Ультразвуковой дефектоскоп

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединен ные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные .генератор П-обраэных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен подключеннЕЛМИ к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом - с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу s второго каскада усиления, а вход (Л к его выходу.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3 50 G 01 и 29/04

ННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3378374/25-28 (22) 08.01.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) Э.Л.Пилецкас, Ю.Г.Шмаков и С.В.Червяков (53) 629.179.16 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 557315, кл. Ц 01 М 29/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 156367, кл. g 01 и 29/04, 1962 (прототип). (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединен= ные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий уп(19) SU(i1) А равляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные ,генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен подключенными к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом — с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу щ второго каскада усиления, а вход— к его выходу.

1062599

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для контроля многослойных сред или н медицинской диагностике.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий синхронизатор, генераторы зондирующих и стробирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, усилитель, оснонной и дополнительный блоки временной регулировки чувствительности (ВРЧ), сумматор и индикатор (Ц .

Недостатком устройства является невозможность получить правильные соотношения эхо-сигналов, поскольку t5 не обеспечивается компенсация потерь ультразвуковой энергии, возникающих при прохождении сигнала через ряд неоднородностей исследуемой среды.

Наиболее близким к изобретению 2О по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, 25 ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления.

В известном дефектоскопе обеспечивается компенсация потерь ультразвуковой энергии, обусловленных отражением на неоднородностях среды (" .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, поскольку не учитывается, что амплитуда следующих после первого эхо-сигнала уже искажена изэа предыдущих отражений.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная целЬ достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и инди- 55 катор и последовательно соединенные генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, снабжен 6п подключенными к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом — с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу второго каскада усиления, а входк его выходу.

На чертеже представлена структурная схема дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит ультразвуковой преобразователь 1, генератор 2 зондирующих импульсов, синхронизатор 3, генера= тор 4 П-образных импульсов, управляемые каскады 5-7 усиления, интегратор 8, блок 9 калибратора, блок 10 цифровой коррекции, индикатор 11, линию 12 задержки. Синхронизатор 3, генератор 2 зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь 1, первый и второй управляемые каскады 5 и 6 усиления, линия 12 задержки, третий управляемый каскад

7 усиления и индикатор 11 соединены последовательно. Кроме того, последовательно с синхронизатором 3 соединены генератор 4 П-образных им пульсон и интегратор 8, а выход интегратора 8 подключен к управляющему входу первого каскада 5 усиления.

С синхронизатором 3 последовательно соединены блок 9 калибратора и блок 10 цифровой коррекции, выход которого подключен к управляющему входу третьего каскада 7 усиления.

Второй вход блока 9 калибратора подключен к выходу второго каскада б усиления, а второй выход — к его управляющему входу.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Синхронизатор 3 управляет частотой повторения ультразвуковых зондирующих импульсов и синхронизирует работу блока 9 калибратора и блока 10 цифровой коррекции. Под действием импульсов синхронизатора

3 генератор 2 формирует электрические импульсы, возбуждающие зондирующие ультразвуковые импульсы, излучаемые ультразвуковым преобразователем 1 в исследуемую среду.

С преобразователя 1 на каскад 5 поступают отраженные сигналы„ Генератор 4 формирует импульс напряжения прямоугольной формы, передний фронт которого по времени совпадает с моментом излучения ультразвукового зондирующего импульса, а длительность равна длительности развертки.

Полученный на выходе генератора

4 прямоугольный импульс интегрируется интегратором 8 и подается на управляющий вход каскада 5 усиления, коэффиц..ент усиления которого изменяется экспоненциально н

1062599 зависимости от управляющего напряжения. При этом, поступающие с ультразвукового преобразователя 1, отраженные сигналы усиливаются во времени по экспоненциальному закону, тем самым компенсируется уменьшение сигнала, вызванное затуханием в среде.

С каскада 5 усиления ".èãíàë поступает на каскад 6 усиления, коэффициент усиления которого зависит от состояния управляющего выхода калибратора 9 и может изменяться с пульта управления дефектоскопа ° Далее сигнал проходит линию 12. задержки и поступает на вход каскада 7, коэффициент усиления которого зависит от корректирующего сигнала Г с выхода блока 10 цифровой коррекции. Скорректированный сигнал с каскада 7 усиления поступает на индикатор 11, Описанная схема ультразвукового дефектоскопа позволяет корректировать искажения и получать истинные значения амплитуд сигналов, отраженных от неоднородностей следующим образом.

Границы раздела с различными плотностями обозначим числами

1, 2, 3,..., g и охарактеризуем эти границы параметрами Т, Т, где Т, Т вЂ” коэффициенты и о прохождения ультразвуковой волны через я -ую границу в прямом и обратном направлениях соответст- венно, 0п — коэффициент отражения от A --ой границы, N = 1,N ..

При условии,что коэффициенты отражения от неоднородностей малы по сравнению с коэффициентами прохождения, можно пренебречь многократными отражениями. Имеем

VÄ,=- R„, Ч =О 7, и

Ч вЂ”.ц 1" T" Т R 7 .7 7

N5 1 2 N-4 1 1 2 N-4 где V«,..., Чц, — амплитУда отРаженных от неоднородностей эхо сигналов.

Используя известную зависимость

Т Т = 1- Й . находим н р

Ч 1ll

R(= —; (2)

Ч2

"2 О фаад,рл - ц

V%4 1 1 М,„ 1

Д U Т",7. Т" Т u (-R„)(1-

ЧН 1 4 1

К=ц

4 1 41 1 2 И-4 N-i и (1-R )(1- R, „, (1- R „) кроме того, Ч« =l3R<, v2 = ОЯ2, н н

Ч31 ц Йз ... Н

Ч„=uR (3) н н ч где ч,, ч2,,..., Ч, — истинные амплитуды отраженных сигналов, которые подлежат определению.

Определим отношения соответствующих амплитуд в выражениях (1} и (3) . н н

Г= =1;Г2=

Ч„Ч2,,1 14

11 2 1 R2

v„"„

Г.

Ч, g-R2 1 Р2

1 н- VN 1-Р, 1 2 1 Р „, 10

Величины Г1, Г,, ..., Г являются

25 поправочными коэффициентами, на которые необходимо умножить наблюдаемые значения отраженных сигналов, чтобы получить их истинные значения.

0=Ч,1, где V — амплитуда сигнала, отраженного от границы изделия, известный коэффициент, зависящий от акустических свойств границы преобразователь — изделие, который устанавливается на пульте

50 управления.

На вход блока 10 цифровой коррекции с калибратора подается в цифровой форме сигнал; Ц и амплитуды

55 отраженных эхо-сигналов. В блоке ;10 осуществляется вычисление поправочных коэффициентов Г,,...,Гн которые преобразуются затем в аналоговую форму и поступают за управляющий вход третьего каскада 7 уси ления. Линия 12 задержки обеспечивает задержку сигнала за .время, необходимое для вычисления текущего поправочного коэффициен65 та

Нетрудно заметить из выражения (2), что при известном И могут быть вычислены все коэффициенты R, R

R,..., Rg, которые позволяют вычислять поправочные коэффициенты Г1, Г< Г по формулам (4) . Величина 0, т.е. амплитуда ультразвукового импульса, прошедшего в исследуемый объект, определяется в процессе калибровки при помощи блока 9 ка40 либратора по формуле

1062599

Составитель М.Наумов

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Пилипенко Корректор Г.Orap

Заказ 10210/45 Тираж 873 Подписное

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Использование изобретения позво.ляет повысить точность контроля многослойных сред за счет компенсации потерь ультразвуковой энергии при отражении от неоднородностей.