Ультразвуковой дефектоскоп

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий соединенные последовательно генератор опорной частоты, делитель частоты, первьй ключ и регулятор длительности импульсов., соединенный с вторым входом первого ключа, перестраиваемый генератор, соединенные последовательно блок выбора сигнала , усилитель, усилитель мощности, излучатель, приемник, предварительный усилитель, измеритель затухания, соединенный вторым входом с выходом усилителя мощности, и индикатор и. включенный между предварительным усилителем и вторым входом индикатора Измеритель задержки сигнала, о тличающийся тем, что, с целью повьппения достоверности контроля , он снабжен блоком управления, вьтолненным в виде соединенных последовательно с регулятором длительности импульсов второго ключа, соединенного вторым входом с вьЬсодом делителя частоты, первого переключателя, первого счетчика и третьего ключа, соединенного вторым входом с выходом второго ключа, выходом - с блоком выбора сигнала, соединенных последовательно с делителем частоты первьм триггером и формирователем непрерывного сигнала, подключен1 ого вторым входом к выходу перестраиваемого генератора , выходом - к второму входу кл блока выбора сигнала, и соединенных последовательно с перестраиваемым генератором второго переключателя, подключенного вторым входом к выходу делителя частоты, и второго счетчика, соединенного с третьим входом индикатора , и нелинейным функциональным преобразователем, выполненным в виде ел соединенных последовательно с предва00 рительным усилителем вспомогательного о усилителя, политрона, основного усилителя и интегратора, подключенного к четвертому входу индикатора.

ае а) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И\

РЕСПУБЛИК

ЗШ1 С. 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3532859/25-28 (22) 03.01.83 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) Е,A. Кавешников, В.Т. Мельников, Б.А, Кузнецов, И.П. Архипов и Г.М. Ермолаев (53) 620. 179. 16(088.8) (56) 1. Ультразвук.. Маленькая энциклопедия, М., "Советская энциклопедия", 1979, с. 106.

2. Ультразвуковой дефектоскоп

ДУК-20. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кишинев, ВНИИНК, 1971 (прототип). (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий соединенные последовательно генератор опорной частоты, делитель частоты, первый ключ и регулятор длительности импульсов, соединенный с вторым входом первого ключа, перестраиваемый генератор, соединенные последовательно блок выбора сигнала, усилитель, усилитель мощности, излучатель, приемник, предварительный усилитель, измеритель затухания, соединенный вторым входом с выходом усилителя мощности, и индикатор и включенный между предварительным усилителем и вторым входом индикатора Измеритель задержки сигнала, о тличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен блоком управления, выполненным в виде соединенных последовательно с регулятором длительности импульсов второго ключа, соединенного вторым входом с выходом делителя частоты, первого переключателя, первого счетчика и третьего ключа, соединенного вторым входом с выходом второго ключа, выходом — с блоком выбора сигнала, соединенных последовательно с делителем частоты первым триггером и формирователем непрерывного сигнала, подключенцого вторым входом к выходу перестранваемого генератора,выходом — к второму входу блока выбора сигнала, и соединенных последовательно с перестраиваемым генератором второго переключателя, подключенного вторым входом к выходу делителя частоты, и второго счетчика, соединенного с третьим входом индикатора, и нелинейным функциональным преобразователем, выполненным в виде соединенных по "ледовательно с предва- рительным усилителем вспомогательного усилителя, политрона, основного усилителя и интегратора, подключенного к четвертому входу индикатора.

1 11О ап 2

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано преимущественно для выявления локальных дефектов в материалах с большим затуханием. 5

Известен ультразвуковой дефектоскоп содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор, излучатель, приемник, усилитель и индикатор (1j .

Недостатком данного дефектоскопа является низкая достоверность контро ля, обусловленная тем, что контроль осуществляется по одному параметру ультразвукового сигнала — его ампли- $5 туде.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий соединен- 20 ные последовательно генератор опорной частоты, делитель частоты, первый ключ и регулятор длительности импульсов, соединенный с вторым входом первого ключа перестраиваемый генератор,25 соединенные последовательно блок выбора сигнала, усилитель, усилитель мощности, излучатель, приемник, предварительный усилитель, измеритель затухания, соединенный вторым входом 3Q с выходом усилителя мощности, и индикатор и включенный между предваритель ным усилителем и вторым вхо ом индикатора измеритель задержки сигнала f2).

