Рентгентелевизионный дефектоскоп

 

РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП , содержащий источник рентгеновского излучения, радиационнооптический преобразователь изображения , телевизионную камеру, выход видео которой соединен с входами аналого-цифрового преобразователя и первой линии задержки, выход первой линии задержки соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с входом видеоконтрольного устройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом второй цифровой линии задержки и уменьшаемым входом схемы вычитания, вычитающий вход которой соединен с выходом второй цифровой линии задержки, выход схемы вычитания соединен с входом первого порогового устройства, синхронизирующие входы аналого-цифрового преобразователя и второй цифровой линии задержки соединены с первым выходом синхрогенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, он дополнительно содержит второе пороговое устройство, первый универсальный регистр сдвига, трехвходовую схему И, многовходовую схему ИЛИ, число вхо ,дов которой равно числу триггеров -, первого универсального регистра сдвига , группу двухвходовых схем И, число которых на единицу меньше числа триггеров первого универсального регистра сдвигаJвторой регистр сдвига , причем вход второго порогового устройства соединен с выходом схемы вычитания, а выхрд - с входом управления первого универсального регистра сдвига и первым входом трехвходовой схемы И, параллельные информационные входы первого регистра сдвига соединены с шиной нулевого потенциала, а его последовательный информационный вход соединен с выходом первого порогового устройства, j прямые выходы триггеров первого регистра сдвига соединены с входами (Л многовходовой cxeivttj ИЛИ, а их инверс ные выходы (кроме последнего) - с первыми входами схем И группы двухвходовых схем И, выход многовходовой схемы ИЛИ соединен с вторым входом трехвходовой схемы И, третий вход которой соединен с вторьом выходом синхрогенератора , а ее выход соединен с входом установки в 1 первого эо триггера второго регистра сдвига и вторым входом первой схемы И в группе двухвходовых схем И, выход каждой 4;i)b i-й схемы И из группы двухвходовых эо со схем И соединен с вторым входом следующей ( i+1 )-й схемы И в группе и входом установки в 1 соответствующего

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(5В G 01 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3393598/18-25 (22).08.02.82 (46) 23.03.84. Вюл.9 11 (72) A.Â.Ìàòðåíêî, А.Г.Никитин, В.В.Руденко, A.Н.Свенсон и Н.Т.Тынная (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизического приборостроения Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (53) 620.179.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Р 532043, кл 0 01 N 13/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 759929, кл.G 01 N 23/04, 1980 (прототип). (54) (57) РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННЫИ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий источник рентгеновского излучения, радиационнооптический преобразователь изображения, телевизионную камеру, выход видео которой соедичен с входами аналого-цифрового преоЕ.разователя и первой линии задержки, выход первой линии задержки соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с входом видеоконтрольного устройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом второй цифровою линии задержки и уменьшаемым входом схемы вычитания, вычитающий вход которой соединен с выходом второй цифровой линии задержки, выход схемы вычитания соединен с входом первого порогового устройства, синхронизирующие входы аналого-цифрового преобразователя и второй цифровой линии задержки соединены с первым выходом синхрогенератора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, он дополнительно содержит второе пороговое устройство, первый универсальный регистр сдвига, трехвходовую схему И, многовходовую схему ИЛИ, число вхо„„ЯУ1 1 9 А, дов которой равно числу триггеров первого универ" ального регистра сдви.

ra, группу двухвходовых схем И, число которых на единицу меньше числа триггеров первого универсального ре-гистра сдвига, второй регистр сдвига, причем вход второго порогового устройства соединен с выходом схемы вычитания, а выход — с входом управления первого универсального регистра сдвига и первым входом трехвходовой схемы И, параллельные информационные входы первого регистра сдвига соединены с шиной нулевого потенциала, а его последовательный информационный вход соединен с выходом первого порогового устройства, прямые выходы триггеров первого ре- ж гистра сдвига соединены с входами многовходовой схемы ИЛИ, а их инверс-фа/ ные выходы (кроме последнего) — с первыми входами схем И группы двухвходовых схем И, выход многовходовой схемы ИЛИ соединен с вторым входом трехвходовой схемы И, третий вход ко- торой соединен с вторым выходом синхрогенератора, а ее выход соединен с входом установки в "1" первого триггера второго регистра сдвига и вторым входом первой схемы И в группе двухвходовых схем И, выход каждой

