металлические банки транспортируются в направлении транспортировки с помощью удерживающе-транспортирующих элементов (2) и заполняются на разливочных станциях продуктом, причем установка содержит, по меньшей мере, одно инспекционное устройство (6) для контроля бутылок или подобных емкостей (1) на наличие нежелательных посторонних веществ, связанное с блоком обработки, отличающаяся тем, что инспекционное устройство (6) является неотъемлемой составной частью удерживающе-транспортирующего элемента (2) и выполнено в виде пьезодатчика (6), причем инспекционное устройство (6) выполнено с возможностью соединения с емкостью (1) так, что она может двигаться в соответствующем направлении движения и в направлении транспортировки вместе с инспекционным устройством (6).

Использование: для контроля емкостей типа бутылок или банок на наличие нежелательных посторонних предметов. Сущность изобретения заключается в том, что бутылки или нечто подобное, а также банки транспортируются транспортными элементами вдоль направления транспортировки, причем транспортные элементы имеют центрирующие и/или фиксирующие элементы (3, 4) для закрепления соответствующего сосуда (7), а установка для обработки сосудов (1) имеет, по меньшей мере, одно устройство для контроля (8), производящее контроль бутылок или подобных сосудов (7) на наличие нежелательных посторонних веществ, также устройство для контроля (8) соединено с блоком обработки данных (18), при этом устройство для контроля (8) является интегральной составной частью транспортного элемента и/или его центрирующего и/или фиксирующего элемента (3, 4) и выполнено в виде пьезоэлектрического датчика, и что предусмотрен элемент для возбуждения, который побуждает подлежащий контролю сосуд (7) к перемещению в соответствующем направлении, при котором сосуд поднимается, и наоборот, причем устройство для контроля (8) может соединяться с сосудом таким образом, что он может перемещаться в соответствующем направлении перемещения и вдоль направления транспортировки вместе с устройством для контроля (8).

Способ относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных волоконных материалов в промышленности. Способ реализуется следующим образом.

Использование: для контроля средней тонины волокон в массе. Сущность изобретения заключается в том, что волоконную массу прочесывают, формируют в пакет заданной массы, размера, конфигурации и помещают между излучающим и принимающим датчиками акустических колебаний, при этом расчетным путем определяют частоту акустических излучаемых колебаний, обеспечивающих показание эффективной тонины волокон, равной или меньшей их физической тонины, прозвучивают пакет, фиксируя величину акустического сигнала, взаимно перпендикулярно, нормально к направлению распространения акустических колебаний, сжимают пакет до получения минимального, заданного значения акустического сигнала, а о среднем значении тонины волокон судят по величине объемной плотности сжатого пакета.

Использование: для контроля качества и акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют выделение структурных реверберационных шумов на фоне принятых эхо-сигналов от возможных дефектов и выделение собственных реверберационных шумов дефектоскопа и по сравнению амплитуд реверберационных шумов на фоне принятых эхо-сигналов от возможных дефектов и собственных реверберационных шумов дефектоскопа контролируют контакт электроакустического преобразователя с контролируемым материалом.

Использование: для предотвращения чрезвычайных ситуаций на линейной части подземного магистрального продуктопровода. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют возбуждение периодической последовательности виброакустических импульсов в заданном сечении трубы, регистрацию их в двух сечениях продуктопровода, удаленных примерно на одинаковые расстояния по обе стороны от сечения возбуждения, накопление суммы отсчетов интегралов от разностей регистрируемых сигналов, причем число накоплений в цикле определяют расчетным путем по задаваемой вероятности ложных решений для каждого предвестника чрезвычайной ситуации, оценке уровня ожидаемого сигнала в точках регистрации, среднеквадратическому отклонению регистрируемых отсчетов указанных интегралов, а решение о появлении предвестника чрезвычайной ситуации принимают при превышении накопленного за цикл результата одного из установленных эталонных уровней, причем решение о подготовке врезки трансформируется в сигнал тревоги через установленный на контролируемом участке громкоговоритель, а сигналы всех принимаемых решений передаются на мнемосхему в службе безопасности по каналам телемеханики.

