Ультразвуковой дефектоскоп

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО1вСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 509825 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16 04.74 (21) 2016081/28 с присоединением заявки №

2 (51) М. Кл. Я 01N 29/04

Гасударственный иамитет

Саввтв Министрав СССР

Il0 далем иэааретений и аткрытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.04.76. Бюллетень № 13 (53) УДК620. 179. . 16 (088.8) (45) Дата опубликования описания02.07.76

А. А. Новиков, Г. С. Сафронов и В. И. Чеботарев (?2) Авторы изобретения

Управление ордена Ленина Южной железной дороги и Харьковский .: ордена Трудового Красного Знамени государствен + умиверситет"им. А. M. Горького (71) Заявители (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение:относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано для получения видимого изображения дефектов.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, . 5 содержаший последовательно соединенные генератор непрерывных колебаний, ультразвуковой искатель, приемный усилитель, > .балансный смеситель непрерывных колеба ний и блок формирования. голограмм, блок 10 формирования непрерывных -.опорных колебаний, включенный между:генератором и о смесителем.

Недостатком известного устройства яв ляется. низкая точность измерения коорди- 1а нат дефекта и его размеров в случае, если дефект. залегает в глубине исследуемого материала.

С целью повышения точности определения координат и размеров дефектов предла- о гаемое устройство снабжено последователь б . но с6единенными через ультразвуковой искатель генератором импульсных колеба-! ний, вторым приемным усилителем и ба-; лансным смесителем импульсных колеба ний, включенным между генератором и балансным смесителем импульсных колебаний блоком формирования опорных импульсных колебаний, первым сумматором и блоком стробирования, входы которых соединены с выходами балансных смесителей, и вторым сумматором, один вход которого соединен с балансным смесителем импульсных колебаний, второй входс выходом блока стробирования, а выход— с блоком формирования голограмм.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого ультразвукового дефекто- . скопа.

Дефектоскоп содержит генераторы 1, 2 непрерывных и импульсных ультразвуковых колебаний, соединенньre через блоки Э, 4 формирования опорных колебаний с балансными смесителями 5, 6 соответ.ственно. Смесители 5, 6 соединены с приемными усилителями 7, 8 ультраэву» ковых колебаний. Ультразвуковой искатель

9, контактируюший с исследуемой средой

10, связан с генераторами 1, 2 и усили.телями 7, 8. Выход смесителя 5 непре50М2 f рывных ультразвуковых колебаний подкпючен к сумматору 11 непрерывных и импульсных. колебаний, а также к блоку 12 стробировация. непрерывных сигналов, Вььход смесителя .6 импульсных сигналов 5 соединен с сумматором 11, бпоком 12 стробирования, a,òâêæå с сумматором 1$ импульсных стробированных непрерывных ультразвуков тх колебаний. Выходы сут. маторов 11, 13 подключены к устройст» 10 ву14 формирования голограмм. Устройс т во 14 содержит двухлучевой осциллограф

15 и лентопротяжное устройство 16 с лентой.

Дефектоскоп работает в двух режимах: режим обйаружения дефекта и режим,фор- . мирования голограммы. Ъ первом режиме работает лишь импульсная часть устройства. Во втором режиме после приема от. паженного импульса (в случае обнаружейия дефекта) осуществляется запуск гейератора 1 непрерывных колебаний и лентопротяжного устройства 16.

-Непрерывные копебания с длиной волны ) от генератора 1 непрерывных удьтрв- звуковых колебаний и импульсные зондирующие сигналы с длиной волны Л от генератора 2 поступают на изпучате Ib 9.

Ъ

Непрерывные и импульсные ультразвуковые колебания распространяются в контро,.ируемой среде 10 и при наличии неодно- родиостей отражаются от них.

Отраженн",те непрерывные сигналы пЬступают на вход приемника 7, настроенного на длину вопит,т Л>, а затем - на

Зф смеситель 5, где перемножаются с опорными колебаниями, поступающими с блока 3, В результате относительного перемещения контролируемой среды 10 и сканирования искателя 9 на выходе смесителя 5 выдел."ется низкочастотная составляющая сигнала, характеризующая интерференционный рельеф, создаваемый в пло. скости сканирования излучателя 9 н прерывными сигналами, рассеянными дефектами. Отраженные импульсные сигналы поступают на вход усилителя 8, настроенного на длину волны il> а затем — на

60 смеситепь 6, где перемножаются с опорными колебаниями, поступающими с блока

4, Непрерывные сигналы с выхода смеси- теля 5 и импульсные сигналы с выхода сме-щ сителя 6 суммируются в сумматоре 11.

