Ультразвуковое устройство для автоматического слежения за сварным швом

 

Изобретение относится к области испытаний материалов и изделий с помощью ультразвуковых колебаний, Цель изобретения - повышение н Адежности за счет исключения сбоев в работе каналов слежения, В устройстве с помощью двух каналов слежения осуществляется зондирование сварного шва с двух сторон с помощью электроакустических преобразователей 2 и 3. Эхо-сигналы от сварного шва анализируются в двух независимых каналах слежения, снабженных счетчиками 18 и 19 и ключами 20 и 21, уменьшающими вероятность сбоя в работе устройства . Сигнал управления механизмом 5 перемещения преобразователей относительно шва 4 снимается с выхода дифференциального усилителя 16, 1 ил, (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (511 4 G 01 N 29 04

1ф (;ggg g ((! -:.;

1 с,я! — — --- .!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3980494/25-28 (22) 19.09.85 (46) 23.12.86, Бюл. 1(47 (71) Челябинский трубопрокатный завод (72) В,К.Бронников, В.И.Леванов и М.А.Алферов (53) 620.179,16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 178152, кл. G 01 N 29/04, 1964.

Авторское свидетельство СССР

1(с 945781, кл, G О1 N 29/04, 1980. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОИСТВО gIIH АВТОМАТИЧЕСКОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА СВАРНЫМ ШВОМ (57) Изобретение относится к области испытаний материалов и изделий с помощью ультразвуковых колебаний, 1 Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения сбоев в работе каналов слежения, В устройстве с помощью двух каналов слежения осуществляется зондирование сварного шва с двух сторон с помощью злектроакустических преобразователей 2 и 3, Эхо-сигналы от сварного шва анализируются в двух независимых каналах слежения, снабженных счетчиками

18 и 19 и ключами 20 и 21, уменьшающими вероятность сбоя в работе устройства, Сигнал управления механизмом 5 перемещения преобразователей (относительно шва 4 снимается с вы" хода дифференциального усилителя 16, 1 ил.!

2!8699

Изобретение относится к испытаниям материалов и изделий с помощью ультразвуковых колебаний и может быть использовано при разработке систем автоматического ультразвукового контроля качества сварных швов, Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения сбоев в работе каналов слежения, I

На чертеже приведена структурная схема устройства для автоматического слежения за сварным швом.

Устройство содержит синхронизатор

1, два канала слежения, каждый из которых выполнен из электроакустического преобразователя (2,3), установленного на контролируемом объекте со швом 4, перемещаемого механизмом 5 и подключенного к выходу синхронизатора I последовательно соединенных генератора (6,7) зондирующих импульсов, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю (2,3), усилителя-ограничителя (8,9) и блока (10,11) стробирования, управляющий вход которого соединен с синхронизатором 1, формирователя (l2,13) импульсов и RS-триггера (14,15), общие для обоих каналов, последовательно соединенные дифференциальный усилитель 16, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам RS-триггеров Я4 и 15 каналов слежения, В каждом канале устройство содержит подключенный к выходу блока (10,11) (17, )8) импульсов, вход обнуления которого соединен с выходом синхронизатора 1, а выходы N первых счетных импульсов — с входом формирователя (12,13) импульсов, ключ (19,20), информационный вход которого соединен с выходом формирователя (12,13) импульсов, а выход — с первым входом RS-триггера (14,)5), второй вход которого подключен к выходу формирователя (12,13) импульсов, а выход N+1 счетного импульса счетчика (17,18) импульсов в каждом канале соединен с управляющим входом ключа (соответственно 19 и 20) другого канала, Кроме того на чертеже показано изделие 21 °

Устройство работает следующим образом, 1)злучение в изделие 21 со швом 4 зондирующих ультразвуковых импульсов слежения производится электроакустическими преобразователями 2 и 3 од5 повременно в каждом такте работы устройства, Отраженные от шв. 4 эхосигналы и прошедшие (теневые) сигналы поступают в каждом такте работы на усилители-ограничители 8 и 9, где они усиливаются и ограничиваются по амплитуде, преобразуясь в последовательность серий близких к прямоугольным импульсов, период которых равен периоду колебаний частоты заполнения зондирующих импульсов генераторов 6 и 7, а длительность каждой серии-длительности соответствующего импульса, Затем эти последовательности се20 рий прямоугольных импульсов поступа-. ют в блоки 10 и 11 стробирования, где из них выделяются серии прямоугольных импульсов, соответствующих эхо-импульсам от противоположных к соответствующим пьезопреобразователям валиков усиления сварного шва 4, При симметричном расположении пьезопреобразователей 2 и 3 относительно оси сварного шва серии пря30 моугольных импульсов, соответствующие эхо-импульсам от валиков усиления, появятся на выходах блоков 10 и II стробирования одновременно.