Недостатком известногодефектоскопа является низкая достоверность конт- роля, обусловленная тем, что о наличии дефекта судят по одному параметру ультразвукового сигнала — его амплитуде, что не позволяет уверенно 4О выявлять локальные дефекты, особенно в материалах с большим затуханием.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

Указанная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий соединенные последовательно генератор опорной частоты, целитель частоты, первый ключ и регулятор длительности импульсов, соединенный с вторым входом первого ключа перестраиваемый генератор, соединенные последовательно блок выбора сигнала, уси-. литель, усилитель мощности, излучатель, приемник, предварительный уси- Ы литель, измеритель затухания, соединенный вторым входом с выходом усилителя мощности, и индикатор и включенный между предварительным усилителем и вторым входом индикатора измеритель задержки сигнала, снабжен блоком управления, выполненным в виде соединенных последовательно с регулятором длительности импульсов второго ключа, соединенного вторым входом с выходом делителя частоты, первого переключателя, первого счетчика и третьего ключа, соединенного вторым входом с выходом второго ключа, выходом — с блоком выбора сигнала, соединенных последовательно с делителем частоты первым триггером и формирователем непрерывного сигнала, подключенного вторым входом к выходу перестраиваемого генератора, выходомк второму входу блока выбора сигнала, и соединенных последовательно с перестраиваемым генератором второго переключателя, подключенного вторым входом к выходу делителя частоты, и второго счетчика, соединенного с третьим входом индикатора, и нелинейным функциональным преобразователем, выполненным а виде соединенных последовательно с предварительным усилителем вспомогательного усилителя, политрона, основного усилителя и интегратора, подключенного к четвертому входу индикатора.

Измеритель затухания ультразвукового дефектоскопа выполнен в виде соединенных последовательно с усилите" лем мощности аттенюатора, первого преобразователя напряжение-частота и третьего счетчика, подключенного к первому входу индикатора, и соединенных последовательно с предусилителем второго преобразователя напряжениечастота и четвертого счетчика, подключенного к пятому входу индикатора, а измеритель задержки сигнала выполнен в виде соединенных последовательно второго триггера, подключенного вторым входом к выходу первого преобразователя напряжение-частота, четвертого ключа, соединенного вторым входом с выходом делителя частоты, и пятого счетчика.

На чертеже представлена структурная схема дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит соединенные последовательно генератор 1 опорной частоты, делитель

2 частоты, первый ключ 3 и регулятор

4 длительности импульсов, соединенный с вторым входом первого ключа 3

5807

55 э »о перестраиваемый генератор 5, соеди1ненные последовательно блок 6 выбора сигнала, усилитель 7, усилитель 8 мощности, излучатель 9, приемник 10, предварительный усилитель 11, измеримери- 5 тель 12 затухания и индикатор 13 и включенный между предварительным усилителем 11 и вторым входом индикатора 13 измеритель 14 задержки сигнала блок 15 управления, выполненный в ви- 10 де соединенных последовательно с регу лятором 4 длительности импульсов второго ключа 16, соединенного вторым входом с выходом делителя 2 частоты, первого переключателя 17, первого 15 счетчика 18 и третьего ключа 19, соединенного вторым входом с выходом второго ключа 16, выходом — с блоком

6 выбора сигнала, соединенных последовательно с делителем 2 частоты пер-20 вым триггером 20 и формирователем 21 непрерывного сигнала, подключенного вторым входом к выходу перестраиваемого генератора 5, выходом — к второму входу блока 6 выбора сигнала, 25 и соединенных последовательно с перестраиваемым генератором 5 второго переключателя 22, подключенного вторым входом к выходу делителя 2 частоты, и второго счетчика 23 соединен9 30 ного с третьим входом индикатора 13, и нелинейный функциональный преобразователь 24, выполненный в виде соединенных последовательно с предварительным усилителем 11 вспомогательного усилителя 25, политрона 26, 35 основного усилителя 27 и интегратора 28, подключенного к четвертому входу индикатора 13.

Измеритель 12 затухания выполнен

40 в виде соединенных последовательно с усилителем 8 мощности аттенюатора

29

9, первого преобразователя 30 напряжение-частота и третьего счетчика 31 подключенного к первому входу индика. 45 тора 13, и соединенных последовательно с предварительным усилителем 11 второго преобразователя 32 напряжение-частота и четвертого счетчика 33, подключенного к пятому входу индикатора 13.

