Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп

 

Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии изделий и может быть применено для контроля толстостенных труб, плит и других изделий. Целью изобретения является повышение достоверности за счет использования различных электронных каналов дпя определения маленьких и больших дефектов по сравнению с поперечным сечением звукового луча. Зондирующий звуковой импульс отражается от передней и задней стенок изделия и от дефекта, принимается пьезопреобразователе.м 14 и преобразуется в электрический сигнал. Одновременно блоком 2 задержки, формирователем 3 строб-импульса формируют задержанный строб-импульс, который пропускает для регистрации через селектор б только сигнал от маленького дефекта. При большом эхосигнале от дефекта селектор 6 блокируется, вьфабатывая при этом импульсы управления ключом 1.1. Сигналы для регистрации большого дефекта проходят через селектор 18. 3 ил. i С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ;СПУБЛИН др 4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4212728/25-28

-(22) 23.03.87 (46) 07.09.88. Бюл. Х 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) В.Ф.Кирияков, А.В.Карелин . и И.М.Станков (53) 620.179 ° 16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 888028, кл. G 01 N 29/04, 1979. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭХОИМПУЛЬСНЫЙ

ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии изделий и может быть применено для контроля толстостенных труб, плит и других .изделий. Целью изобретения является повышение достоверности за счет ис„„SU„„1422137 А1 пользования различных электронных каналов для определения маленьких и больших дефектов по сравнению с поперечным сечением звукового луча. Зондирующий звуковой импульс отражается от передней и задней стенок изделия и от дефекта, принимается пьезопреобразователем 14 и преобразуется в электрический сигнал. Одновременно блоком 2 задержки, формирователем 3 строб-импульса формируют задержанный строб-импульс, который пропускает для регистрации через селектор 6 только сигнал от маленького дефекта.

При большом эхосигнале от дефекта се- . лектор б блокируется, вырабатывая при. а этом импульсы управления ключом 1.1.

Сигналы для регистрации большого дефекта проходят через селектор 18.

3 ил.

1422137

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий и может быть применено для контроля толстостенных труб, плит и других изделий..

Целью изобретения является повышение достоверности за счет использования различных электронных каналов для определения маленьких и больших по сравнению с поперечным сечением эву" щ кового луча дефектов.

На фиг.1 изображена структурная схема дефектоскопа; на фиг.2 и 3— временные диаграммы, поясняющие принцип работы дефектоскопа .в статике и 15 динамике.

1 ч г

Дефектоскоп (фиг. 1) содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, первый блок -2 задержки, первый ф формирователь 3 строб-импульсов, первый селектор 4, второй формирователь

5 строб-импульсов, второй селектор 6 пиковый детектор 7, сглаживающий фильтр 8, дифференцирующую цепь 9, 25 триггер 10, ключ i 1 и сумматор 12.

Второй выход синхронизатора 1 соединен с генератором 13, нагруженным на . пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) 14, контактирующий с изделием 30

15 с дефектом через жидкость, например воду. Генератор 13 связан с последовательно соединенными усилителем

16, соединенным с вторым входом первого селектора 4, вторым блоком 17 задержки, выходом соединенным с входом второго селектора 6. Второй формирователь 5 строб-импульсов первым входом соединен с выходом первого формирователя 3 строб-импульсов, а выходом — с третьим селектором 18, соединенным с . вторым входом ключа

11. Синхронизатор 1 соединен выходом, с пиковым детектором 7. Выход второго селектора 6 соединен с сумматором 12. Выход второго блока 17 задер" жки соединен с третьям селектором 18.

Позицией 19 обозначены синхроимпульсы.

Дефектоскоп работает следующим об- 5» разом.

В момент времени 0 (фиг.2) генератор 13 возбуждает ПЭП 14. Часть энергии излученного импульса ультра55 звука отражается от ближней поверхности плиты (фиг.2, диаграмма 20, П -сигнал), а другая часть приникает н металл (зондирующий импульс). Часть энергии зондирующего импульса отража-, ется от поверхности дефекта д если

Э он попадает н диаграмму направленности ПЭП 14 (на.фиг.1 показано в ниде заштрихованной области металла плиты), а другая часть — от донной поверхности (фиг.2, Д -сигнал). Этосигналы 20 с выхода усилителя 16 поступают на вход первого селектора 4 и вход блока 17 задержки. С другого выхода синхронизатора 1 поступают синхроимпульсы на вход блока 2 задержки, на выходе которого формируется прямоугольный импульс 21. Заднему фронту этого импульса 21 соответствует импульс 22, используемый для запуска первого формирователя 3 стробимпульсон (импульсом 22 формируется передний фронт строб-импульса 23).

Строб-импульс 23 с выхода первого формирователя 3 строб-импульсов поступает на первый вход первого селектора 4 и первый вход второго формирова.теля 5 строб-импульсон,на выходе которого формируется строб 25 "Зона контро ля.Передние фронты строб-импульсов 23 и 25 совпадают. Одновибратор задержки ,обеспечивает непопадание П -сигнала в зону контроля (диаграмма 20); т.е. обеспечивает величину "ближней мертвой зоны" эходефектоскопа. Длительность строб-импульса 23 устанавливается вручную так, чтобы в зону этого стро" ба не попадал П -сигнал. На выходе первого селектора 4 появляется толь" ко Д„-сигнал, отделяемый от д„-сигнала с помощью порогового элемента, входящего в состав этого селектора.

Уровень срабатывания порогового элемента обозначим 0,5Д,, где Д вЂ” номинальная амплитуда донного эхосигнала.