С выхода сумматора 11 сигналы поступа- ют на первый канал раэвертки двухлучевого осциллографа 15, причем запуск это го канала осуществляется синхронно с:началом сканирования иэпучатепя 9. Тем самым на ленте, протягиваемой по экрану осциллографа 15 с помощью лентопротяжного устройства 16, формируют голограмму, одна координата которой колли-. неарна вектору относительной скорости перемещения контролируемой среды 10 относитепьно дефектоскопа, а другая коппинеарна вектору скорости сканирования излучателя 9. Голограмма, сформированная йо суммарным непрерывнь|м иимпульсным сигналам, представляет собой сумм„непр рывной голограммы, сформированной на длине волны, и дискретной гопограммы, сформированной на длине волны 3 .

На изображение, восстановленное по такой суммарной голограмме за счет различия длин волн нак тадьтваются интерференционные полосы. Разность расстояний между полосами определяется соотношением др- 3 2

Л -Л (3) - Ля)

По положению интерферейЬионных полос определяют аэме ь- и конфигурации дефекта в плоскости сканирования излучателя 9.

Импульсные сигналы с выхода смесителч 6 подают на блок 12 стробирования, куда одновременно поступают и непрерывные сигналы с выхода смесителя 5. В блоке

12 стробирования непрерывных сигналов: выреэактся импульсные сигналы, равные по длительности импульсным сигналам, поступающим с выхода смесителя 6. От стробированные непрерывные сигнапы с выхода блока 12 подают на сумматор 13, где они суммируются с импульсными ситналами с выхода смесителя 6. Суммарные сигналы подают на второй канал развертки двухлучевого осциллс.-рафа 15, запуск кторого осуществляется зондирующим импульсом генератора 2. На ленте при эточ формируется голограмма, одна координата которой коплинеарна вектору скорос-.и перемещения контролируемой среды 10 от о носитепьно дефектоскопа, а другая - параллельна направлению максимума излучения диаграммы направленности искателя 9.

Сформированная подобным образом голограмма представляет собой сумму дискретных голограмм, сформированных на былинах волн Лт и 3 . Иэображение, восстановленное по такой голограмме, наблюдается в плоскости, образованной век» тором с;;орости перемещения обьекта и напраопением максимума излучения иска теля 9, т. е. наблюдается сбоку. Его положение-в пространстве определяет уда пение дефекта от плоскости сканирования. За счет различия длин волн при формировании суммарной голограммы на восстанов.бренное иэображение накладываю ся

: нтерйеренционные полосы, по располо» жению которых можно. судить о размерах

::и конфигурации дефекта при наблюдении .его сбоку.

Фиксация голограмм производится на одной ленте. Для обеих голограмм коор дината, коллинеарная вектору скорости поступательного движения контролируемой среды 10, бере".ся совпадаюшей с неправ лением движения ленты, на которой регистрируется голограмма. Ось, параллельная направлению максимального излучения искателя 9, откладывается в одну сторону от середины ленты, а ось, коллинеарная вектору сканирования искателя 9, — в другую сторону от середины ленты. При таком расположении голограмм иа ленте иэображение восстанавливается одновременно, при етом одно изображение представляет собой дефект в: плоскости, параллельной плоскости сканирования искателя 9, а другое изображение в плоскости, перпендикулярной плоскости сканирования иска» теля 9.

Формула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп, содержа;ший последовательно соединенные генера-! ,тор непрерывных колебаний, ультразвук6,вой искатель, приемный усилитель, балано»

I ный смеситель непрерывных колебаний и блок формирования голограмм, блок формим. рования непрерывных опорных колебаний, включенный между генератором и смес и»

l0 телем, о т л и ч а ю ш и й.с я тем, что, с целью повышения точности определения координат и размеров дефектов, оно снабжено последовательно соединенными через ультразвуковой искатель генерато1Ь ом импульсных колебаний, вторым прием ным усилителем и балансным смесителем импульсных колебаний, включенным меж(ду генератором и балансным смесителем импульсных колебаний, блоком формирования опорных импульсных колебаний, пер, вым сумматором и блоком стробирования, входы которых. соединены с выходами балансных смесителей, и вторым суммато,ром один вход которого соединен с баланс 5 ным смесителем импульсных колебаний,, второй вход — с выходом блока стробирования, а выход — с блоком формирования голограмм.

Составитель А.ооннлкиН редактор И.Бродская Телред 3.Тараненко Корректор Л.Котова

Заказ 5ЪЧБ

Тираж Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, 133035, Раушская,,б., 4

Филиал НПП "Па-.ент" r. Ужгород, ул. Проектная, 4