Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

 

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано для контроля механических напряжений в материалах посредством измерения приращения времени распространения ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повьшение производительности, надежности и временной стабильности контроля за счет автоматизации процесса измерения скорости ультразвука, возможное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГУБЛИК (Ю (11) 298 А1 аа4 601 И 2904

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ1 И ОТКРЫТИЙ (21) 423 1165/25-28 (22) 16.04.87 (46) 30.11.88. Бюп. У 44 . (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов .129- В.М.Бобренко, Л.А.Лабутина, А.С.Рудаков и В.Л. Шарапановский (53) 620.179 ° 16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 431181, кл. G 01 М 29/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 577560, кл. G 01 Б 29/04, 1975. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано для контроля механических напряжений в материалах посредством измерения приращения времени распространения ультразвуковых колебаний.

Целью изобретения является повышение производительности, надежности и временной стабильности контроля за счет автоматизации процесса измереI ния скорости ультразвука, возможнос1298

144 ти автоматической калибровки приемного тракта и учета влияния дестабилизирующих факторов, Из блока 16 задания начальных параметров коды требуемых периода повторения генератора

2 зондирующих импульсов, длительности зоны нечувствительности, количества измеряемых временных интервалов, длительности измеряемого интервала, периода временных меток передаются посредством вычислительного блока 24 в соответствующие Регистры памяти, уп, рявляюкр е работой первого, второго и третьего таймеров 15 21, 27 и первого н второго счетчиков 8, 18. Эхосигналы в виде реверберяциончой посне0 довательности с выхода формирователя

4 импульсов через спусковой каскад 5 поступают на формирователь 6 временных интервалов и с выхода последнего на вход цифрового измерителя 12 скорости. Входящий в его состав вычислительный блок 24 осуществляет также выбор и установку значений управляющих начальных параметров. Подключенный к аналого-цифровому преобразователю 25 соответствующий датчик позволяет учитывать влияние внешних дестабилизирующих факторов. Третий таймер 27 формирует временные метки для калибровки приемного тракта. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано для контроля механических напряжеш и в материалах посредством измерения приращения времени распрост- 5

Ранения ультразвуковых колебаний (узк).

Целью изобретения является повышение производительности, надежности и временной стабильности контроля зя счет автоматизации процесса измерения скорости ультразвука, возможности автоматической калибровки приемного тракта и учета степенн влияния дестябилиэируюпр х факторов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, усилитель 3, Формирователь 4 импульсов, спусковой каскад 5, формирователь 6 временных интервалов, каскад 7 сброса и первый счетчик 8, выходом соединенный с вторым входом формирователя 6 временных интервалов а вторым входом с выходом Формирователя 4 импульсов, блок 9 индикации, первым и вторим входами соединенный соответственно с выходаьй усилителя и синхронизатоза ра 1, блок 10 задержки, включенный между вьг одом синхронизатора 1 и вторым входом спускового каскада 5, при этом второй вход каскада 7 сброса соединен с выходом блока 10 задержки, пьезоэлектрический преобразователь

11, соединенный с выходом генератора

2 зондирующих импульсов, цифровой измеритель 12 скорости, соединенный с выходом формирователя 6 временных интервалов, последовательно соединенные дешифратор 13, подключенный к первому выходу цифрового измерителя 12 скорости, первый регистр 14 и первый таймер 15 выходом соединенный с вторым входом формирователя 4 импульсов, блок 16 задания начальных параметров, последовательно соединенные второй регистр 17 и второй счетчик 18 и третий регистр 19 °

Синхронизатор 1 состоит из последовательно соединенных четвертого регистра 20, второй таймера 21 и генератора 22 тактовых импульсов, Выходом синхронизатора 1 является выход второго таймеРа 21.

Цифровой измеритель 12 скорости состоит из. последовательно соединенных преобразователя 23 интервал — код и вычислительного блока 24. Входом циФрового измерителя 12 скорости является первый вход преобразователя

23 интервал — код.