Передний фронт Д „-сигнала (показан в ниде короткого импульса 24) используется для формирования заднего фронта строб-импульса "Зона контроля", поступающего на нторой вход селектора 6, на выходе которого выделяется только д -сигнал (диаграмма 27); С второго

1 выхода формирователя 5 строб-импульсов на второй вход селектора, 18 поступает строб-импульс 26 "Зона дна", пе" редний фронт которого формируется передним фронтом Д. -сигнала, а задний фронт устанавливается нручную. На первый вход второго селектора 6 н первый вход селектора 18 поступают эхосигналы с выхода блока 17 задержки, выбором постоянной времени которого

1422137

15

55 обеспечивается непопадание Д -сигнала

f в зону контроля, т.е. обеспечивается величина, дальней мертвой зоны" эходефектоскопа. На выходе селектора 18 выделяется только Д„-сигнал 28, при этом уровень порогового элемента третьего селектора 18 и порогового элемента селектора 6 устанавливается одинаковым.

Д -сигналы с выхода селектора 18

1 поступают на первый вход ключа 11, который закрыт. При наличии смещения

ПЭП 14 по оси Х и попадании в зону работы ПЭП 14 дефекта с каждым тактом синхроимпульсов диаграммы 29 на вход пикового детектора 7 .и вход сумматора

12 с выхода селектора 6 поступают д -сигналы диаграммы 30. Если ампли1 туды огибающей серии д„-сигналов диаграмм 30-35 и 39 не превышает 0,5Д (этот уровень на диаграммах 30-35 и

39 обозначен горизонтальной линией), то вся серия д -сигналов проходит на

1 выход сумматора 12, так как íà его второй вход ничего не поступает, ибо ключ 11 закрыт. В этом случае амплиту да множества Д -сигналов диаграммы

31 больше уровня 0,5Д, т.е. задний фронт строба "Зона койтроля" в каждом такте .синхроимпульса формируется передним фронтом Д,-сигнала. Серия расширенных д -сигналов диаграммы 32

1 с выхода пикового детектора 7 поступает на вход сглаживающего фильтра 8, а на выходе дифференцирующей цепи 9 в этом случае не формируются импульсы, так как огибающая серии д„-сигналов не имеет разрывов (функция А,1(Х) непрерывна).

Если деффект большой, то в некото*I

*рый момент времени t, на выходе усилителя 4 появляется д -сигнал (диаг1 р амма 5), амплитуда которо го больше

0,5Д, а амплитуда Д,-сигнала диаграммы 34 меньше 0,5Д„ и, следовательно, задний фронт строба "Зона контроля" формируется теперь передним фронтом д, -сигнала, так как он появляется на выходе первого селектора 4, а также на выходе третьего селектора

18. С момента t1 на выходе селектора

6 прекращается появление д „-сигналов и, соответственно, исчезают импульсы диаграыгы 36 на выходе пикового детектора 7, т.е, имеет место первый разрыв функции А д„(Х) (диаграмма 37), формируемой сглаживающим фильтром 8.

В момент первого разрыва на выходе дифференцирующей цепи 9 формируется первый импульс, например, отрицательной полярности (диаграмма 38).

При выходе большого дефекта из зоны работы ПЭП 14 амплитуда д -сиг1 налов уменьшается и в момент t q (диаграмма 35) становится меньше 0,5Д,, а амплитуда Д,-сигнала больше 0,5Д . т

Это приводит к тому, что продолжение серии д -сигналов появляется снова

1 на выходах селектора 6 и пикового детектора 7, т.е. имеет место второй разрыв функции А 1,(Х). В момент второго разрыва на выходе дифференцирующей цепи 9 формируется второй импульс, например, положительной полярности (диаграмма 38). Пара импульсов с выхода дифференцирующей цепи.9 поступает на вход триггера 10, с выхода которого прямоугольный импульс поступает на второй вход ключа 11 и отпирает его, обеспечивая прохождение больших д .-сигналов с выхода селек1 тора 18 на вход сумматора 12 (диаграмма 39) . С момента t на вход сумматора 12 вновь поступают д,-сигналы с выхода второго селектора 6, так как ключ 11 закрывается. Таким обра" зом, на выходе сумматора 12 имеется полная серия д,-сигналов и в случае появления большого дефекта. формула и з о б р е т е н и я

Ультразвуковой эхоимпульсный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и пьезопреобраэователь, последовательно сое4p, диненные первые блок задержки, подключенные входом к выходу синхронизатора, формирователь строб-импульсов и селектор, последовательно соединенные усилитель, вход которого подсоединен к выходу пьезопреобразователя, второй блок задержки и второй .селектор, второй формирователь строб-импульсов, первым выходом соединенный с вторым входом второго селектора, и дифференцирующий блок, а второй вход первого селектора соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными триггером, входом. соединенным с выходом дифференцирующего блока, ключом и сумматором, второй вход которого соединен с выходом второго селектора, последовательно сое5 14221 дииенными пиковым детектором, первый вход которого соединен с выходом второго селектора, а второй вход — с выходом синхронизатора, и сглаживающим фильтром, выходом подключенным к

5 дифференцирующему блоку, и третьим селектором, первым входом соединенным с выходом второго блока задержки, 37 вторым входом — с вторым выходом второго формирователя строб-импульсов, а выходом — с вторым входом ключа, первый вход второго формирователя строб-импульсов соединен с выходом первого формирователя строб-импульсов, а второй вход — с выходом первого селектора.

1422137

Составитель Б.Шустров

Редактор И.Шулла Техред А.Кравчук Корректор. В.сутяга

Заказ 4424/44 Тираж 847 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. р

У о о л. П оектная 4