Ультразвуковой дефектоскоп

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и испытания материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля изделий в металлургической имашиностроительной промышленности,Целью изобретения является повышение достоверности контроля изделий большой толщины и сбольпшм по г лощением звук а за счет компенсациидифракционных потерь. Данная компенсация происходит в сумматоре 5 при подаче на его третий вход сигнала генератора пилообразного напряжения, прошедшего через масштабный усилитель 13 переменного тока и дополнительный логарифмический усилитель 14. Величина этого сигнала пропорциональна дифракционным потерям . Сигнал с выхода сумматора 5 пропорционален величине амплитуды отраженных эхог-импульсов от дна и дефекта исследуемого изделия и не зависит от его размеров и коэффициента поглощения звука. 2 ил. с $ (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) А2 (51)4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (б1) 1024828 (21) 4263584/25-.28 (22) 15. 06. 87 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И, Ульянова (Ленина) (72) С.К. Паврос и Д.Д. Добротин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

Ф 1024828, кл. G 01 N 29/04, 1982. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля и испытания материалов ультразвуковым методом и мо» жет быть использовано для контроля изделий в металлургической имашиностроительной промышленности. Целью иэоб ре тения являе тся повышение достоверности контроля изделий большой толщины и сбольшим поглощениемзвука за счет компенсациидифракционных потерь.

Данная компенсация происходит в сумматоре 5 при подаче на его третий вход сигнала генератора пилообразного напряжения, прошедшего через масштабный усилитель 13 переменного тока и дополнительный логарифмический усилитель 14. Величина этого сигнала пропорциональна дифракционным поте" рям, Сигнал с выхода сумматора 5 пропорционален величине амплитуды отраженных эхо-импульсов от дна и дефек- та исследуемого изделия и не зависит от его размеров и коэффициента поглощения звука. 2 ил.

1456874

Изобретение относится к области неразрушающих испытаний ультразвуковым методом, может быть использовано для контроля иэделий в металлургичес5 кой, машиностроительной и других отраслях промышленности и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. Р 1024828.

Целью изобретения является повыше- Io ние достоверности контроля изделий большой толщины и с большим поглощением звука за счет компенсации ди- . фракционных потерь.

На фиг.1 представлена структурная 15 схема дефектоскопа; на фиг. 2 — вре— менные диаrраммы.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор I, генератор 2 высокочас- 2р тотных импульсов, ультразвуковой преобразователь 3, логарифмический усилитель 4 с детектором, сумматор 5, пиковый детектор 6, коммутатор 7, параллельно соединенные два блока 8 25 и 9 памяти, компаратор 10 и блок 11 анализа. Вторые входы пикового детектора 6, коммутатора 7 и блока 11 анализа соединены с вторым и третьим выходами синхронизатора 1. Дефектоскоп 3р .также содержит последовательно сое диненные генератор 12 пилообразного напряжения, масштабный усилитель

13 переменного тока. и дополнительный логарифмический усилитель 14, причем вход генератора 12 пилообразного напряжения соединен с первым выходом синхронизатора 1, а выходы генератора 12 пилообразного напряжения и логарифмического усилителя 14 подклю- 4р чены к второму и третьему входам сумматора 5.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом °

Синхронизатор 1 вырабатывает так- 45 товые импульсы с определенной частотой следования (фиг.2а), которые запускают генератор 2 высокой частоты. Высокочастотные импульсы, вырабатываемые генератором 2 (фиг.2б), воз1Р буждают ультразвуковой преобразователь 3, который связан с контролируемым изделием (не показано) и возбуждает в нем ультразвуковой импульс.

Отраженные от дефекта и дна изделия

55 ультразвуковые колебания воспринимают тем же преобразователем 3 в совмещенном режиме (или другим — раздельном режиме), преобразуются в электрические колебания и поступают на вход логарифмического усилителя 4 (фиг. 2в) . Амплитуда напряжения на выходе логарифмического усилителя 4

IJ зависит от амплитуды напряжения лог на его входе по закону U„„=kin Usx, где k — коэффициент пропорцйональности; U „- напряжение на преобразователе 3.

С выхода логарифмического усилителя 4 сигналы поступают на первый вход сумматора 5.

