Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп

 

Изобретение относится к контролю качества материалов и может быть использовано для регистрации стадии предразрушения .металлов в процессе циклического нагружения изделия. Это позволяет предотвращать усталостные разрушения деталей и конструкций непосредственно в процессе их работы. Целью изобретения является повышение достоверности регистрации стадии предразрушения материала за счет сравнения законов изменения эхосигналов и сигналов от нагрузки. Напряжение , снимаемое с датчика уровня . нагрузки, подается на первый дифференцирующий блок и первый формирователь импульсов, где формируются еди-: ничные импульсы только на участках роста напряжения. Аналогичные прерб-. разования производятся с выделенными зхоимпульсными сигналами, поступающими с частотой синхронизации из вре-: менного селектора, пройдя через фильтр низких частот, второй дифференцирующий блок, второй формирователь импульсов. Для компенсации времени задержки, необходимого для прохождения акустических импульсов, импульсы с первого формирователя проходят через устройство задержки, состоящее из регистра сдвига и генератора тактовых импульсов. На устройстве сравнения, состоящем из двух инверторов, двух элементов совпадения и схемы ИЛИ, вьщеляются все интервалы времени роста и спада амплитуд эхосигналов. О стадии предразрушения материала судят по несовпадению законов изменения сигналов от нагрузки и эхосигналов. 2 ил. СЛ ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН

А1

„„Я0„„1260851 (5ц y G 01 N- 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ; «3 . д (2!) 3894807/25-28 (22) 14.05.85 (46) 30.09.86. Вюл. ¹ 36 (72) Ю.Г.Васенев, А.А.Ярославцев, А.О.Каксис и И.Г.Викулов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 953557, кл. С 01 N 29/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1165975, кл . G 01 N 29/04, 1985. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭХОИИПУЛЬСНЫЙ

ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к контролю качества материалов и может быть использовано для регистрации стадии предразрушения металлов в процессе циклического нагружения изделия. Это позволяет предотвращать усталостные разрушения деталей и конструкций непосредственно в процессе их работы.

Целью изобретения является повышение достоверности регистрации стадии предразрушения материала за счет сравнения законов изменения эхосигналов и сигналов от нагрузки. НапряН АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ жение, снимаемое с датчика уровня нагрузки, подается на первый дифференцирующий блок и первый формирователь импульсов, где формируются еди-. ничные импульсы только на участках роста напряжения. Аналогичные преоб-: разования производятся с выделенными эхоимпульсными сигналами, поступающими с частотой синхронизации из вре-: менного селектора, пройдя через фильтр низких частот, второй дифференцирующий блок, второй формирователь импульсов. Для компенсации вре мени задержки, необходимого для прохождения акустических импульсов, импульсы с первого формирователя проходят через устройство задержки, состоящее из регистра сдвига и генератора тактовых импульсов. На устройстве сравнения, состоящем из двух инверторов, двух элементов совпадения и схемы ИЛИ, выделяются все интервалы времени роста и спада амплитуд эхосигналов. 0 стадии предразрушения материала судят по несовпадению законов изменения сигналов от нагрузки и эхосигналов. 2 ил.

Ф. 12608

Изобретение относится к контролю качества материалов и может быть использовано для регистрации стадии . предразрушения материалов в процессе циклического нагружения изделия, что 5 позволяет предотвращать усталостные разрушения деталей и конструкций непосредственно в процессе их работы.

Целью изобретения является повышение достоверности регистрации стадии предразрушения материала за счет сравнения законов изменения эхосигналов и сигналов от нагрузки .

На фиг.1 представлена блок-схема ультразвукового эхоимпульсного дефек- 15 тоскопа; на фиг.2 — временные диаграммы (cl — работа устройства на начальных циклах нагружения изделия;

b и б — на стадии предразрушения материала). 20

Дефектоскоп. содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, ультразвуковой совмещенный преобразователь 3, усилитель-детектор 4 и временной селектор 5, формирователь

6 селектирующих импульсов, вход которого подключен к второму выходу синхронизатора 1, а выход — к второму входу временного селектора 5, после- 30 о довательно соединенные датчик 7 уровня нагрузки, первый дифференцирующий .блок 8, первый формирователь 9 импульсов, регистр 10 сдвига, первый инвертор 11, первый элемент 12 совпадения, схема 13 ИЛИ и индикатор 14 последовательно соединенные фильтр

-15 низких частот, вход которого связан с выходом временного селектора 5, второй дифференцирующий блок 16, вто- 40 рой формирователь 17 импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента 12 совпадения, второй инвертор 18 и второй элемент

19 совпадения, второй вход которого 45 связан с выходом регистра 10 сдвига., а аьпсод — с вторым входом схемы 13

ИЛИ, генератор 20 тактовых импульсов. выход которого подключен к второму входу регистра 10 сдвига. 50

Устройство работает следующим образом.

