Устройство для ультразвукового контроля изделий

 

Изобретение относится ,к устройствам неразрушающего контроля ультразвуковым методом и может использоваться при контроле толстсстелных изделий . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения послойного контроля толстостенных изделий. В устройстве сигналом с выхода генератора 2 зондирующих импульсов возбуждается пьезопреобразователь 3. Сигнал возбуждения с выхода дополнительного электрода 6 через временной селектор 14, линию 11 задержки, усилитель 12 мощности и переключатель 13 вновь поступает на пьезопреобразователь 3. Многократное повторение указанного процесса приводит к накачке результирующего зондирующего акустического сигнала и его подстройке по частоте, что обеспечивает возможность послойного контроля толстостенных изделий. 1 ил. i сл .со о 00 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)4 С 01 N 29 04 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4002805/25-28 (22) 08.01.86 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (7!) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) А.В.Медведев и В.А.Прянишникова (53) 620.)79.!6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 46?126, кл. G 01 N 29/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 568010, кл. G Ol !с! 29/04, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля ультразвуковым методом и может использоваться при контроле толстостенных изделий. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения послойного контроля толстостенных изделий. В устройстве сигналом с выхода генератора 2 зондирующих импульсов возбуждается пьезопреобразователь 3. Сигнал возбуждения с выхода дополнительного электрода 6 . через временной селектор 14, линию

11 задержки, усилитель 12 мощности и переключатель 13 вновь поступает на пьеэопреобразователь 3. Многократное повторение укаэанного процесса приводит к накачке результирующего зондирующего акустического сигнала и его подстройке по частоте, что обеспечивает возможность послойного контроля толстостенных изделий. 1 ил .

1 13

Изобретение относится к устройствам неразрутающего контроля ультразвуковым методом качества изделий и может использоваться при контроле толстостенных изделий.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения послойного контроля толстостенных изделий.

На чертеже представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля изделий.

Устройство для ультразвукового контроля изделий содержит синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, пьезопреобразователь 3 с основными 4 и 5 и дополнительным 6 электродами, подключенйые к основному электроду 4 пьезопреобразователя

3 последовательно соединенные широкополосный усилитель 7, детектор 8 и индикатор 9, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, подключенные к выходу синхронизатора

1 последовательно подключенные программатор 10, линию 11 задержки, усилитель 12 мощности и переключатель .)3, второй вход которого соединен с выходом генератора 2 зондирующих импульсов, а выход — с основным электродом 4 пьезопреобразователя 3, и подключенный к дополнительному электроду 6 пьезопреобразователя 3 вре- менной селектор 14, выход которого соединен с управляющим входом линии

ll задержки, второй выход программатора 10 соединен с входом генератора

2 .зондирующих импульсов, а третий— с управляющими входами временного селектора 14 и переключателя 13. Позицией 15 на чертеже показано контролируемое изделие.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно изделие 15, подле жащее контролю, разбивается на опре деленное число слоев для проведения послойного поиска дефектов (не показаны). В зависимости от количества условных слоев для проведения послойного процесса дефектов с помощью программатора 10 устанавливают определенную программу включения каналов линии 11 задержки и длительность работы переключателя 13 и временного селектора 14, обеспечивающих определенное по величине амплитуды и частоты акустических зондирующих импульсов для равновероятного обнаружения

4 ки, создающей задержку в данном случае на время g, например /1/4 Ы (3 /2 в пределах длины волны упомянутых резонансных (с учетом нагрузки) колебаний пьезопреобразователя 3 ° Задер 0 жанные электрические колебания поступают на усилитель 12 мощности и усиленные, например, до величины амплитуды генератора 2 электрических зондирующих импульсов поступают на от крытый в это время сигналом с третьего выхода программатора 10 первый вход переключателя 13, при этом вход приема сигналов от основного генератора 1 закрыт, С его выхода электри5

40 дефектов, находящихся на различной глубине контролируемого изделия, т.е, в различных условных слоях. Чем выше частота акустических колебаний, тем на меньшее расстояние они распространяются, и, .наоборот, чем ниже частота и больше мощность (амплитуда) колебаний, тем на большую глубину они распространяются. Так, например,. для контроля толщины 400-500 мм иэделие разбивается условно, например на три условных слоя, После предварительной подготовки осуществляют поиск дефектов в каждом условном слое изделия.

Проверку качества приповерхностного слоя, непосредственно прилегающего к пьезопреобразователю 3, осуществляют высокочастотными акустическими зондирующими импульсами, .Устройством создают импульсы, например, удвоенной частоты колебаний пьезопреобразователя 3. Для этого первоначально генератор 2 электрических зондирующих импульсов, включаемый сигналом с второго выхода программатора 10, возбуждает ударным импульсом пьезопреобразователь 3 через основные электроды 4 и 5 и открытый вход переключателя 13. Возбужденный таким образом преобразователь 3 колеблется на частоте, близкой к его резонансной частоте в воздухе, но уже с поправкой, вносимой наличием акустической нагрузки — контролируемого изделия 15, при этом мехнические колебания в зоне дополнительного электрода 6 преобразуется снова в электрические сигналы такой же частоты и через открытый в это время сигналом с третьего выхода программатора

10 временной селектор 14 поступают на открытый программатором 10 вход (канал) регулируемой линии 11 задерж!

