Устройство для ультразвукового контроля листов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОЮГО КОНТРОЛЯ ЛИСТОВ, содержащее последовательно соединенные синхронизатор , генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь , приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов. временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, к пикового детектора и регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля , оно снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором основного канала, первым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора , соединённого вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя строб-импульсов основного канала, схекш ИЛИ,.соединенной tg вторым входом с выходом пикового ) тектора основного канала, схемой запрета, соединенной вторым входом с синхронизатором, счетчика и регист ратора, к вторым дополнительным каналом , выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, и регист ратора, схема запрета основного кана ла соединена вторьм входом с выходом временного селектора первого дополнительного канала, а второй вход пикового детектора основного канала соединен с выходом формирователя строб-импульсов Toto же канала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) 0 01 Я 29 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ AM ИЗОБРЕТЕНИЙ И О РЫТИЙ (21 ) 3527969/25-28 (22) 24. 12. 82 (46 ) 23. 06. 84. Бюл. Р 23 (72) А.М. Грозман, П. Ф. Шаповалов и Е. В. Морозов (71 ) Всесоюз ный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материала Кишиневского производственного объединения

"Волна" (53) 620.179.16(088 ° 8) .(56 ) 1. Акимов A. A., Альпауль Е.A., Любшиц Б. Н. и др. Система ультразвукового контроля полосы для производства многослойных труб. — "Автоматизация металлургического производства", 1980, Р 9, с.67-72.

2 ° Ультразвуковая автоматизированная установка для контроля кромки листа "Прокат-9". Сб.реф.НИР и ОКР, 4с, сер. 13, Р 22, 17. ВНИИНК, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЛИСТОВ, содержащее последовательно соединенные синхро низатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, ир1 3 ар А временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, и пикового детектора и регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности конт. роля, оно снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором основного канала, первым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя строб-импульсов основой ного канала, схемы КПИ,.соединенной ю вторым входом с выходом пикового детектора основного канала, схемой запрета, соединенной вторым входом с сиикроиикатором, счетчика и регист С ратора, и вторым дополнительным каналом, выполненным в виде соединен- ф ных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, и регист ратора, схема запрета основного кана ла соединена вторым входом с выходом временного селектора первого дополнительного канала, а второй вход пикового детектора основного канала соединен с выходом формирователя строб-импульсов того же канала.

1099272

Изобретение отНосится к нераэрушащщему контролю иэделий и может быть использовано для ультразвукового

° контроля листов, полос.

Известно устройство для ультра звукового контроля полос методом нормальных волн, содержащее ультразвуковой преобразователь и дефектоскоп (1) .

Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля, обуслОвленная недостаточной чувствительностью нормальных волн к наиболее опасным дефектам типа расслоения кромки полосы. 15

Наиболее близким к изобретению по технической .сущности и достигаемому результату является устройство для. ультразвукового контроля листов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, и пикового детектора и регистратора (2)

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что не обеспечивается разделение влияния дефекта и акустического контакта на сигнал, поступающий на приемный преобраэî- 35 ватель.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Эта цель достигается тем, что устройство для ультразвукового конт- 4О роля листов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основ-45 ной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, и пикового детектора и регистратора, снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором основного канала, первым дополнительным каналом,выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, врем ного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым входом с 6О выходом формирователя строб-импульсов основного канала, схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом пикового детектора основного канала, схемы запрета, соединенной вторым 65 входом с синхронизатором, счетчика ч регистратора и вторым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем и регистратора, схема запрета основного канала соединена вторым входом с выходом временного селектора первого дополнительного канала, а второй вход пикового детектора основного канала соединен с выходом формирователя строб-импульсов того же канала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для ультразвукового контроля листов; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний, излучающий преобр аз ов атель 3, пр иемный преобразователь 4 н усилитель 5, основной измерительный канал б, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором 1 формирователя 7 строб-импульсов, временного селектора 8, соединенного вторым входом с усилителем 5, пикового детектора 9, соединенного с выходом временного селектора 7, схемы 10 запрета и регистратора 11, первый дополнительный канал 12, выполненный в ниде соединенных последовательно с синхронизатором 1 формирователя 13 строб-импульсов, временного селектора 14,. соединенного вторым входом с усилителем 5, пикового детектора

15, соединенного ьторым входом с выходом формирователя 7 строб-импульсов, схемы 1б ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом пикового детектора

9, схемы 17 запрета, соединенной вторым входом с синхронизатором 1, счетчика 18 и регистратора 19, и второго дополнительного канала 20, выполненного в виде соединенных последовательно с синхронизатором 1 формирователя 21 строб-импульсов, временного селектора 22, соединенного вторым входом с выходом усилителя 5, и регистратора 23, а второй вход схемы 10 запрета соединен с выходом временного селектора 14.