Выделенные серии прямоугольных импульсов поступают на входы счетчиков 17 и 18 импульсов, которые настраивают на счет последовательности из N импульсов (N меньше полного числа прямоугольных импульсов в серии), Последовательности из N прямоугольных импульсов подаются с N первых выходов счетчиков 17 и !8 на входы формирователей 12 и 13 импуль4Я сов каждого канала, которые формируют прямоугольные импульсы, равные по протяженности длительности этих серий, которые поступают на управляю щие входы ключей 19 и 20.

На информационные входы этих ключей поступают N+I импульсы с N+1-õ выходов счетчиков 17 и 18 противоположных каналов °

При симметричном положении пьезопреобразователей 2 и 3 относитель»о оси шва 4 N+I-е импульсы каждого канала приходят на информационные входы ключей )9 и 20 протиноположl?78699

Составитель Г,Максимочкин

Редактор А,Шандор Техред A.Кравчук

Корректор Т.Колб

Заказ 7575

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,уж прод, у.t..11р с ктная,4 ных каналов после окончания импульсов с выходов формирователей !2 и

13 импульсов, подаваемых на управляющие входы ключей 19 и 20, поэтому на их выходах и, соответственно, на первых входах триггеров 14 н 15 импульсов запуска не будет.

При смещении оси шва 4 относительно электроакустических преобразователей 2 и 3 на величину, при- 10 водящую к разнице во времени прихода эхо-импульсов от валиков усиления сварного шва в обоих каналах, равной периоду колебаний частоты заполнения зондирующих импульсов 15 генераторов 6 и 7, на выходе ключа

19 или 20 канала, преобразователь (2 или 3) которого расположен дальше от оси шва, появится запускающий сигнал для соответствующего тригге- 20 ра управления 14 или 15, Сигнал рассогласования с этого триггера, начало которого определяется моментом прихода эапускающего сигнала с ключа, конец — задним фронтом импульса с соответствующего формирователя (!2,!3) импульсов, а длительность пропорциональна величине смещения оси шва 4 относительно преобразователей 2 и 3, 30 поступает на вход дифференциального усилителя 16.

Сигнал рассогласования с выхода дифференциального усилителя 16 приводит в действие механизм 5 перемещения электроакустических преобразователей 2 и 3 относительно шва 4, Тем самым восстанавливается симметричное расположение преобразователей 2 и 3 относительно контролируе- 40 мого шва 4 и осуществляется автоматическое слежение за сварным швом 4, Преимуществом изобретения является то, что случайные помехи не приводят к сбоям в работе каналов 45 контроля, так как они не пропускаются счетчиками 17 и 18. Не приводит к сбоям в работе каналов контроля ширины шва при сохранении положения его оси (серии проходят в каналах одновременнО> cHI Hàë рас согласования отcóòствуе г) и нестабильность геометрии валика усиления (при временном пропадании любого эхо-импульса от валика усиления или обоих сразу сигнал рассогласования отсутствует), что повышает надежность работы устройства, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ! Ультразвуковое устройство для автоматического слежения за сварным швом, содержащее синхронизатор, два. канала слежения, каждый из которых выполнен из электроакустического преобразователя и подключенных к выходу синхронизатора последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю, усилителя-ограничителя и блока стробирования, управляющий вход которого соединен с синхронизатором, формирователя импульсов и

RS-триггера, общие для обоих каналов последовательно соединенные дифференциальный усилитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам RS-триггеров каналов слежения, и механизм перемещения электроакустических преобразователей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения сбоев в работе каналов слежения, оно снабжено в каждом канале слежения подключенным к выходу блока стробирования счетчиком импульсов, вход обнуления которого соединен с выходом синхрониз.-.тора, а выходы N первых счетных импульсов — с входом формирователя импульсов, и ключом, информационный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выходс первым входом RS-триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а выход (N+I) — ro счетного импульса счетчика импульсов в каждом канале соединен с управляющим входом ключа другого канала,