Способ ультразвукового контроля качества материалов и устройство для его осуществления

 

.1. Способ ультразвукового контроля качества материалов, заключающийся в том, что в изделие излучают упругие колебания в виде бинарной псевдослучайной кодовой последовательности , принимают :прошедшие через изделие колебания, сравнивают характеристики излученных и принятых колебаний и по времени прохождения колебаний определяют качество изделия , отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, упругие колебания излучают в виде пачки фазоманипулированной и псевдослучайной кодовой последовательности.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН (5l)4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

l (21) 3728707/25-28 (22) 06.03.84 (46) 07.11.85. Бюл. Ф 41 (72) В.Я. Семенов (53) 620. 179,16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 587394, кл. С 01 М 29/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 957099, кл. G 01 N 29/04, 1982. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ ультразвукового контроля качества материалов, заключаю„„SU„„» О254 щийся в том, что в изделие издучают упругие колебания в виде бинарной псевдослучайной кодовой последовательности, принимают проюедюие через изделие колебания, сравнивают характеристики излученных и принятых колебаний и по времени прохождения колебаний определяют качество изделия, отличающий с я тем, что, с целью повьппения достоверности контроля, упругие колебания излучают в виде пачки фазоманипулированной и псевдослучайной кодовой последовательности.

1190254

2. Устройство для ультразвукового контроля качества материалов, содержащее генератор псевдослучайной кодовой последовательности, аналоговый ключ, последовательно соединенные пьезопреобразователь и первый усилитель и измеритель време4 ни, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными генератором синусоидальных колебаний и формирователем прямоугольных импульсов, выходом подключенным к входу генератора псевдослучайной кодовой последовательности, схемой формирования периода последовательности, входом подключенной к йервому выходу генератора псевдослучайной кодовой последовательности, а выходом - к первому входу

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может. быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности. 5

Целью изобретения является повышение достоверности контроля качест-, ва материалов за счет повышения помехоустойчивости контроля °

На чертеже приведена блок-схема 10 ультразвукового устройства для контроля качества материалов .

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидальных колебаний, формирователь 15

2 прямоугольных импульсов, генератор 3 псевдослучайной кодовой последовательности схему 4 формирования периода последовательности, аналоговый ключ 5, усилитель 6 мощности, 20 пьезопреобразователь 7, первый усилитель 8, демодулятор 9, вторым входом подключенный к второму выходу .генератора 1 синусоидальных колебаний, второй усилитель 10, 25 фильтр 11 низких частот, усилительограничитель 12 оптимальный фильтр

13 и измеритель 14 времени, балансный модулятор 15, первым входом подключенный к второму выходу геаналогового ключа, балансовым модулятором, первым входом подключенным к второму выходу генератора синусоидальных колебаний, вторым входом — к второму выходу генератора псевдослучайной кодовой последовательности, а выходом — к второму входу аналогового ключа, усилителем мощности, включенным между аналоговым ключом и пьезопреобразователем, и последовательно.соединенными демодулятором, первым входом подключенным к выходу первого усилителя, а вторым входом к второму выходу генератора синусоидальных колебаний, вторым усилителем, фильтром низких частот, усилителем-ограничителем и оптимальным фильтром, выходом подключенным к измерителю времени.

2 нератора 3 псевдослучайной кодовой последовательности, вторым входом к второму выходу генератора I синусоидальных колебаний, а выходом к второму входу аналогового ключа 5.

Способ осуществляется следующим образом..

Из колебаний генератора 1 синусоидальной формы формируются прямоугольные импульсы формирователем 2, которые подаются на генератор 3 псевдослучайной кодовой последовательности. Из непрерывной кодовой последовательности схемой

4 формирования периода последовательности создается последовательность импульсов, которая определя= ет период пропускания ключа 5.

Колебания синусоидальной формы с генератора 1 подаются на балансный модулятор 15, где они модулируются псевдослучайной кодовой последовательностью с генератора 3 и поступают на вход аналогового ключа 5, выход которого подается на усилитель б мощности и-далее на пьезопреобразователь 7 и объект контроля.

Прошедшие через объект кочтроля колебания принимаются пьезопреоб11 90254 4 создающаяся на основе элементов

ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ЕЛИ. Апериодические кодовые последовательности, которые может генерировать и разрядный регистр сдвига, имеют разрядность 1 = 2"-1 бит. С помощью 4-разрядного регистра сдвига можно, следовательно, получить псевдослучайную последовательность с максимальной

10 длиной 15 бит.

Предположим, что регистр сдвига находится в состоянии 9„= 1 и 2 = з = Й4 = О. При поступлении первого тактового импульса информация сдвигается на разряд вправо. После первого тактового импульса получаем состояние Q2- 1, Я = Q> - G = О. После второго тактового импульса в регистр сдвига

2р опять будет введен нуль, получим состояние 8 = 1 и Q = 6 2 = Qq = 0 но при этом на входе 101 будет 1.

В результате в следующем такте вводится единица, т.е. Я„ Q

25 и Az --?g = О .

15-й тактовый импульс опять устанавливает исходное состояние.

Кроме того, схема снабжена логическим устройством, исключающим запрещенное состояние 0000, которое блокирует работу при включении или сбое.

Так как в нормальном режиме состояние.0000 не возникает, введенй дополнительные логические элементы

35 не нарушают процесс функционирования.

Вследствие применения сложных сигналов с хорошими корреляционными

4О свойствами и базой 2 1" т >> 1 (где Т— длительность, à F — спектр сигнала) согласованной фильтрации, сопровождающейся эффектом сжатия сигнала во времени, получается значительный выигрыш в чувствительности, разрешающей способности и помехоустойчивости во столько раэ, во сколько расширяется база сложного сигнала.

3 разователем 7 и усиливается первым малошумящим усилителем 8 и поступа- ют на демодулятор 9, на который также подается напряжение с генератора 1. . Демодулятор 9 из фазоманипулированного синусоидального сигнала выделяет псевдослучайную кодовую последовательность в виде прямоуголь ных импульсов. Далее эта последовательность усиливается вторым усилителем 10, фильтруется в фильтре

11 низкой частоты и через усилительограничитель 12 подается на цифровой оптимальный фильтр 13, содержащий регистр сдвига, соединенный с набором инверторов, все выходы которых подключены к сумматору.

Предварительно регистр цифрового оптимального фильтра 13 настраивается на принимаемую последовательность путем соединения выхода каждого триггера регистра с сумматором. Если данный триггер должен принять 1, то используется прямой выход, а если — О, то сигнал инвертируется инвертором. Причем первый от входа триггер согласовывается с последним элементом последовательности, а последний — с первым элементом. После того, как сигнал, начиная с первого элемента, заполнит весь регистр, все напряжения, поступающие по отводам на вход сумматора, складываются в фазе и на выходе формируется напряжение максимальной амплитуды. Сигнал с оптимального фильтра 13 подается на измеритель 14 времени, где измеряется интервал времени между откликом согласованного фильтра на сигнал, поданный непосредственно с усилителя 6 мощности, и сигнал, прошедший через объект контроля.

Для генерации псевдослучайных последовательностей применен регистр сдвига, в который определенным образом введена обратная связь, Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6971/45

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.Составитель.Л.Иванов-йиц

Редактор Л.Гратилло Техред О.Неце Корректор С.Черни