В процессе циклического нагружения изделия датчик 7 уровня нагрузки преобразует нагрузку в напряжение U, представленное диаграммой 21 (фиг.2).

Синхронизатор 1 запускает одновременно генератор 2 зондирующих им-.

51 2 пульсов и формирователь 6 селектирующего импульса. Затем преобразователь

3 возбуждает в нагружаемой детали ультразвуковые колебания, принимает эхоимпульсы, которые после прохождения усилителя-детектора 4 поступают на вход временного селектора 5. С помощью селектирующего импульса, вырабатываемого формирователем 6, во временном селекторе 5 выделяются эхосигналы от одного и того же отражателяпроточки (концентратора напряжений) в образце, в зоне которого накапливаются усталостные повреждения. Такие эхосигналы поступают с частотой следо-, вания синхроимпульсов на вход фильтра 15 низких частот, напряжение на выходе которого представлено диаграммой 22.

C выхода фильтра 15 низких частот напряжение Ц поступает на второй дифференцирующий блок 16, а затем на второй формирователь 17 импульсов.

Блоки 16 и 17 формируют единичные импульсы только на участках роста напряжения U . Аналогичные преобразоA вания напряжения U, снимаемого с датчика 7 уровня нагрузки, выполняют первый дифференцирующий блок 8 и первый формирователь 9 импульсов.Импульсы на выходе первого формирователя 9 представлены диаграммой 23, а на выходе второго формирователя с

17 — диаграммой 24.

Поскольку для регистрации стадии предразрушения материала необходимо сравнить законы изменения нагрузки (диаграмма 21) и эхосигналов (диаграмма 22), которые сдвинуты между собой на время, необходимое для прохождения акустических импульсов от концентратора до ультразвукового преобразователя 3, перед сравнением указанных законов-необходима компен-. сация времени задержки. Поэтому импульсы с выхода первого формировате ля 9 подаются на вход устройства задержки, состоящего из регистра 10 сдвига и генератора 20 тактовых импульсов. Требуемое время задержки устанавливается при настройке дефектоскопа путем регулировки частоты генератора 20.

Импульсы с выхода регистра 10 сдвига, представленные диаграммой 25, подаются на вход первого инвертора

11 с выхода которого импульсы, представленные диаграммой 27, поступают з 1260 на первый вход первого элемента 12 совпадения. На второй вход элемента

12 совпадения с выхода второго формирователя 17 поступают импульсы, представленные диаграммой 24. При совпа- 5 дении во времени импульсов 24 и 27 и: на первый вход схемы 13 ИЛИ подаются импульсы, представленные диаграммой 28.

На второй элемент 19 совпадения с выхода регистра 10 сдвига поступают импульсы, представленные диаграммой 25, а также импульсы с выхода второго инвертора 18, представленные диаграммой 26. В результате с выхода второго элемента 19 совпадения на второй вход схемы 13 ИЛИ подаются импульсы, представленные диаграммой 29.

При появлении на выходе схемы 20

13 ИЛИ импульсов, показанных на диаграмме 30, индикатор 14 сигнализирует о стадии предразрушения материала.

Формула изобретения

Ультразвуковой эхоимпульсный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразву- ЭО ковой совмещенный преобразователь, 851 4 усилитель-детектор и временной селектор, формирователь селектирующих им пульсов, вход которого подключен к

1 второму выходу синхронизатора а выход — к второму входу временного селектора, датчик уровня нагрузки и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности регистрации стадии предразруше-i ния материала, он снабжен последовательно соединенными первым дифференцирующим блоком, первым формирователем импульсов, регистром сдвига, первым инвертором, первым элементом совпаде-. ния и схемой ИЛИ, выход которой подключен к индикатору, последоBàòåëьно соединенными фильтром низких частот, вторым дифференцирующим блоком,.вторым формирователем импульсов, выход которого связан с вторым входом первого элемента совпадения, вторым ин" вертором и вторым элементом совпадения, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, а выход— с вторым входом схемы ИЛИ, генератором тактовых импульсов, подключенным к второму входу регистра сдвига, вход фильтра низких частот связан с выходом временного селектора, а вход пер- . вого дифференцирующего блока — с выходом датчика уровня нагрузки.

1260857

I ! с: .

-Репактор Л.Повхан

Заказ 5224/45 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород. ул.Проектная, 4

23

Щ

Л

Ж

Z7

28

29 зо

Составитель А.Елкин

Техред А„Кравчук Корректор E.Ñèðoõìàí