Измеритель 14 задержки сигнала выполнен в вице соединенных последовательно второго триггера 34, подключенного вторым входом к выходу первого преобразователя 30 напряжение-частота, четвертого ключа 35, соединенного вторым входом с выходом делителя 2 частоты, и пятого счетчика 36. ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

После включения ультразвукового де фектоскопа все триггеры и счетчики, входящие в его состав, обнуляются .

С генератора 1 опорной частоты (например, кварцевого генератора) поступает в делитель 2 частоты непрерывная последовательность прямоугольных импульсов строго определенной частоты. С выхода делителя 2 частоты последовательность импульсов частоты в и раз ниже поступает на вход первого триггера 20 блока 15 управления, на первый вход первого ключа 3, на второй вход второго ключа 16 и на второй вход четвертого ключа 35 измерителя 14 задержки сигнала.

Если для испытания изделия необходимо применить непрерывный сигнал

Ф то второй переключатель 22 устанавливают в первое положение (второй счетчик 23 подключают к выходу перестраиваемого генератора 5). Второй счетчик 23 преобразует синусоидальный аналоговый сигнал в последовательность прямоугольных импульсов такой же частоты и подсчитывает их . С выхода второго счетчика 23 результат измерения поступает в индикатор 13, где он дешифрируется и вЫсвечивается на цифровом табло. Вращая ручку настройки перестраиваемого генератора 5 по показаниям цифрового табло индикатора 13, устанавливают на выходе перестраиваемого генератора 5 требуемую частоту. При установке второго переключателя 22 во второе положение контролируют стабильность частоты генератора l опорной частоты, зто обычно делают перед началом испытаний. С выхода перестраиваемого генератора 5 сигнал поступает в формирователь 21 непрерывного сигнала, выполненный, например, в виде электронного ключа, который осуществляет формирова" ние посылки таким образом, чтобы можно было измерить задержку распростра- . нения сигнала в испытываемом изделии (или измерить скорость распространения сигнала в испытываемом изделии), Формирование посылки в формирователе

21 непрерывного сигнала производится следующим образом. С выхода первого триггера 20 сигнал поступает на первый вход (эмиттер транзистора) фов1105807 мирователя 21 непрерывного сигнала, а с выхода перестраиваемого генератора 5 — на второй вход (баэу транзистора). Таким образом, на время действия сигнала на первом входе фор.

1 мирователя 21 непрерывного сигнала синусоидальный сигнал (с коллектора транзистора) поступает в блок 6 выбо ра сигнала. Длительность посыпки (1; ) можно изменять, выбирая различные ко10 эффициенты деления делителя 2 частоты, Если для испытания изделия необходимо применить непрерывную последовательность импульсов, то блок 6 выбора сигнала подключают к выходу третьего ключа 19, при этом сигналы с выхода делителя 2 частоты поступают.яа первый вход первого ключа 3. На второй

et î вход, поступает синусоидальный сигнал с выхода перестраиваемого генератора 5. На выходе первого ключа 3 формируется последовательность прямоугольных импульсов с высокочастотным заполнением, поступающая в ре. гулфтор 4 длительности импульсов, 25 который позволяет производить дополнительно регулировку длительности импульсов (ь ). Регулятор 4 длительности импульсов может применяться в случаях, если необходимо, чтобы в импульсе укладывалось четное или нечетное число периодов несущей частоты, или требуется незначительно удлинить (уменьшить) длительность импульсов. С выхода регулятора 4 дли- 35 тельности импульсов сигнал проходит через второй 16 и третий 19 ключи в блок 6 выбора сигнала, при этом если первый переключатель 17 находится в положении "Включено", то в зави- 40 симости от того, какое число занесено в первый счетчик 18,,такое же число импульсов поступит в блок 6 выбора сигнала, Если требуется выдать в блок 6 выбора сигнала непрерывную 5 последовательность импульсов, то вход первого переключателя !7 отключают от выхода второго ключа 16.

Если для испытания изделия яеобхо- э0 димо излучить несколько прямоугольных импульсов или один, то первый счетчик 18 через первый переключатель

I7 подключают к выходу второго ключа 16, при этом второй вход первого 55 ключа 3 отключается от выхода перестраиваемого генератора 5 и заземляет ся.