Амплитуда напряжения на преобразователе 3 зависит от амплитуды принятого ультразвуковoro импульса А следующим образом: У „=3c;gA„где С, коэффициент электромеханического преобразования при приеме; — коэффициент акустической связи, учитывающий качество акустического контакта.

Глубина залегания дефекта h и толщина изделия Н связаны с временем распространения t и t> ультразвукового имп уль са зав ис имо с тями

h- — — - Н= — —

2 2 где С вЂ” скорость ультразвука в мате риале иэделия, а амплитуда возбужденного в изделии ультразвукового импульса А равна

А =K„gU где U„амплитуда элект2 рического напряжения, вырабатываемого генератором 2 высокочастотных импульсов (фиг, 2б ); ф < — ко эффи циен т электромеханического преобразования при излучении.

Одновременно с генератором 2 синхронизатор I запускает генератор 12 пилообразного напряжения, который формирует линейно убывающее во време-. ни напряжение компенсации поглощения звука в материале изделия (фнг. 2г)

U U0-oLt где U — постоянная составляющая; о — коэффициент пропорциональности.

Постоянная составляющая Б этого напряжения определяется масштабным усилителем 13 переменного тока, а переменная составляющая изменяется до требуемой величины и подается в логарифмический усилитель 14. В результате формируется напряжение компенсации дифракционных потерь (фиг.2д) U =

=Plnt Оба напряжения компенсации, сумма которых показана на фиг,2е, поступают на второй и третий входы сумматора 5.

14568

В результате напряжение на выходе сумматора 5 оказывается равным

U =1<1пу (U„—" — -klnt--kfC t+gt+

2 SîÊ

2 "%СО

+Pint-Uî.

Устанавливая с помощью органов регулировки P =k и ы.=1 1С,, можно обеспе- . чить независимость результатов контроля от глубины залегания дефектов.

При этом

И =Ипg (V, "," .

1 С, Напряжение с выхода сумматора 5 поступает на вход пикового детектора .6, который формирует постоянное напряжение, пропорциональное только положительным значениям напряжения. Изменяя величину напряжения U, можно 2п изменять тем самым и чувствительность контроля.

Пиковый детектор 6 и коммутатор 7 управляются стробирующими импульсами (фиг.2ж,и,з), которые вырабатываются 25 синхронизатором I °

В отсутствии стробирующих импульсов блоки 8 и 9 памяти отключены от выхода пикового детектора 6 и хранят содержащуюся в них информацию; пико- 30 вый детектор 6 находится в состоянии

"Сброс". При подаче строба дефекта (фиг.2ж) иэ синхронизатора 1 пиковый детектор 6 включается в рабочий режим, и его выход через коммутатор 7 подключается к блоку 8 памяти, в котором запоминается максимальное значение импульса, отраженного от дефекта (фиг.2и). В паузе между стробом дефекта (фиг.2ж) и стробом дон- 4р ного (фиг.2з) импульса пиковый детектор 6 возвращается в состояние

"Сброс", а стробом донного импульса

74 4 (фиг ° 2з) подключается к блоку 8 памяти, в котором запоминается MRKc BJIb но е значение эхо-импульса о т дна изделия (фиг.2к).

Напряжение выходов блоков 8 и 9 памяти поступает на входы компаратора 10, который находит разность этих напряжений (фиг,2л) и подает ее на вход блока 11 анализа. На второй вход этого блока подается пороговое напряжение.

Если дефект мал или отсутствует, -;o разность напряжений на выходе компаратора 10 велика, и на выходе блока 11 анализа сигнал принимает " значение "0", что является признаком отсутствия дефекта. Если дефект значительный, то разность напряжений на выходе компаратора мала, и на выходе блока 11 анализа сигнал принимает значение "1", что является признаком наличия дефекта.

Предлагаемый ультразвуковой дефектоскоп обеспечивает независимость результатов контроля как от глубины залегания дефектов, так и от качества акустического контакта.

Формула иэобретения

Ультразвуковой дефектоскоп по авт. св. У 1024828, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными масштабным усилителем переменного тока, входом подключенным к выходу генератора пилообразного напряжения, и дополнительным логарифмическим усилителем, выходом подключенным к третьему входу сумматора.

1456874

1 g

Корректор Л, Патей

Заказ 7547/43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Сос тав итель Б . Шус тров

Редактор В. Бугренкова Техред М. Ходанич

1 111