i-й схемы И иэ группы двухвходовых схем И соединен с вторым входом следующей (i+1)-й схемы И в группе и входом установки в "1" соответствующего (i+1)-ro триггера второго регистра сдвига, последовательный информационный вход второго регистра сдвига соединен с шиной нулевого потенциала, фри синхронизирующие входы первого и второго регистров сдвига соединены между собой и с первым выходом синхрогенератора, выход последнего триггера второго регистра сдвига соединен с вторым входом смесителя и является выходом устройства.

)081489

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано в области автоматического контроля качества сварных швов и околошонной зоны металлических конструкций. 5

Известно рентгенотелениэионное устройство контроля качества сварки, содержащее рентгеноаппарат, передающую телевизионную камеру с видеоусилителями, выход которых подключен к ни- р деоконтрольному устройству и схеме выделения сигнала от шва, один из выходов которой подключен к первому входу схемы вычитания, другой выход через интегратор к второму входу схе- 5 мы вычитания, к третьему нходу схемы вычитания подключен выход формирователя строба, выход схемы вычитания подключен к командному и исполнительному устройствам. Генератор синхроноимпульсов подключен к телени- ?0 эионной камере, видеоконтрольному устройству и формирователю строба (1 ).

Недостатком такого устройства является низкая надежность обнаружения дефектов малого контраста при наличии25 неравномерности толщины контролируемого объекта (валика прочности сварного шва). Так, уменьшение порога срабатывания схемы вычитания (компараторов) приводит к выявлению скло- З0 нов шва в виде ложных дефектов, а повышение порога — к пропуску малоконтрастных объектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рент-35 генотелевизионный дефектоскоп, содержащий источник рентгеновского излучения, радиационно-оптический преобразователь изображения, телевизионную передающую камеру, выход видео которой при реализации устройства в виде цифрового устройства соединен с входами аналого-цифрового преобразовате-. ля и первым входом смесителя, содержащего на этом входе первую линию задержки, выход смесителя соединен с 45 входом видеоконтрольного устройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом второй цифровой линии задержки и первым входом компаратора,второй вход которого сое- 50 динен с выходом второй цифровой лина задержки, компаратор содержит последовательно соединенные схему вычита ния и первое пороговое устройстно,причем первый и второй входы компаратора 55 являются уменьшаемым и вычитающим входами схемы вычитания, синхронизирующие входы аналого-цифрового преобразователя и второй цифровой линии задержки соединены с первым ныходом синхрогенератора 2 ).

Недостатком известного устройства является низкая надежность обнаружения в автоматическом режиме дефектов малого контраста при наличии неравномерности толщины контролируемого объ- 65 екта (валика прочности сварного шва, а также зависимость надежности обнаружения от размеров дефекта. Так,при сраннимости ширины дефекта с шириной шва невозможно с помощью интегратора подавить сигнал дефекта, ныделив сигнал идеального шна (спектры сигналов шна и дефекта сильно перекрываются), при этом уменьшение порога срабатывания компараторон приводит к выявлению склонов шна н виде ложных дефектов, а повышение порога — к пропуску малоконтрастных объектов.

Целью изобретения является повышение надежности контроля путем использования признака априорно известной последовательности чередования знака перепадов (градиентов) видеосигнала дефекта на определенном интервале времени, равном длительности видеосигнала дефекта максимальных размеров.

