Устройство для визуализации протяженных неоднородностей контролируемых изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 522465 (5!) МКлР

С 01.-М 29/04

ФсУ / щ у,б!

ЯфЯ М (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая ено29,10.74 (21) 2070762/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.07.76. Бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания03.09.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий,1 6(088,8) (72) Авторы изобретения

Б. Ю. Иоффе, Г. Т. Великовский и Л, А, Дмитревская (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗА1.1ИИ ПРОТЯЖЕН1-1ЫХ

НЕОДНОРОДНОСТЕЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к неразрушаюшему контролю изделий и может быть использовано для визуализации обнаруживаемых дефектов ультразвуковым или СВЧ-методами.

Известно устройство для визуализации н!- 5 однородностей контролируемых изделий, со.держащее перецаюший блок, выполненный в виде передакшей трубки, с вмонтированной в нее пьезопластиной, приемный блок, выполненный в виде усилителя и приемного пьезо- 10 элемента и блок индикации (1). Это устройство имеет низкую чувствительность и разреша!ощую способность.

Известно также устройство, содержащее 15 передающий блок, вклточающий последовательно соединенные генератор ул:-.тразвуково! о или электромагнитного СВЧ-диапазона, сканер и передающую остронаправленную антенну; многоканальный приемный блок, каждый из 20 каналов которого включает последовательно соединенные антенну с полем,зрения, равным сектору сканирования луча передающей антенны., квадратор, усилитель и блок инди.кации 1: ), Такое у<.;тройство имеет низкую 25 помехоустойчивость из-за наличия высокочастотных пространственных гармоник помех, Предлагаемое устройство отличается тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено пространственновременным модулятором, выходы которого соединены с управлякшими входами усилителей каждого из каналов приемного блока, и сумматором, вклк ченным между приемным блоком и блоком индикации.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит передающий блок 1, приемный блок 2 и блок 3 индикации. Передающий блок 1 содержит высокочастотный! генератор 4 ультразвукового или СВЧ электромагнитного диапазона. Генератор последовательно соединен со сканером 5, который присоединен к остронаправленной передающей сканирующей антенне 6, Со сканером 5 соединен датчик 7 положения луча антенны. B состав приемного бl эка 2 .- ходит многоканальпь!й пространствечный н!рием.1НК энергии, каждый из каналов которого состоит из последовательно соециненнь!х; приемной антенны.

5224

8, имеющей ширину диаграммы направленности, равную ширине сектора сканирования передающей сканирующей антенны 6; квадратора

9„. канального усилителя 10 с управляемым коэфф щиентом усиления. Приемные антенны.

8 образуют приемную решетку. Выходы канальных усилителей 1 0 присоединены. ко входам. сумматора 11. Модулятор 12 имеет число выходов, равное числу каналов в прием.— нике. Каждый выход модулятора подключен к управляющему электроду соответствукще» го усилителя 10. Выход сумматора 11 присоединен ко входу детектора 13, выход которого присоединен к индикаторному устройству 14 — электронно-лучевой трубке (ЭЛТ).

Отклоняющая система ЭЛТ 14 соединена с датчиком. 7 положения луча передающей антенны.

Принцип работы системы визуализации заключается в следующем, Остронаправленная сканирующая передающая антенна 6 в каждый момент времени

"высвечивает" на протяженной неоднородности пятно с угловым. размером., равным ширине диаграммы направленности передающей антенны. "Освещенный" участок состоит из множества точечных рассеивателей, лежащих в дальней зоне антенн 6 и 8. Отраженные от этих рассеивателей плоские волны приходят не раскрыв приемной решет. ки, состоящей из антенн 8, интерферируют ® между собой и образуют на раскрыве распределение интенсивности сигнала, которое можно рассматривать как пространственно-частотный с пектр интенсивности (ПЧСИ) .

Пространственная частота интерференцион- 46 ных гармоник пропорциональна угловому расстоянию между соответствующими точечными рассеивателямя. Следовательно, наибольшая пространственная частота спектра интенсивности сигнала равна о/д (9 - ширина ® диаграммы направленности передающей антенны. 6, Л вЂ” длина рабочей волны). Одновременно на приемную антенную решетку приходит излучение, рассеянное от множества точечных отражателей, расположенных на граничном. слое слабонеоднородной среды, Граница слабонеоднородной среды находится в непосредственной близости от приемного раскрыва. ПЧСИ помехи имеет ширину значительно большую, чем - -, т.к. максиХ&о мальные угловые расстояния Ф между точечными рассеивателями на границе среды

В о . Принятое излучение проходит через антенны 8, составляющие приемную решетку, и образует на выходе квадраторов

9 сигналы, пропорциональные распределению интенсивности поля на приемном раскрыве. Далее сигналы. усиливаются на канальных усилителях 10 и складываются на сумматоре 11. Величина коэффициента усиления каждого усилителя 10 управляется напряжением., подаваемым. на него от модулятора 12, имеющего число выходов, равное числу каналов приемника. Закон пространственно-временной модуляции коэффициентов усиления, обеспечиваемый модулятором

12, представляет собой пространственно-периодическую функцию (бегущую волну), перемещающуюся от канала к каналу с постоянной скоростью. Пространственный период модулирукщей функции бегущей волны, отсчитываемый вдоль антенной решетки, состоящей из приемных антенн 8 имеет величину не

Л меньшую, чем - -, при этом обеспечивао ется подавление на выходе сумматора 11 высокочастотных пространственных гармоник помехи. Скорость перемещения модулирующей функции такова, что обеспечивается прохождение ею нескольких полных циклов по всем каналам за время - (где Л

r a )

1 — угловая скорость качания луча песек редающей антенны) . формула изобретения

Устройство для визуализации протяженных неоднородностей контролируемых изделий, содержащее передающий блок, включающий последовательно соединенные генератор ультразвукового или электромагнитного

СВЧ-,диапазона, сканер и передающую остронаправленную антенну, многоканальный приемный блок, каждый из каналов которого включает в себя последовательно соединенные антенну с полем зрения, равным сектору сканирования луча передающей антенны, квадратор, усилитель и блок индикации, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повыпомехоустойчивости, оно снабжено пространственно-временным. модулятором, выходы которого соединены, с управляющими входами усилителей каждого из каналов приемного блока, и сумматором., включенным. мемеду приемным блоком. и блоком индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт.св. № 990083, М.кл. G 01 N 29/04, приоритет 05,05.1951 г.

2. Сканирующие антенны системы СВЧ

/б нод ред. Маркова, Советское радио" т. 3, 1971, стр. 377-388.

522465

Редактор А. Морозова

Г

I

I

I (I

I !

1 ! !

1

Составитель А. Вопилкин

ТехредС. Габовда Корректор А. Гриценко

Заказ 4880/365 Тираж 1029 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4