Использование: для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор линий электропередач и контактной сети. Сущность изобретения заключается в том, что через вентиляционное отверстие внутрь опоры помещают прямой ультразвуковой преобразователь с круговым обзором ультразвукового дефектоскопа, работающего по принципу эхо-импульсного метода, с помощью системы управления перемещают его таким образом, чтобы обследовать всю внутреннюю поверхность опоры от поверхности грунта до основания опоры, измеряют и обрабатывают полученные отраженные ультразвуковые сигналы, о коррозионном состоянии подземной части железобетонной опоры судят по амплитуде эхо-сигнала в развертке отраженного от границы раздела «арматура - бетон» ультразвукового сигнала.

Использование: для стабилизации скорости перемещения внутритрубного инспектирующего снаряда. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для стабилизации скорости перемещения внутритрубного инспектирующего снаряда состоит из цилиндрического полого корпуса, байпасных цилиндрических проходных каналов, модуля управления перепуском газа с аксиально перемещаемыми затворами запорных клапанов, первой и второй полиуретановых манжет, гидропривода, бортовой электронной аппаратуры, одометрического измерителя скорости движения устройства и системы электронного управления, при этом в него введены группа заслонок шарнирных секторных и электроуправляемый сбросной клапан, причем байпасный перепускной канал выполнен в виде полости в цилиндрическом корпусе самого инспектирующего снаряда, а модуль управления перепуском газа выполнен в виде цилиндрического корпуса с группой вертикальных щелей в передней части и группой горизонтальных щелей на цилиндрической его поверхности с цилиндрической шиберной задвижкой в передней его части, жестко соединенной с наружной поверхностью скользящей трубы, продольно перемещаемой по наружной поверхности гидравлического цилиндра, а также другие элементы устройства. Технический результат: обеспечение возможности высокой точности поддержания номинальной скорости движения внутритрубного инспектирующего снаряда в широком диапазоне скоростей транспортировки газа или другого продукта. 4 ил.

Изобретение относится к генераторным трактам акустических эхоимпульсных локаторов. Преимущественная область использования - гидроакустика, ультразвуковая дефектоскопия. Генератор зондирующих сигналов содержит синхронизатор и импульсный генератор, соединенный с D-входом D-триггера, выход которого подключен к одному из входов ключа, выходом подключенного к одному из входов усилителя мощности, преобразователь кодов, генератор видеоимпульсов и генератор кодов, соединенный с преобразователем кодов, выходы которого соединены с входами генератора видеоимпульсов и С-входом D-триггера, а выходы генератора видеоимпульсов соединены с другими входами ключа. Введение временной раздвижки между противофазными управляющими сигналами усилителя мощности класса D исключает возможность возникновения сквозных токов в активных элементах, что позволяет значительно повысить надежность зондирующего генератора и сформировать зондирующий сигнал с постоянной начальной и конечной фазой, который подается на акустический преобразователь. Наличие двух сдвинутых по фазе на 90° опорных сигналов с частотой, равной частоте зондирующего сигнала, сдвинутых по фазе на 90° с частотой, равной частоте зондирующего сигнала, позволяет использовать методы синхронного детектирования и другие виды обработки эхо-сигналов, что значительно расширяет эксплуатационные возможности генератора. 2 н. и 4 з.п. ф-лы,3 ил.

Использование: для определения направленности дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой головкой (2) из разных измерительных точек (МР) воздействуют ультразвуковыми сигналами на конструктивный элемент (В), причем ультразвуковые эхо-сигналы, которые отражаются от находящейся внутри конструктивного элемента (В) подлежащей исследованию точки (Р) обратно к измерительным точкам (МР), принимаются этой или другой ультразвуковой головкой (2); и с модулем (4) обработки данных, который с учетом направления звукового воздействия между соответствующей измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) оценивает принятые эхо-сигналы для определения ориентации дефекта, причем в зависимости от зарегистрированного времени прохождения сигнала между моментом подачи ультразвукового сигнала и моментом приема отраженного обратно дефектом ультразвукового эхо-сигнала для каждой измерительной точки (МР) рассчитывается расстояние (d) между измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) и принятые с временным сдвигом в разных измерительных точках (МР) ультразвуковые эхо-сигналы подлежащей исследованию точки (Р) синфазно суммируются для их оценки. Технический результат: обеспечение возможности с высокой степенью достоверности определять направленности дефекта внутри механического конструктивного элемента. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для неразрушающего исследования гибких композитных изделий. Сущность изобретения заключается в том, что исследование внутренней структурной изменчивости в объеме гибкого композитного эластомерного изделия или различий между гибкими композитными эластомерными изделиями включает установку гибкого композитного эластомерного изделия в фиксированное положение, простукивание изделия, определение продолжительности ударного воздействия при простукивании и сравнение продолжительности ударного воздействия с эталонным значением. Технический результат: обеспечение возможности неразрушающего исследования внутренней структуры гибкого композитного эластомерного изделия. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к неразрушающему контролю магистральных трубопроводов. В диагностируемый магистральный нефтепровод помещают внутритрубный снаряд-одометр, снабженный источником изотропного акустического излучения, линейкой приемников гидрофонов и бортовым микрокомпьютером. С помощью изотропного акустического источника излучают акустическую волну с частотой и амплитудой, задаваемыми бортовым микрокомпьютером, при этом с помощью линейки гидрофонов и микрокомпьютера непрерывно регистрируют поле давления на оси z нефтепровода относительно источника изотропного акустического излучения. По результатам этих измерений диагностируют изменение местоположения первого интерференционного минимума давления относительно источника изотропного акустического излучения. После чего привязывают эти данные к координатам по оси z относительно точки ввода снаряда-одометра внутрь нефтепровода и на основе полученных данных судят о целостности грунта, окружающего нефтепровод. Способ позволяет осуществить раннюю диагностику нарушения целостности грунта вокруг магистрального нефтепровода и предотвратить процесс его разрушения. 4 ил.