Поставленная цель достигается тем, что рентгенотелевиэионный дефектоскоп, содержащий источник рентгеновского излучения, радиационно-оптический преобразователь изображения, телевизионную камеру, выход видео которой соединен с входами аналого-цифрового преобразователя и первой линии задержки, выход перной линии задержки соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с входом видеоконтрольного устройтсва, ныход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом второй цифровой линии задержки и уменьшаемым входом схемы вычитания, вычитающий вход которой соединен с выходом второй цифровой линии задержки, выход схемы вычитания соединен с входом первого порогового устройства, синхрониэирующие входы аналого-цифрового преобразователя и второй цифровой линии задержки соединены с первым выходом синхрогенератора, дополнительно содержит второе пороговое устройстно, первый универсальный регистр сдвига, трехнходовую схему И, многовходоную схему ИЛИ, число входов которой равно числу триггеров первого универсального регистра сдвига, группу двухнходовых схем И, число которых на единицу меньше числа триггеров первого универсального регистра сдвига, второй регистр сдвига, причем вход второго порогового устройства соединен с выходом схемы вычитания, а выход - c входом управления первого унинерсального регистра сдвига и первым входом трехвходовой схемы И, параллельные информационные входы первого универсального регистра сдвига соединены с шиной нулевого потенциала, а .его последовательный информационный вход соединен с выходом первого порогового устройства, прямые выходы триггеров первого универсального регистра сдвига соеди.

1081489 невы с входами многовходовой схемы

ИЛИ, а их инверсные выходы (кроме последнего) — с первыми входами схем

И группы двухвходовых схем И, выход многовходовой схемы ИЛИ соединен с вторым входом трехвходовой схемы И, третий вход которой соединен с вторым выходом синхрогенератора, а ее выход соединен с входом установки в "1" первого триггера второго регистра сдвига и вторым входом первой схемы

И в группе двухвходовых схем И, выход каждой i-й схемы И из группы двухвходовых схем И соединен с вторым входом следующей (i+1)-й схемы И в группе и с входом установки в "1" соответствующего (1+1)-rо триггера второ- 5 .го регистра сдвига, последовательный информационный вход второго регистра сдвига соединен с шиной нулевого потенциала, синхрониэирующие входы первого и второго регистров сдвига сое- 20 динены между собой и с первым выходом синхрогенератора, выход последнего триггера второго регистра сдвига соединен с вторым входом смесителя и является выходом устройства. 25

На фиг.1 представлена блок-схема рентгенотелевизионного дефектоскопа, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Рентгенотелевизионный дефектоскоп (фиг.1) содержит источник 1 рентгеновского излучения 1, излучение которого происходит через сварной шов контролируемого объекта 2, радиационно-оптический преобразователь 3, передающую телевизионную камеру 4, строки развертки которой расположены перпендикулярно направлению щва.и выход которой соединен с входами аналого-цифрового преобразователя 5 и первой линии 6 задержки, длительность40 которой равна времени задержки обнару жения сигнала дефекта, выход линии 6 задержки соединен с входом смесителя

7, выход которого соединен с входом видеоконтрольного устройства 8, вы- 45 ход аналого-цифрового преобразователя 5 соединен с входом второй цифровой линии 9 задержки, длительность, которой равна длительности фронта видеосигнала дефекта,и с уменьшаемым входом схемы вычитания 10, вычитающий вход которой соединен с выходом линии задержки, выход схемы 10 вычитания соединен с входами первого 11 и второго 12 пороговых устройств, выход первого порогового устройства 11 сое динен с последовательным информационным входом первого универсального регистра 13 сдвига (число триггеров которого равно числу элементов раэложе ния видеосигнала дефекта максимальн,и 60 размеров), параллельные информационные входы универсального регистра 13 сдвига соединены с шиной. нулевого потенциала, выход второго порогового устройства 12 соединен с управляющим 65 входом первого универсального регис —. тра сдвига и первым входом тре пходовой схемы И 14.

