Ультразвуковой устройство для контроля материалов

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6}) Дополнительное к авт. саид-ву (}}i 575560 (5}) М. Кл. (22) Заявлено 03.06.75 (2})2141099t25-28

Я 01 И 29/04 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 05. 10.77. Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 26.10.77

Государственный комитет

Совета тонн»строе СССР ао делам изобретений н открытн» (53) УДК 620.179. .16 (088.8) В. М. Бобренко, Н. В. Бугай, А. Ю. Детков, А. А. Лукашев и Л. И. Семенова (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушаюших методов и средств ..контроля качества материалов (7}) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ сброся j2).

Изобретение касается исследования матеpwanoa при помоши импульсных ультразвукоsbIx колебаний и может быть использовано для измерения времени распространения ультразвука илн толшнны изделия с фиксированием результатов в цифровом виде. По результатам измерений можно судить о механических напряжениях в контролируемом изделии.

Известно устройство для измерения времени распространения ультразвуковых волн, содержашее преобразователь ультразвуковых колебаний, генератор зондируюших импульсов, усилитель принятых сигналов, индикаторный блок, синхронизатор, цифровой измеритель интервала, управляюший триггер, блок сброса } 1). Принцип измерения состоит в подбс ре периода вспомогательного синусоидального генератора но величине равного измерительному интервалу. Недостатком его явле- 20 ется низкая точность, ввиду погрешности измерений обуславлнваемой субьективной оценкой оператором момента совмешения (сравнения), производимой вручную. Процесс измерений трудно автоматизировать, поэтому, 2 указанную погрешность исключить практически не воз можно.

Известно также ультразвуковое устройство для контроля материалов, содержашее синхронизатор, подключенный к его выходу генератор зондируюших импульсов, соединенные с выходом последнего преобразователь ультразвуковых колебаний и усилитель, блок индикации н блок формирования импульсов, входы которых соединены с выходом усилителя, блок формирования измерительного интервала и соединенные с его выходом цифровой измеритель скорости и каскад

Недостатком такого устр :яства является низкая точность контроля. B известном устройстве эхо-импульсы прежде, чем поступить непосредственно на схему формирования иэмерительного интервала, проходят через каскад И, представляюший линейный блок, нмек шнй ограниченную частотную характеристику, что приводит в конечном счете к допол» нительной погрешности прн измерении времени распространения ультразвука.

575560

С цепью повышения точности контроля предлагаемое устройство снабжено спусковым каскадом, вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов, а выход - с одним входом блока формирования измерительных интервалов;, блоком пересчета импульсов, один вход которого соединен с каскадом сброса, другой вход — с входом спускового каскада, а выход — с блоком формирования измерительного интервала и блоком задержки синхроимпульса, вход которого соединен с синхронизатором, а выходсо вторым входом спускового каскада и вторым входом каскада сброса. Повышение точности достигается эа счет подачи эхо-сит 5 налов непосредственно на блок формирования иэмеритепьного интервала, в котором отсутствует каскад И.

На фиг. 1 показана блок-схема ультразвукового устройства дпя контроля механических напряжений по скорости распространения ультразвуковых колебаний; на фиг. 2 — эпюры напряжений на входе соответствуюших блоков.

Устройство содержит усипитепь 1, генератор 2 зондируюших импульсов, помехозашитный блок 3 формирования импульсов, подключенный к выходу усилителя 1, бпок

4 задер>яки синхроимпупьса, соединенный с генератором 2, синхронизатор 5, соединенный с генератором 2, блок 6 пересчета импульсов с переменным коэффициентом депения, спусковой каскад 7, вход которого подключен к блоку 3, каскад 8 сброса, один вход которого соединен с блоком 4, выход— с блоком 6, блок 9 индикации, соединенный З5 с усилителем 1 и синхронизатором 5, блок

10 формирования временных интервалов, один вход которого соединен с спусковым каскадом 7, другой вход - с выходом блока

6, цифровой измеритель скорости 11, подкп>с4О ченный к выходу блока 10, и преобразователь 12 ультразвуковых колебаний, соединенный с генератором 2 и усипитепем 1.

Устройство работает спедуюшим образом. Синхронизатор 5 управляет работой генератора 2 зондируюших импульсов, блоком индикации,. в который может входить блок развертки и электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), и запускает блок 4 задержки 50 синхроимпупьса, выполненный в виде ждущего мупьтивибратора с регулируемой длительностью выходного импульса, которая выбирается несколько большей, чем длительность зондируюшего импульса. Генератор 2 воз- 55 буждает при помоши преобразователя 12 акустические колебания в контролируемом изделии 13, которые преобразуются в эпектрические сигналы тем >«е преобразователем

12, затем эти импульсы усиливаются усили- 6Î

4 телем 1 и поступают в бпок индикации 9 и на вход помехозашишенного блока 3 формирования импульсов. Последний состоит из двух последовательно включенных ждуших мупьтивибраторов, Время релаксации первого выбирается несколько большим, чем длительность всех реверберационных и любых других эффектов, приводяших к появлению сигнапов помех между полезными эхо-импупьсами. Время релаксации второго выбирается в соответствии с требованием к запускаемому импульсу спускового каскада 7.

Задним фронтом блок 4 задержки синхроимпульса подготавливает к работе спусковой каскад 7 и каскад 8 сброса. Срабатывание последнего происходит от импульса, пришедшего поспе эондируюшего. Спусковой каскад

7 подготавливает к работе блок 10 формирования измерительного интервала, который срабатывает от импульса с выхода блока 6.

Устанавливая необходимый коэффициент деления, можно выбрать номер этого сигнала, от которого произойдет срабатывание блока

10. От импульса, выработанного блоком формировация измерительного интервала, срабатывает каскад 8 сброса, выход которого заведен на шину "сброс" блока 6 пересчета импульсов. Последний не работает до прихода разрен аюшего импульса от блока 4 задержки синхроимпупьса, длительность сфор мированного блока 10 импульса измеряется цифровым измерителем 11 скорости (или интервала).

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля материалов, содержашее синхронизатор, подключенный к его выходу генератор зондирук ших импульсов, соединенные с выходом последнего преобраэоватепь ультразвуковых колебаний и усилитель, блок индикации и блок формирования импульсов, входы которых соединены с выходом усилителя, блок формирования измеритепьного интервала и соьдиненные с его выходом цифровой измеритель скорости и каскад сброса, о т и и— ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено спусковым каскадом, вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов, а выход — с одним входом блока формирования измерительных интервалов; блоком перьсчета импульсов, олин вход которого соединен с каскадом сброся, другой вход — с входом спускового каскада, а выход — с блоком формирования измерительного интервала и бпоком задержки синхроимнульса, вход которого соединен с синхронизатором, а вы575560

Фиг. f /1

Время

Фиг я

Составитель А. Вопилкнн

Техред Н, А ндрейчук Корректор М. Демчик

Редактор В. Другова

Заказ 4025/29 Тираж 1 101 Подписное

ИИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ! Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ход со вторым входом спускового каскада и вторым входом каскада сброса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 431181, кл. (.= 01 N29/04,,09.10.72.

2. Патент США ¹ 360 3303, кл. 73-67,8, 1970.