Использование: для измерения внутренних локальных механических напряжений в стальных конструкциях. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения внутренних локальных механических напряжений стальных конструкций, содержащее корпус, заполненный иммерсионной жидкостью, акустическое фокусирующее устройство в виде линз, взаимодействующее с ультразвуковым преобразователем, и блок приема информации с регистрирующими датчиками, при этом корпус выполнен в виде металлической емкости с расположенными в нем одинаковыми акустическими линзами, ко дну корпуса, с наружной стороны, закреплены приемные пьезопреобразователи, расположенные на фокальной плоскости линз, а в верхней части корпус снабжен стальной пробкой со сферической поверхностью, направленной к акустическим линзам, при этом с наружной стороны пробка имеет глухое отверстие, в котором расположен литиевый цилиндр, верхний конец которого взаимодействует с исследуемой конструкцией, а снаружи он окружен индукционной катушкой, закрепленной в кольце-каркасе, взаимодействующем с дополнительно установленной опорной перекладиной, которая соединена с нижней перекладиной, а блок приема информации снабжен импульсным генератором, двумя широкополосными усилителями, резистором, аналогово-цифровым преобразователем и персональным компьютером. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения внутренних локальных механических напряжений в элементах стальных конструкций. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для неразрушающих методов контроля внутренних структур объектов. Сущность изобретения заключается в том, что лазерный ультразвуковой дефектоскоп содержит импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, при этом оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства за счет использования различных типов акустических волн. 3 ил.

Использование: для лазерно-ультразвукового контроля качества паяных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что генерируют с помощью импульсного лазера оптические импульсы, преобразуют их в акустический сигнал - последовательность ультразвуковых импульсов, образующих зондирующий ультразвуковой луч, облучают этим лучом исследуемый объект, принимают пьезоприемником отраженные от исследуемого объекта сигналы, анализируют их и по результатам анализа судят о внутренних дефектах объекта, при этом указанный акустический сигнал формируют в виде апериодической последовательности ультразвуковых импульсов длительностью от 5 до 20 нс с образованием зондирующего ультразвукового луча с диаметром в пределах от 0,6 до 1,0 мм. Технический результат: обеспечение возможности контроля качества паяных соединений тонких ячеистых двустенных металлических конструкций. 4 ил.

Использование: для ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития дефекта, при этом положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса, временное окно приема сигналов от микротрещин на рабочей выкружке головки рельса выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов, отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса, анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов, принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения и оценки степени развития микротрещин на выкружке головки рельса на разных стадиях. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ возбуждения акустических колебаний электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом с использованием явления ЭМА-резонанса и может применяться при неразрушающем контроле, в частности, слабопроводящих материалов. Способ заключается в том, что в верхнем слое контролируемого изделия создают вихревые токи и инициируют возникновение и распространение акустических колебаний, при этом частоту возбуждающего поля выбирают из условий равенства длин волн электромагнитного и акустического полей, а фазу подстраивают до совпадения пространственного распределения вынуждающей силы с деформациями кристаллической решетки. Техническим результатом является повышение эффективности возбуждения акустических колебаний электромагнитно-акустическим методом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх