Устройство для ультразвукового контроля материалов и изделий

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля многослойных конструкций, изделий с большим затуханием ультразвука., а также сварных соединений. Цель изобретенияповьпиение достоверности контроля за счет учета параметров амплитудного и фазового спектров сложномодулированного эхосигнала, прошедшего через контролируемое изделие. В устройстве с помощью излучающего электроакустического преобразователя 2 осуществляют зондирование контролируемого изделия 13 сложномодулированным акустическим сигналом. Эхосигнал от дефектов принимают приемным электроакусаическим преобразователем 3, складьшают его с гармоническим сигналом и выделяют информативные параметры - амплитуду и фазу гармонической составляющей . Изменяя частоту опорного сигнала, определяют амплитудный и фазовый спектры принятого сигнала, по которым определяют вид, ориентацию и геометрические параметры дефекта.. , 1 ил. с (Л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 G 01 N 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4183013/25-28 (22) 19. 01. 87 (46) 07.08.88. Вюл. 9 29 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) N,В. Снегур-Грабовский и В.С, Еременко (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 834501, кл. G 01 N 29/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1114946, кл. G 01 N 29/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ (») Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля многослойных конструкций, изделий с большим затуханием ультразвука;:, а также сварных соединений. Цель изобретения— повышение достоверности контроля за счет учета параметров амплитудного и фазового спектров сложномодулированного эхосигнала, прошедшего через контролируемое изделие, В устройстве с помощью излучающего электроакустического преобразователя 2 осуществляют зондирование контролируемого изделия 13 сложномодулированным акустическим сигналом. Эхосигнал от дефек-. тов принимают приемным электроакустическим преобразователем 3, складывают его с гармоническим сигналом и выделяют информативные параметрыамплитуду и фазу гармонической сос" тавляющей. Изменяя частоту опорного сигнала, определяют амплитудный и фазовый спектры принятого сигнала, по которым определяют вид, ориентацию и геометрические параметры дефекта.

1 иле

141S181

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля многослойных конструкций, изделий с большим затуханием ультразвука, а также сварных соединений.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет учета параметров амплитудного и фазового спектров сложномодулированного эхосигнала, прошедшего через контролируемое изделие, На чертеже изображена блок-схема устройства для ультразвукового контроля материалов и изделий.

Устройство содержит генератор 1 сложномодулированных сигналов, излучающий электроакустический преобразователь 2, приемный электроакустический преобразователь 3, входной усилитель 4 и индикатор 5, последовательно соединенные генератор 6 опорного сигнала, аналоговый перемножитель 7 и индикатор 8, фазовращатель 9 25 последовательно соединенные второй аналоговый перемножитель 10, второй интегратор 11 и блок 12, второй выход генератора 1 сложномодулированных сигналов соединен с входом генератора 6 опорного сигнала, выход входного усилителя 4 подключен к первому входу аналогового перемножителя 7,вход фазовращателя 9 соединен с выходом генератора 6 опорного сигнала, выход входного усилителя 4 подключен к первому входу второго аналогового перемножителя 10, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя 9, выход первого интегратора 8 подключен к первому входу вычислительного блока 12, выход которого соединен с входом индикатора 5. Позицией 13 обозначено контролируемое изделие.

> 45

Вычислительный блок 12 состоит из двух аналого-цифровых преобразователей, например, типа ФЧ892, входы которых подключены к выходам интегра" торов 8 и 11 соответственно, а выходы соединены с индикатором 5. Вычислительный блок 12 может содержать

ЭВМ, например Д3-28, для оперативной обработки результатов измерений, Устройство работает следующим образом.

При запуске устройства генератор

1 сложномодулированных сигналов формирует сигнал, который можно представить в виде суммы гармонических составляющих и

П = .Е А. s in (d t (I)

j-с1

1 где А - амплитуда i-ой гармоничес"

1 кой составляющей; ь - ее частота.

Начальные фазы гармонических составляющих принимаем .равными нулю. Этот сигнал поступает на излучающий преобразователь.2 и распродтраняется в исследуемую среду 13. Сложномодулиро" ванные сигналы, принятые из среды приемным преобразователем 3, после предварительного усиления во входном усилителе 4 поступают на первые входы аналоговых перемножителей 7 и 10.

Спектр сложномодулированного сигнала, прошедшего через исследуемую среду или отраженного от дефекта (в зависимости от метода контроля), претерпе- . вает изменения — изменяются амплитуда и фаза гармонических составляющих:

>>

Нпр =MA;„sin(t+ct. ) (2) где А;„ - амплитуда «ой гармоничес1 п кой составляющей принятого сигнала;

Ц;„ — ее фаза.

На вторые входы аналоговых пере- > множителей поступают сдвинутые между собой на tf/2 моногармонические сигналы, формируемые с помощью генератора б опорного сигнала и фазовращателя 9: х " "А sin 4t t; о х> = Ао соз ыо ti

Причем генератор 6 опорного сигнала формирует сигнал, синфазный с генератором 1 сложномодулированногь сигнала.

Сигналы произведения с выходов аналоговых перемножителей 7 и 10 поступают на входы интеграторов 8 и 11.

После интегрирования данных произведений имеем: т

Е =- дхцп dtт 1 Пр

1 и

Aos intro t +A;„t>sin(tv;t+4 >> } > (3)

1. г

z, --3 x,Un dt

Ао со Яе t - A<

Е = о

0» при сд„Фм (7) Составитель Г. Максимочкин

Редактор Л. Гратилло Техред А.Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 3871/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 э 14151

° А А „ озЧ при ю,„=>e)(5) и z 2 О ®6 ®np

О, при ы,„Ф,;

"Определение информативных параметров - амплитуды и фазы гармонической сос10 составляющей, осуществляется вычислительным блоком 12 по формулам л - — Гг + г ;

tnnp. A о

1 arctg — . (8)

Z< 15 юар

Результаты измерения выводятся на индикатор 5. Изменяя частоту uf опорного сигнала, измеряют амплитудный и фазовый спектры принятого сигнала, по 20 которым определяют вид, ориентацию и геометрические параметры дефекта.

Предлагаемое устройство для ультразвукового контроля материалов и изделий позволяет .по сравнению с извест- 25 ным повысить достоверность контроля за счет выделения дополнительных информативных параметров - амплитудного и фазового спектра, что позволяет с высокой тбчностью класси4п+цировать дефекты, определять их ориентацию, глубину залегания и толщину исследуемых изделий.

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля материалов и изделий, содержащее генератор сложномодулированных сигналов, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, входной усилитель и индикатор, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, аналоговый перемножитель и интегратор, второй выход генератора сложномодулированных сигналов соединен с входом генератора опорного сигнала, а выход входного усилителя подключен к первому входу аналогового перемножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверHGcTH контроля, оно снабжено фазовращателем, последовательно соединенными вторьач аналоговым перемножителем,интегратором и вычислительным блоком, вход фазовращателя соединен с выходом генератора опорного сигнала, выход входного усилителя подключен к первому входу второго аналогового перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, выход первого интегратора подключен к первому входу вычислительного блока, выход которого соединен с входом индика» тора.