Прямые выходы первого универсального регистра 13 сдвига соединены с входами схемы ИЛИ 15, выход которой соединен с вторым входом трехвходовой схемы И 14, инверсные выходы, эа исключением последнего, первого универсального регистра сдвига соединены с соответствующими первыми входами группы двухвходовых схем И

16 (число которых на единичу меньше числа триггеров первого универсального регистра сдвига), выход трехвходовой схемы И 14 сОединен с вторым входом первой из групп двухвходовых схем

И 16 и с входом установки в "1" первого триггера второго регистра 17 сдвига, число триггеров которого равно числу триггеров первого универсального регистра сдвига, выход каждой i-й из группы двухвходовых схем

И соединен с вторым входом следующей (i +1) и схемы И в группе и с входом установки в "1" соответствующего (i+1)-го триггера второго регистра

17 сдвига, информационный последовательный вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, синхронизирующие входы первого 13 и второго 17 регистров сдвига соединены между собой и с синхронизирующими входами второй цифровой линии 9 задержки аналого-цифрового преобарзователя 5 и первым выходом синхрогенератора 18, третий вход трехвходовой схемы И 14 соединен с вторым выходом синхрогенератора 18, выход последнего триггера второго сдвигового регистра 17 соединен с вторым входом смесителя 7 и является выходом устройства.

Рентгенотелевизионный дефектоскоп работает следующим образом.

Рентгеновское излучение источника

1, проходя через контролируемый объект 2, создает на преобразователе 3 теневое изображение внутренней макроструктуры объекта. Это изображение воспринимается телевизионной камерой

4, строки развертки которой расположены перпендикулярно направлению шва на объекте контроля. Выходной видеосигнал камеры 4 поступает на вход линии 6.задержки и на вход аналогоцифрового преобразователя 5, где преобразуется в двоичный и-разрядный код.

С выхода аналого-цифрового преобразователя 5 двоичный код, соответствующий отдельным отсчетам видеосигнала, поступает на вход п-разрядной цифровой линии 9 задержки, длительность которой равна длительности фронта видеосигнала от дефекта, входной и выходной сигналы линии 9 задержки подаются на входы блока 10 вычитания, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный градиенту (производной) видеосигнала. Выходной сигнал

1081489 блока 10 вычитания подается на входы первого 11 и второго 12 пороговых устройств. Причем первое пороговое устройство 11 имеет положительный порог и срабатывает от положительных выбросов градиентного сигнала, вто- 5 рое пороговое устройство имеет отрицательный порог и срабатывает от отрицательных выбросов градиентного сигнала.

Эпюрами 19 и 20 (Фиг.2) обозначе- 0 ны временные диаграммы синхроимпульсов на первом выходе синхрогенератора (которыми синхронизируется аналого-цифровой преобразователь 5, вторая цифровая линия 9 задержки и пер-, вый 13 и второй 17 регистры сдвига) и, ) временная диаграмма синхроимпульсов i на втором выходе синхрогенератора, задержанных относительно первых на полпериода, эпюрой 21 — временная диаграмма видеосигнала участка строки 20 с дефектом (участок tо — t2 ).Сигнал ,дефекта выглядит в виде положительного выброса на левом склоне видеосигнала шва. На фиг.2 эпюрами 22 и

23 обозначены временные диаграммы 25 сигналов на выходах соответственно второго 12 и первого 11 пороговых устройств. На выходе первого формируется единичный сигнал при задержан-, ном положительном градиенте исходного 30 видеосигнала, превышающем некоторый: порог, на выходе второго — единичный сигнал при задержанном отрицательном градиенте исходного видеосигнала, меньшем некоторого порога. 35

Как видно из фиг.2 (эпюры 21-23) сигнал дефекта характеризуется определенной последовательностью знака градиента, вначале при сканировании пос т у пае т положит ель ный перепад (фиг. 2) эпюра 23, момент времени t,z ), а за-, тем отрицательный перепад (фиг.2, эпюра 22, момент времени ), данный признак используется для последующей селекции сигнала дефекта на выходе компараторов от сигналов склонов шва.45

Это осуществляется следующим образом.

Выходной сигнал первого порогового устройства 11, соответствующий положительному перепаду исходного видеосигнала, через последовательный ин- 50

Формационный вход заносится в первый универсальный сдвиговый регистр 13, число триггеров которого равно числу элементов разложения видеосигнала дефекта максимальных размеров. В момент 55 времени t2 (фиг. 2, эпюра 22 ) появле- ния единичного сигнала на выходе второго порогового устройства 12 (момент появления отрицательного градиента видеосигнала дефекта) единичный сигнал с прямого выхода любого триггера

60 первого универсального регистра 13 сдвига, соответствующий положительному градиенту видеосигнала дефекта, через схему ИЛИ 15 подается на второй вход схемы И 14, на первый вход которой подается единичный сигнал второго порогового устройства 12. В момент времени (фиг.2, эпюра 20) синхроимпульс с второго выхода синхрогенератора 18 распространяется через третий вход схемы И 14 по группе двухвходовых схем И 16 до j-й (в данном примере до второй), на первом входе которой присутствует нулевой сигнал с инверсного выхода соответствующего триггера первого регистра 13 сдвига (задержанный сигнал, соответствующий положительному градиенту видеосигнала дефекта). С выходов схем И 16 синхроимпульс подается на входы установки в единичное состояние соответствующих триггеров второго регистра 17 сдвига. Причем число триггеров, установленных в единичное состояние, соответствует числу элементов разложения видеосигнала дефекта от положительного перепада (градиента) до отрицательного перепада (градиента) — в приведенном примере двум элементам, так на фиг.2 (эпюры 24-27) приведены временные диаграммы состояний первого, второго, третьего и четвертого триггеров второго регистра 17 сдвига. Таким образом, на втором регистре 17 сдвига восстанавливается пространственный сигнал дефекта. Единичный .сигнал, соответствующий отрицательному градиенту видеосигнала, с выхода второго порогового устройства подается также на управляющий вход первого универсального регистра 13 сдвига и переводит его в режим параллельной записи. С приходом следующего синхроимпульса на синхронизирующий вход первого универсального регистра 13 сдвига (фиг.2, момент времени t, эпюра 19) в его триггеры по параллельным информационным входам записывается нулевой сигнал. При этом трехвходовая схема И 14 запирается по второму входу до появления следующего положительного градиента в видеосигнале. Восстановленный сигнал дефекта продвигается синхроимпульсами вправо по второму сдвиговому регистру 17 и с его последнего триггера подается на второй вход смесителя 7 и на выход дефектоскопа для управления.:исполнительными устройствами (отметчиком дефектов). На первый вход смесителя 7 подается задержанный в первой линии задержки исходный видеосигнал. С выхода смесителя

7 видеосигналы теневого изображения микроструктуры контролируемого объекта и меток дефектов подаются на видеоконтрольное устройство 8 для контроля оператором.

Использование введенных блоков и связей приводит к повышению надежности контроля качества сварных швов предлагаемым устройством по сравнению с известными. При этом в качест

1081489 ве дефектов будут выявляться положительные выбросы на видеосигнале шва, причем эа счет использования признака априорной известной последовательности чередования знака перепада (градиента) фронтов выброса видеосиг- 5 нала дефекта на определенном интервале времени, основания склонов шва, имеющие перепад одного знака, не будут выявляться в виде ложных дефектов. Выявляемость дефектов в пред- 10 лагаемом устройстве не зависит от длительности выброса, т.е. от размеров дефекта, а только от амплитуды перепада (градиента) фронтов видеосигнала дефекта и величины порога в по- g роговом устройстве. В известном устройстве обнаружение дефектов в видеосигнале шва осуществляется путем сравнения задержанного видеосигнала с видеосигналом, усредненным на некотором интервале времени. При этом выявляемость дефектов зависит от от-, ношения длительности выброса сигнала дефекта и времени усреднения, а уменьшение порога срабатывания компаратора с целью обнаружения малоконтрастных дефектов (амплитуда выброса видеосигнала дефекта мала) приводит к выявлению видеосигнала основания, склонов шва в виде ложных дефектов.

В предлагаемом устройстве указанные недостатки отсутствуют, что приводит .к повышению надежности контроля.

1081489

М

87

Фиг.2

Составитель В.Данилов

Редактор В.данко Техред Т.Дубинчак Корректор Г.Решетник

Закаэ 1538/37 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4