3088

3 ческ. е колебания поступают на еще продолжающий генерировать акустические колебания пьезопреобразователь 3 и складываются между собой с упомянутым сдвигом фазы, создавая при этом результирующие акустические колебания "видимой" удвоенной частоты. Эти колебания высокочастотные, что позволяет с высокой разрешающей способностью выявлять близко расположенные от- 1g носительно пьезопреобразователя дефекты.

Удвоение осуществляется из-за того что акустические колебания сжатия могут быть только в положительной об- !5 ласти при возбуждении пьезопреобразователя переменным напряжением, например, синусоидальной формы. В данном случае задержанные колебания располагаются между зонами сжатия акустических колебаний, возбужденных основным генератором 2, Поэтому результирующая (огибающая "видимая") их имеет большую частоту (примерно вдвое), чем создающие ее составляющие. Таким образом, созданные вынужденные колебания в пьезопреобразователе 3 последним излучаются в приповерхностный слой контролируемого изделия 15. При обнаружении дефекта, эхо-сигнал которого поступает на этот же пьезопреобразователь 3, в нем он превращается в электрические колебания и поступает на основные электроды 4 и 5, а с дополнительного электрода 6 — на вход регулируемой линии 11 задержки не поступает, так как вход временного селектора 14 в этом случае закрыт, поскольку сигнал на его управляющий вход с программа- 40 тора 10 не поступает, Электрический эхо-сигнал с основных электродов 4 и

5 поступает на приемный тракт (усилитель 7, детектор 8 и индикатор 9).

Далее усиленный и продетектированный 45 сигнал поступает на запускаемую синхронизатором 1 временную развертку (не показано) индикатора 9, где по времени прихода и амплитуде судят о величине и местонахождении обнаружен-1р ного дефекта.

Одновременно с этим из-за отсутствия сигнала от программатора 10 на переключателе 13 выход усилителя 12 мощности закрыт, а открыт выход основного генератора 2 электрических зондирующих импульсов для зондирования более глубинного условного слоя, например второго. Для этого сигналом о 1 4 синхронизатора 1 запускается программатор 10, который вначале запускает основной генератор 2 зондирующих импульсов, электрическим импульсом его возбуждается клк в первом случае пьезопреобрлзовлтель 3 нл своей резонансной частоте, которая склапывается из резонансной частоты работы ненагруженного пьезопреобразователя (на воздухе) и приращения частоты, обусловленного акустическим импедансом контролируемого изделия 15, С доголнительного электрода 6 электрический импульс этой частоты поступает через открытый в это время временной селектор 14 на вход регулируемой линии 11 задержки и в открытый программатором 10 канал, который создает нулевой или равный длине волны (Д ) сдвиг фазы этого сигнала относительно акустических колебаний в пьезопреобразовлтеле 3, возбужденных основным генератором 2, Это позволяет складывать упомянутые колебания в одной фазе, при этом наступает явление резонанса и результирующая амплитуда становится больше ее составляющих.

Создаются мощные уль развуковые колебания. Их величину можно увеличивать путем увеличения времени открытия временного селектора 14 программатором 10 и входа переключателя !3 на который поступают сигнллы с усилителя 12 мощности. В этом случае можно несколько раз пропускать сигналы с дополнительного электрода 6 через усилитель 12 мощности. Такая накачка результирующего акустического зондирующего импульса ограничена по амплитуде только параметрами теплового противодействия величине сжатия пьезопреобразователя 3 и исследуемой среды (изделия 15).

Для устранения такого ограничения при поиске дефектов в глубинных условных слоях формируют результирующий акустический зондирующий импульс путем многократного прохождения электрических сигналов с дополнительного электрода 6, задержанного открытым программатором 10 канала линии !1 задержки в пределах р /4 длины волны.

При многократном прохождении через открытые временной селектор 14, линию !1 задержки, усилитель 12 мощности и переключатель 13, задержлнные на указанную величину сигналов, осуществляется постепенная накачка результирующего зондирующего импульса

1308

Составитель И. Ардашева

Редактор Л. Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 1791/35

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 до необходимой мощности. При такой ступенчатой накачке удается избежать значительного теплового противодействия величине сжатия пьезопресбразователя 3 и зон возбуждения зондирующим импульсом контролируемого издулия 15.

Аналогичным образом предлагаемым устройством получают и низкочастотные акустические колебания, осущест- 10 вляя деление частоты, которое получается при выборе величины задержки, равной сдвигу фазы 180 этих колебаний, т.е. и /2.

Предлагаемое устройство позволяет получать на экране индикатора сигналы от дефектов, расположенных в различных слоях контролируемого изделия.

Формула изобретения 20

Устройство для ультразвукового контроля изделий, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, пьеэопреобраэователь с основными и дополнительным электродами, подклю89) 6 ченные к основному электроду пьезопреобразователя последовательно соединенные широкополосный усилитель, детектор и индикатор, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения послойного контроля толстостенных изделий, оно снабжено подключенными к выходу синхронизатора последовательно соединенными программатором, линией задержки, усилителем мощности и переключателем, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, а выход — с основным электродом пьезопреобразователя, и подключенным к дополнительному электроду пьезопреобразователя временным селектором, выход которого соединен с управляющим входом линии задержки, второй выход программатора соединен с входом генератора зондирующих импульсов, а третий — с управляющими вхбдами временного селектора и переключателя.