Временные диграммы (фиг. 2) содержат импульсы 24 синхронизатора 1 > импульсы 25 с выхода усилителя 5; прошедший "теневой" сигнал 26, эхо-сигнал 27 от кромки листа, либо от других препятствий, расположенных в зоне от места ввода колебаний в лист до его противоположной кромки; импульсы 28 с выхода формирователя 7 стробимпульсов основного канала б; импульсы 29 с выхода формирователя 13 стробимпульсов первого дополнительного

1099272 канала 12; импульсы 30 с выхода фор мирователя 21 строб-импульсов второго дополнительного канала 20; теневой сигнал 31 с выхода временного селектора 8 основного канала 6; импульсы 32 с выхода пикового детектора 10 основного канала 6; эхо-сигнал 33 с выхода временного селектора 14 первого дополнительного канала 12; импульс 34 с выхода схемы 10 запрета основного канала бу импульсы 35 с выхода пикового детектора 15 первого цополнительнОго канала 12; суммарный сигнал 36 с выхода схемы 16 ИЛИ; сигнал 37 на выходе схемы 17 запрета первого дополнительного канала 12.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы 24 синхронизатора 1 включают генератор 2 ультразнуковых колебаний и формирователи 7, 13, 21., 20 строб-импульсов. Генератор вырабатывает электрические импульсы, которые излучающим преобразователем 3 преоб разуются в акустические импульсы, вводимые в изделие 38 (лист). Излу- 25 чающий и приемный преобразователи 3 и 4 расположены симметрично относительно плоскости листа 38. Угол наклона преобразователей обеспечивает возбуждение и прием нормальной волны, ЗО распространяющейся от зоны расположения преобразователей у кромки листа до противоположной кромки. В зоне распсложения преобразователей возбуждается также объемная волна, т.е. создаются усилйя для контроля кромки теневым методом. Ввиду того, что преобразователи подобраны для эффективного возбуждения нормальных волн, объемная волна возбуждается не оптимальным образом, но ее интенсивности достаточно для прознучинания листов небольшой толщины — до б мм.

Приемный преобразователь 4 в различные моменты времени принимает колебания, непосредственно прошедшие от излучающего преобразователя 3 через толщину листа 38 (прошедший

"теневой" сигнал), колебания, прошедшие через всю ширину листа 38 и отразившиеся от его края (эхо-сигнал 50 кромки), а также колебания, отрезанные от дефектов, расположенных между преобразователями и кромкой листа эхо-сигналы дефектов).

Акустические колебания, принятые приемным преобразователем 4, преобразуются им в электрические, усиливаются усилителем 5 и с его выхода в виде импульсов 25 поступают на входы временных селекторов 8, 14, 22 (уси- 60 литель 5 может иметь несколько выходов с различными коэффициентами усиления, в этом случае каждый из выходов подключается к одному из временных селекторов 8, 14 или 22), на другие входы которых поступают стробимпульсы 28-30 с выходов формирователей 7, 13, 21 строб-импульсов.

"Теневой" сигнал 31, выделенный временным селектором 8, и эхо-сигнал

33, отраженный от любого препятствия (дефект, кромка или другие неоднородности), выделенный временным селек- тором 14, поступают соответственно на заряд пиковых детекторов 9 и 15 основного и первого дополнительных каналов 6 и 12. Разряд пиковых детекторов 9 и 15 осуществляется передним фронтом строб-импульсов 28. Сигнал 32 с выхода пикового детектора 9 основного канала б, соотнетствующий "теневому" сигналу 26, поступает на инверсный вход схемы 10 запрета, на неинверсный вход которой поступает cur->ax 33. Импульс 34 на выходе схемы 10 запрета будет только в том случае, если при наличии сигнала 33 импульс 32 будет отсутствовать.

Таким образом, если в листе 38 между преобразователями 3 и 4 появится дефект, например расслоение, то "теневой" сигнал не сможет пройти на приемный преобразователь 4, а эхо-сигнал, отраженный от препятствия кромки, дефекта и т.д.) будет принят этим преобразователем, если акустический контакт не нарушен. Импульс 34 включает регистратор 11, который фиксирует дефект по "тени", т.е. признаком дефекта Io "тени" является отсутствие прошедшего "теневого" сигнала и наличие эхо-сигнала в первом дополнительном канале.

Кроме того, импульс 32 с выхода пикового детектора 9 поступает на вход схемы 16 HJIH, на второй вход которой поступает импульс 35 с выхода пикового детектора 15, соответствующий эхо-сигналу, отраженному от кромки, либо другого препятствия. Суммарный сигнал Зб с выхода схемы 16 ИЛИ поступает на инверсный вход схемы 17 запрета, на неинверсный вход которой поступают импульсы 24 с выхода синхронизатора 1. Сигнал 37 на ныходе схемы 17 запрета, соответствующий нарушению акустического контакта, будет только в том случае, если при наличии импульса 24 сигнал 36 отсутствует. Так как синхроимпульсы поступают регулярно, то сигнал 37 о. нарушении акустического контакта формируется только тогда, когда отсутствуют как прошедший "теневой" сигнал, так и эхо-сигнал 27 в первом дополнительном канале, отраженный от препятствия. Сигнал 37 поступает на вход регистратора 19, который фиксирует потерю акустического контакта, через счетчик 18, последний вводится для того, чтобы регистратор 19 мог реагировать на потерю акустического

1099272 г7

О

Ю

33

37

Фиа2

ВНИИПИ Заказ 4365/37 Тираж 823 Подписное

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

/ контакта как в одном такте, так и в нескольких подряд в зависимости от заданного коэффициента пересчета счетчика 18).

Эхо-сигналы от дефектов, выделенные селектором 22 н фиксируемые регистратором 23, на временной диаграмме не показаны.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность контроля листов за счет введения первого дополнительного канала, позволяющего разграничить ситуацию наличия дефекта от нарушения акустического контакта. При этом одним акустическим блоком осуществляется контроль всей ширины листа нормальными волнами и контроль кромки теневым методом, т.е. достигается упрощение конструкции акустического блока.