Второй выход дешифратора 13 соединен с первым входом четвертого регистра 20, третий выход - с блоком 16 задания начальных параметров, выход которого соединен с вторым входом вы1298

P з 144 числительного блока 24, а четвертый выход — с входом второго регистра 17.

Выход второго счетчика 18 соединен с вторым входом преобразователя 23 интервал-код. Пятый вьмод дешифрато5 ра 13 соединен с первым входом третьего регистра 19. Второй выход вычислительного блока 24 соединен с вторыми входами первого 14, второго

17,третьего 19 и.четвертого 20 регистров. Второй вход второго счетчика

18 соединен с выходом формирователя

6 временных интервалов. Второй вход первого таймера 15 соединен с выходом каскада 7 сброса, третий вход— с выходом генератора 22 тактовых импульсов, а четвертый вход — с выхо,дом усилителя 3, Выход третьего регистра 19 соединен с третьим входом первого счетчика 8. Аналого-цифровой преобразователь 25 между шестым выходом дешифратора 13 и третьим входом вычислительного блока 24. Последовательно соединенные пятый регистр

26 и третий таймер 27. включены между седьмым выходом дешифратора 13 и третьим входом формирователя 4 импульсов. Второй вход пятого регистра 26 соединен с вторым выходом вычислительного блока 24.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе производится процесс адаптации устройства к изделию, на втором — процесс контроля с заданной точностью.

На первом этапе из блока 16 за дания начальных параметров значения требуемых периода запуска генератора

2 зондирующих импульсов, длительности зоны нечувствительности, количества измеряемых временных интервалов, длительности измеряемого интервала и периода временных меток передаются в вычислительный блок 24 и далее в первый 14, второй 17, третий 19, четвертый 20 и пятый 26 регистры с помощью сигналов записи с соответствующих выходов дешифратора 13, который формирует их под управлением адресных сигналов с первого выхода вычислительного блока 24. По этим сигналам записи в данный момент времени производится запись кода, имеющегося на втором выходе вычислительного блока 24, в. регистр, на который подан сигнал записи. В четвертый регист

20 записывается код периода следова10

Ф ния синхроимпульсов с выхода второго таймера 21 в первый регистр 14 — код длительности эоны нечувствительности, вырабатываемый на выходе первого таймера 15, во второй регистр 17 — код, соответствуюп;ий количеству измеряемых временных интервалов, в третий регистр 19 — код, соответствующий ко эффициенту пересчета первого счетчика 8, а в пятый регистр 26 при необходимости загружается код, соответствующий периоду следования диагностирующих меток с выхода третьего таймера 27. Вырабатываемые вторым таймером 21 синхроимнульсы заданного периода следования поступают на вход блока 10 задержки, на второй вход блока 9 индикации, осуществляя его синхронизацию, а также на вход генератора 2 зондирующих импульсов, Сигнал с выхода блока 10 задержки подготавливает к работе спусковой каскад 5 и каскад 7 сброса. Сигнал с выхода последнего разрешает работу первого таймера 15 и первого счетчика 8. Генератор 2 зондирующих импульсов вырабатывает импульсы воэбуядения пьезоэлектрического преобразователя 11, установленного на изделии

28. Принятые колебания преобразуются пьезоэлектрическим преобразователем

11 в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 3. Сигналы с выхода усилителя 3 поступают на вход блока 9 индикации, на вход первого таймера 15, осуществляя его запуск, а также на вход формирователя

4 импульсов, с выхода которого импульсы поступают на первый вход спускового каскада 5, работа которого подготовлена сигналом с выхода блока

10 задержки, Сигнал с выхода спускового каскада 5 подготавливает работу формирователя 6 временных интервалов.