Таким образом, импульсы с выхода первого ключа 3 поступают на вход регулятора 4 длительности импульсов, где они подстраиваются по длительности, а затем с его выхода на первый вход второго ключа 16. В такт с опорными импульсами, поступающими на второй вход второго ключа 16, сфор. мированные импульсы поступают на первый вход третьего ключа 19 и через первый переключатель 17 в первый счетчик 18. В первом счетчике 18 предо варительно устанавливается количество импульсов, которое должно быть выдано в блок 6 выбора сигнала. Импульсы с выхода второго ключа 16 поступают через третий ключ 19, открытый сигналом с выхода первого счетчика 18, в ячейку блока 6 выбора сигнала, одновременно с этим первый счетчик 18 считает занесенное в него число импульсов,- а затем снимает напряжение с второго входа третьего ключа 19, который закрывается, и поступление импульсов в блок 6 выбора сигнала прекращается.

С выхода блока 6 выбора сигнала сформированный сигнал поступает в усилитель 7, а затем в усилитель 8 мощности, где осуществляется усиление сигнала по мощности до требуемой величины. С выхода усилителя 8 мощности сформированный сигнал поступает в излучатель 9, а затем в испытываемое изделие. Пройдя испытываемое изделие (не показано), сигнал поступает в приемник 10, а затем в предварительный усилитель 11, где происходит его предварительное усилеяие до требуемой величины. С выхода предварительного усилителя tt сигнал поступает в измеритель 14 задержки сигнала, нелинейный функциональный преобразователь 14 и измеритель 12 затухания.

С выхода усилителя 8 мощности сигнал поступает в аттенюатор 29, где ослабляется до заранее установленной величины а затем в первый преобразователь 30 напряжение-частота измерителя 12 затухания, где аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код.

С выхода первого преобразователя 30 напряжение-частота сигнал поступает в третий счетчик 31, где запоминается, а также на вход второго триггера 34 измерителя 14 задержки сигнала, данный триггер устанавливается в положение "1" и подает положительное откры"

11О58О7

EBGKH Заказ 5593/34 7ираж 823 Подни свое an NK "Пагеет", t .Ужгород, ул.Проектная, вающее напряжение на первый вход четвертого ключа 35. Счетные импульсы с делителя 2 частоты, поступающие на второй вход четвертого ключа 35, начинают проходить в пятый счетчик 5

36 и фиксироваться в нем. Как талька на выходе предварительного усилителя

11 появляется передний фронт принятого сигнала, второй триггер 34 устанавливается в положение О", четвертый ключ 35 закрывается и на пятый счетчик 36 прекращают поступать счетные импульсы. Таким образом, происходит измерение задержки сигнала в испытываемом изделии. Сигнал, поступающий 15 во второй преобразова-.åëü 32 напряжение-частота с выхода предварителънога усилителя 11, преобразуется в цифровой код и фиксируется в четвертом счетчике 33. Сигнал с выхода предваритель- 10 ного усилителя 11 также поступает на вход вспомогательного усилителя 25 и усиленный да требуемой амплитуды поступает в палктран 26 нелинейного функциальнаго преобразователя 24. Поли- 2 трон 26 представляет собой электронную лампу, например, ЛФ9Г, предназначенную для использования в качестве основного элемента нелинейных функциональных преобразавателек с рабочими 30 частотами до 1 МГц. С коллекторных пластин палктрона 26 сигналы постулакт в основной усилитель 27, где происхо— дит их окончательное усиление, и эатем в интегратор 28, где полученный результат интегрируется и запоминается в счетчике, входящем в состав интегратора 28. Зятем путем опроса вводных цепей (например, при помощи перек.мчателя), подключенных к индикатору, считывают; кзлученную частоту, поступающую с выхода второга счетчика 23; амплитуду излученнога сигнала с учетам коэффициента ослабления в аттенюатаре 29, поступающую с выхода счетчика 31; амплитуду принятого сигнала, поступающую с выхода четвертого счетчика 33, с учетом коэффициента усиления в предварктельнам усилителе 11, величину адержки распространения сигнала в испытываемом изделии с выхода пятого счетчика 36; результат вторичной обработки сигнала с выхода счетчика, входящего в состав интегратора

28 нелинейного функционального преобразователя 24.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность ультразвукового контроля. Предлагаемый блок управления обеспечивает выбор оптимальнага режима контроля, а нелинейный функциональный преобразователь г.азваляет с более высокой, чем в известных устройства", вероятностью вь челять сигнал иэ помех, что особенно ьажнo при выянлснки локальных дефектов в материалах с большим затуханием