Ультразвуковой способ контроля структуры материала изделий
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
305404
Союз Советских
Социалистических
РеспуОЛик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 21.Х.1968 (№ 1275908/25-28) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 04.V1.1971. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 20ХП.1971,ЧПК G 01n 29/00
Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 620.179.16(088,8) всссгз
Авторы изобретения
Заявитель
В. А. Токарев, Н. А. Кеслер и В. Г. Эйчина
Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов
УЛЪТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТРУКТУРЫ
МАТЕРИАЛА ИЗДЕЛИЙ
Известен ультразвуковой способ контроля структуры материала изделий, например труб, основанный на вводе ультразвуковых импульсов продольных колебаний в материал, приеме эхо-импульсов и амплитудно-частотном анализе принятых сигналов.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что частоту вводимых в материал колебаний изменяют относительно частоты, соответствующей резонансу колебаний в изделии или ее гармонике в пределах отклонения толщины изделия от ее номинала, измеряют отношение максимальных амплитуд спектральных плотностей свободных и вынужденных колебаний в принятом эхо-импульсе, соответствующих колебаниям по окончании воздействия вводимого в материал импульса и во время его действия, и по его величине судят о структуре материала.
Это повышает точность контроля.
На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации описываемого способа.
Приемная часть устройства выполнена в виде анализатора спектра с последовательным анализом. Генератор ультразвуковых колебаний выполнен в виде мощного усилителя
1 радиоимпульсов, частота заполнения которых изменяется от импульса к импульсу с помощью генератора 2 качающей частоты, синхронизированного с генератором 8 качающей частоты приемника.
За один период рабогы генератора 2 качающей частоты изменяют частоту на вели пшу, определенную изменением толщины стенки контролируемого изделия 4. В течение этого
5 периода с помощью ждущего мультивибратора б, запускаемого синхронизатором б и вырабатывающего отрицательные импульсы длительностью 5 — 10,ик сек, генерируются р адиоимпульсы, количество которых за период
10 работы генератора 2 качающей частоты определяется коэффициентом делителя 7 частоты.
Эти радиоимпульсы усиливаются в усилителе и поступают на излучающий пьезодатчик 8.
Ультразвуковые колебаш1я, излучаемыс
15 пьезодатчиком через контактирующу ю жидкость 9, возбуждают в стенке контролируемого изделия основную пли одну из гармонических составляющих колебаний по ее толщине.
Отраженный от передней грани сшнал, со20 держащий информацию о коэффициенте затухания ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии, поступает на приемную пьезопластину 10, преобразовывается в электрический сигнал, поступающий í l вход атте25 нюатора 11 приемника.
В приемной части устройства, содержащей смесители 12, дифференциальный мост 18, детектор 14, усилители 15, lб и гетеродин 17, сигнал претерпевает двойное преобразование, ч0 усиление и детектирование.
Та часть принятого сигнала, которая соот305404
Предмет изобретения
Составитель Л, Тришина
Техрсд Л. Я. Левина Корректор Г. С, Мухина
Редактор О. Юркова
Заказ 1960/12 Изд. ¹ 844 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам кзооретепий и открытий при Сове-:е Министров CC.CÐ
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5
Т!!нография, пр. Сапунова, 2
Ветсгвует Выну?кденпым кочебания?! Пьезопластины 10 и котОрая точно равна дли ельности импульса, поступающего от усилителя па пьезодатчик 8, и амплитуда которого связана со структурой контролируемого изделия, селектируется селектором 18 и преобразователем 19 преобразуется в постоянное напряжение, подаваемое на дифференциальный мост 18, включенный между смесителем 12 и усилителем 15. Таким образом, осуществляет- 1О ся автоматическая регулировка усиления Ilpllемного тракта, которая обеспечивает компенсацию амплитудной нестабильности возбуждающего импульса и неравномерность частотной характеристики ультразвукового тракта. 15
Сигнал, соответствующий свободным колебаниям пьезопластины и содержащий информаци!о о структуре материала изделия, селектируется с помощью селектора 20. Импульсы с выхода селектора 20 поступают последова- 20 тельно на пиковый детектор 21, видеоусилитель 22, фазоинвертор 28, осциллограф 24, генератор 2б, развертка которого синхронизирована с генератором 2б зоны селектора 18.
Выходной сигнал с пикового детектора через 25 катодный повторитель 27 поступает на самописец 28.
Совокупность импульсов, наблюдаемых после селектора 20, представляет собой спектр а льну ю плотность «хвоста» принятого и мпульса, максимальное значение которого, cII?Iмаемое с пикового детектора, характеризует с высокой точностью структуру контролируемого материала. Синхронизация всех узлов устройства осуществляется с помощью синхронизатора б, один вход которого через генератор 29 связан с селектором 20.
Ультразвуковой способ контроля структуры м;периала изделий, например труб, основан-!!Ый на вводе ультразвуковых импульсов продольных колебаний в материал, приеме эхоимпульсоэ и амплитудно-частотном анал!!зе принятых сигна70B, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, частоту вводимых в материал колебаний изменяют относительно частоты, соответствующей резонансу колебаний в изделии или ее гармонике в пределах отклонения толщины изделия от ее номинала, измеряют отношение максимальных амплитуд спектральных плотностей свободны и вынужденных колебаний в принятом эхо-импульсе, соответствующих колебаниям по окончании воздействия вводимого в материал импульса и во время его действия, и по его величине судят о структуре материала.