Сформированный временной интервал с выхода формирователя 6 временных ин тервалов поступает на первый вход преобразователя 23 интервал - код, на первый вход каскада 7 сброса и на первый вход второго счетчика 18. Сигнал с выхода каскада 7 сброса запрещает работу первого таймера 15 и первого счетчика 8, переписывая в него код из третьего регистра 19. Второй счетчик 18 просчитывает количество временных интервалов, и по достижении заданного во втором регистре 17 значения сигнал с выхода второго счет41298

5 14 чика 18 поступает на второй вход преобразователя 23 интервал — код, запрещая его работу, одновременно полученный в преобразователе 23 код с сопровождающим сигналом записи поступает на второй вход вычислительного блока 24. Для устранения влияния внеш них факторов вычислительный блок 24 ( посредством дешифратора 13 по шестому выходу последнего производит запуск аналого-цифрового преобразователя 25, который передает результат с сопровождающим сигналом готовности на третий вход вычислительного блока 24, используемый для компенсации влияния внешних дестабилизирующих факторов.

При проведении диагностики прибора в пятый регистр 26 загружается код длительности импульса диагностики, и третий таймер 27 вырабатывает временные метки, которые поступают на третий вход формирователя 4 импульсов и имитируют эхо-сигналы.

Изобретение позволяет повысить надежность и производительность контроля, автоматизировать процесс настройки прибора и уменьшить влияние временных дестабилизирующих факторов.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство цля контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, усилитель, Формирователь импульсов, спусковой каскад, Формирователь временных интервалов, каскад сброса и первый счетчик, блок индикации, блок задержки, второй вход первого счетчика соединен с выходом Формирователя импульсов, выход первого счетчика соединен с вторым входом формирователя временных интервалов, первый и второй входы блока индикации соединены соответственно с выходами усилителя и cHBxpaHHBGTopB блок задержки включен между выходом синхронизатора и вторым входом спускового каскада, пьезоэлектрический преобразователь, соединенный с выходом генератора зондирующих импульсов, и цифровой измеритель скорости, соединенный с выходом Формирователя временных интервалов, а второй вход каскада сброса соединен с выходом блока задержки, о т л и ч а ю щ е е с я

Z5

ЗО

О

5 тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными дешифратором, подключенным к первому выходу цифрового измерителя скорости, первым регистром и первый таймером, выходом соединенным с вторым входом формирователя импульсов, блоком задания начальных параметров, последовательно соединенными вторым регистром и вторым счетчиком и третьим регистром, синхронизатор выполнен из последовательно соединенных четвертого регистра и второго таймера и генератора тактовых импульсов, выходом синхронизатора является выход второго таймера, цифровой измеритель скорости выполнен из последовательно соединенных преобразователя интервалкод и вычислительного блока, входом

1 цифрового измерителя скорости является первый вход преобразователя интервал — код, второй выход дешифратора соединен с первым входом четвертого регистра, третий выход дешифратора соединен с входом блока задания начальных параметров, выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока, четвертый выход дешифратора соединен с первым входом второго регистра, выход второго счетчика соединен с вторым входом преобразователя интервал — код, пятый выход дешифратора соединен с первым входом третьего регистра, второй выход вычислительного блока соединен с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого регистров, второй вход второго счетчика соединен с выходом формирователя временных интервалов, второй вход первого таймера соединен с выходом каскада сброса, третий вход первого таймера соединен с выходом генератора тактовых импульсов, четвертый вход первого таймера соединен с выходом усилителя, а выход третьего регистра соединен с третьим входом первого счетчика.

2, Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью повышения временной стабильности, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, включенным между шестым выходом дешифратора и третьим входом вычислительного блока.

3. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

7 144 1298 8 повышения надежности, оно снабжено ратора и третьим входом формироватепоследовательно . соединенными пятью ля импульсов, а второй вход пятого регистром и третьим таймером, BKJIlo регистра соединен с вторым выходом ченными между седьмым выходом дешиф- вычислительного блока

Составитель И.Соколов

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук Корректор Л,Пилипенко

Заказ 6281/47 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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